隧道监控量测及地质预报实施方案(共48页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上隧道超前地质预报及监控量测实施方案1.隧道概况1.1隧道概况本项目共有隧道2座，秋峰隧道为分离式隧道，云中隧道为小净距隧道。 隧道概况具体见表1-1：表1-1 隧道概况表隧道名称起止桩号隧道长度( m )秋峰隧道左线ZK1+257ZK4+9413684右线YK1+252YK4+9503698云中隧道左线ZK5+814ZK6+249435右线YK5+815YK6+2474321、秋峰隧道本隧道全长3691m，左右洞呈分离布置，左洞全长3684m，右洞全长3698m，为特长隧道。隧道进口位于直线范围内，中间段位于平曲线范围内，左右线曲线半径为R =3500m、R =300

2、0m，出口位于直线范围内。隧道纵坡坡率/坡长：右洞为2.5%/148m、-1.95%/3550m，左洞为2.5%/143m、-1.95%/3541m。隧道进口设计桩号：右洞为YK1+252，左洞为ZK1+257；进口设计高程：右洞为163.28m，左洞为163.373m。隧道出口设计桩号：右洞为YK4+950，左洞为ZK4+941；出口设计高程：右洞为97.93m，左洞为98.106m。本隧道场址区属构造侵蚀低山丘陵地貌，地形起伏大，轴线最高点海拔约490m，相对高差约100400m，山坡植被发育,隧址区进口段坡度约2030，高程165190m，出口段坡度约为1525，高程95-130m。线路

3、隧址区穿越的沟较为发育，多呈V型，地表常年流水，勘察期间流量为50 m3/d，出露岩石较完成沿线地表植被发育，主要为松树、杉树等，局部低洼处为水田。根据地质调绘及钻探结果，隧道洞身围岩为微风化碎斑熔岩，局部为含角砾晶屑凝灰岩，较坚硬岩坚硬岩，岩体较破碎完整；进、出口段附近为中-微风化碎斑熔岩，较坚硬岩坚硬岩，岩体破碎较完整，洞身总体围岩的级别以为主，对隧道洞身围岩的稳定较有利。但是局部节理密集带、构造破碎带、岩性接触带处围岩不稳定，应加强地质监测、超前地质预报与水平钻探，并采取相应的支护措施，防止开挖出现涌水、崩塌、冒顶等地质灾害。隧道区地形起伏较大；地下水主要为强风化层中的孔隙、裂隙型潜水、

4、构造裂隙水，主要受大气降水垂向补给，地下水较丰富。2、云中隧道：本隧道全长433.5m，左右洞呈小净距布置，左洞全长435m，右洞全长432m，为短隧道。隧道全长位于直线范围内。隧道纵坡坡率/坡长：右洞为-2.98%/432m，左洞为-2.98%/435m。隧道区属丘陵低山地貌，隧道纵穿北东向山脊，地形起伏较大。山体自然斜坡坡度为2530；进口段山体自然斜坡坡度为2030，出口段山体自然斜坡坡度为2025沿线最高点海拔约140.0米，沟谷较窄，切割较深，植被较发育。隧道区进口段风化岩层厚度较厚、出口段及洞身段上覆土层一般厚度较小，岩层主要以侏罗纪南园组（J3n）碎斑熔岩为主，属较硬坚硬岩，岩体

5、较破碎-较完整，对隧道洞身围岩的稳定较有利，洞身围岩级别一般为级，局部为级。隧道区地形起伏较大；地下水主要为强风化层中的孔隙、裂隙型潜水、构造裂隙水，主要受大气降水垂向补给，地下水较丰富。1.2编制依据本方案编制的依据主要有：（1）公路隧道施工技术细则（JTG/T F60-2009）（2）公路隧道设计规范（JTG D70-2004）（3）公路隧道施工技术规范（JTG F602009）（4）公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2004）（5）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB 50086-2015）（6）工程测量规范（GB50026-2008）（7）锚喷支护工程质量检测规程（MTT5015

6、-1996）（8）工程岩体分级标准（GB50218-2014）（9）公路隧道监控量测技术规程DB35/T 1067-2010项目实施过程中，如果国家或有关部门颁布了新的技术标准或规范，我方将采用新的标准或规范。1.3工作目的根据合同文件及相关技术规范要求，本项目的主要工作目的如下：1地质超前预报的工作目的：隧道施工中，地质条件的变化和对地质认识能力的不足是最大的风险，通过地质超前预报，能够：（1） 进一步查清因前期地质勘察工作的局限而难以探查的、隐伏的重大不良地质问题，预报掌子面前方及周边一定范围内不良地质体的位置、产状及其围岩结构的完整性与含水的可能性，并为预防和规避隧道涌水、突泥、突气、岩

7、溶、岩爆、塌方和大变形等风险及时提供信息，使工程单位提前做好施工准备，进而指导工程施工的顺利进行，为正确选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方案提供依据；（2） 降低地质灾害发生的机率；（3） 为设计变更提供地质依据；（4） 为编制竣工文件提供地质资料。2施工期监测的工作目的：（1） 本监控量测为独立于施工方和设计方的第三方，使业主能客观、真实、全面地把握工程的质量，掌握工程各主体部分和周边环境的关键性指标，确保工程安全和能按照预定的要求完成，为可能的纠纷提供处理依据。（2） 通过监控测量，了解各施工阶段地层、支护结构与周边环境的动态变化，明确施工对地层和周边环境的影响程度以及可能产生安全事故

8、的薄弱环节，防止支护结构破坏和环境事故的发生；为确定隧道安全提供可靠的信息，预见事故和险情，以便及时采取措施，防范于未然。（3） 通过对隧道围岩、支护的受力、变形的监测，判断隧道围岩和支护是否稳定和安全，评定初支和二衬设计的合理性。从而指导施工，反馈设计，及时变更设计。使得设计和施工配合更紧密，节省工程造价。（4） 充分发挥第三方监测的技术优势，对监测成果结合施工、地质情况进行充分、深入的理论分析，使监测工作真正发挥优化设计和及时反馈指导施工的作用（而不是仅仅满足于收集资料和提交简报），以便必要时对设计和施工进行适当的调整建议，为信息化施工管理提供依据。（5） 积累资料，为今后类似工程或工法本

9、身的发展提供借鉴，并为隧道运营后的养护与维修提供可靠的原始数据。2.项目组织机构及采用的仪器设备2.1项目组织机构针对此项目，公司内成立以总经理和技术负责人为后盾的理论分析计算及技术保障组；现场项目部设置项目负责人，项目负责人主持整个项目部日常工作，下辖项目技术负责人和多名专业工程师，分别掌管5个部门，即隧道监控量测组、超前预报组、分析反馈组和安全保障组，分别负责隧道监测、超前地质预报、资料分析整理反馈和安全保障工作。各工作组基本职能如下：隧道监测组：负责隧道现场监测测点埋设、采集监测数据，对监测数据进行整理分析，并形成阶段性监测报告上报业主、监理及公司主管，如果发现监测数据出现异常立即复测无

10、误后立即上报业主、监理等有关参见单位以便迅速采取措施；超前地质预报组：负责隧道开挖过程中地质情况分析，采用TGP、地质雷达等各种物探手段并结合隧道勘察设计文件、补充地质调查及现场实际围岩情况，综合分析掌子面前方可能存在的不良地质情况，将分析结果形成报告上报业主、监理等有关参见单位，如果发现重大不良地质灾害立即上报报业主、监理等有关参见单位以便迅速采取措施；分析反馈组：负责按照业主、监理等有关上级部门要求，对隧道监控量测及超前地址预报数据进行处理分析，将检测结果形成报告上报业主、监理等有关参见单位；安全保障组：负责项目部工程计量款的合理分配和运用，保证项目部资金运转正常；负责项目部生活用品、劳保

11、用品、办公用品的采购；负责项目部各组内业资料复查、归档工作。项目部组织机构图见图2-1。工程检测加固有限公司分管领导：*第三方监测项目部项目负责人：*理论计算分析分析反馈组数据处理报告编写成果反馈负责人：*隧道监测组现场监测资料分析成果反馈负责人：*超前地质预报组地质调查TGP/地质雷达负责人：*安全保障组财务、后勤、资料归档负责人：*图2-1 项目部组织机构图2.2项目人员组成本项目组织了既有理论知识又有实践经验的一批测绘、地质及岩土工程、结构专业技术人员开展监测工作。主要人员须取得省市级的上岗证，对全体工作人员进行有计划的培训，在专业知识和操作技能上与所担负的工作相适应，人员上岗前要通过考

12、核。本项目部项目负责人和技术负责人知识全面、专业基础扎实，经验丰富，熟悉全部单项工作的程序，具有工程管理、工程协调和处理复杂技术问题的能力。项目人员专业搭配全面合理，包括测量、地质、结构分析、隧道和地下工程、管理方面人员，人员素质能够保证满足工程需要。实施中保证本所列项目负责人、技术负责人、专业技术人员和骨干测量技术工人到位。表2-1 主要技术人员一览表序号姓 名拟任职务职 称专 业1*项目负责人高 工地质工程2*技术负责人工程师土木工程3* 地质预报专业工程师工程师土木工程4*监控量测专业工程师助工土木工程2.3采用的仪器设备预计投入本项目监测工作的主要仪器设备如表2-2，表中仪器设备均为自

13、有。我们承诺，除投入上述设备外，若业主有要求或工程需要，我们将尽量增加投入其它仪器设备，保证满足工程需要。表2-2主要仪器设备表序号设备、仪器名称型号产地国单位数量1TGP206A中国套12地质雷达SIR-3000美国套13全站仪Leica 瑞士台14地质罗盘、地质锤、放大镜中国套25笔记本电脑IBM中国台26台式电脑Dell中国台27皮卡车长城中国台18数码相机佳能IXUS95日本台19打印扫描传真多功能一体机HP中国台13.项目工作内容根据项目隧道施工中可能遇到的主要工程地质问题，并结合当前隧道施工技术，确定了本项目的主要内容有：3.1超前地质预报（1）隧道地质超前预报内容：提供开挖掌子面

14、前方的围岩级别；开挖掘进掌子面地质情况预报，预报掌子面前方出现的地质断层及岩石破碎带的地质情况；3.2施工期监控量测依据招标文件要求及相关规范，监控量测内容分为必测内容和选测内容：（1）监控量测必测项目：地质和支护状态观察；周边收敛位移监测；拱顶下沉监测等；浅埋地表下沉监测；（2）监控量测选测项目：根据业主和项目部需求，我方可在代表性地段进行以下选测项目围岩压力及两层支护间压力量测；锚杆轴力量测；钢架内力及外力量测；锚杆抗拉拔力量测。4.超前地质预报的工作方法4.1主要技术路线目前，隧道地质超前预报有很多方法，受各种条件的限制，不同的预报方法有各自的优缺点。本工程采用洞内探测与洞外地质勘探资料

15、相结合，地质调查方法、超前水平钻探、加深炮孔与多种物探方法相结合，长、短距离预报相结合，开展多层次、多手段的综合超前地质预报，相互印证，提高准确性，并贯穿整个施工过程。技术路线如图4-1。按设计文件要求，根据实际情况，合理选用工程地质调查分析推断法、地质雷达、TGP法等方法，预测和探查可能引发灾害的不良地质现象，如断层破碎带、软弱夹层等，及时反馈指导信息化设计与施工，对前方软弱围岩或其它不良地质体提前主动采取相应加固处理措施，有效控制地质灾害，确保隧道施工安全。同时也应对围岩类别变化的地段，提出或建议优化的支护方案。本项目全段采用地质雷达和TGP相结合的方法进行探测，对可能的不良地质段（如岩溶

16、、突水、突泥等不良地质条件段）采用地质雷达进行辅助预报，以加强预报的准确性；同时，对于已经探明的特殊地质灾害突发地段，应利用地质调查分析推断法和地质雷达法相配合，进行“跟踪预报”，最终形成采用工程地质调查分析推断法、地质雷达、TGP法等进行综合预报，提高预报的准确性。技术路线及实施计划如下：根据实际情况，合理选用工程地质调查分析推断法、地质雷达、弹性波法（采用TGP206A系列）等方法，预测和探查可能引发灾害的不良地质现象，如断层破碎带、软弱夹层、岩溶等，及时反馈指导信息化设计与施工，对前方软弱围岩或其它不良地质体提前主动采取相应加固处理措施，有效控制地质灾害，确保隧道施工安全。同时也应对围岩

17、类别变化的地段，提出或建议优化的支护方案。本项目计划的超前预报方式如下。（1） 首先在充分收集和消化吸收已有勘察资料成果的基础上，划分出工程地质条件较差、拟进行重点超前地质预报的重点地段。采用TGP对进行长距离的“一般性超前地质预报”，在宏观上掌握长距离的、粗略的隧道掌子面前方地质情况，并圈定需要跟踪排查的可疑的不良地质地段；（2） 用地质雷达对隧道进行全长中距离覆盖式探测扫描，对勘察阶段或TGP探测发现的潜在不良地质段，用高频天线辅助进行段距离的“重点跟踪排查”，这样，综合应用多种物探手段进行验证，以加强预报的准确性；（3） 对于上一步中距离预报探测出的关键地质灾害突发地段，结合工程地质调查

18、分析推断法，进行“重点预报”以最终确认不良地质现象；（4） 同时，对于“重点预报”地段，必须在开挖后及时进行掌子面地质调查和素描，以总结预报经验。最终形成采用工程地质调查分析推断法、地质雷达、TGP法等进行综合预报，提高预报的准确性。根据预报成果进行不良地质的风险分级，针对不同的等级进行预防措施。已有勘察成果继续掘进采取处理措施发出灾害预警增加探孔确定超前钻探分级综合预报方案灾害风险分级中短期超前预报确定不良地质体类型规模长期超前预报宏观地质预报工程地质分析补充地质调查有异常有异常无异常无异常级风险区预报方案级风险区预报方案级风险区预报方案地质灾害综合超前地质预报体系地质雷达地质素描TGP地质

19、分析区域构造体系岩溶发育规律水系特征图4-1 超前地质预报技术路线图4.2地质超前预报的工作流程隧道施工地质超前预报工作方法如下：(1)资料收集、勘察成果整理分析、熟悉设计文件、资料和图纸。(2)补充地质调查。(3)洞内地质调查和掌子面地质素描。(4)物探方法的选择和现场实施掌子面探测。(5)探测成果分析。(6)隧道工程岩体分级。(7)预报报告的内容及报告的提交。通过资料收集、勘察成果整理分析、熟悉设计文件、资料和图纸和补充地质调查，确定隧道施工地质超前预报重点段，减少预报的盲目性和预报经费使用的有效性。洞内地质调查和掌子面地质素描是隧道施工过程中的地质工作，是开展隧道施工地质超前预报的基础工

20、作，也是对隧道设计地质资料的补充和完善，更为隧道运营阶段隧道病害整治提供完整的隧道地质资料。4.3地质超前预报成果施工期间及时提供隧道掌子面前方预报成果，包括预报报报和预报总报告。超前地质预报报告应在现场工作完毕后的24h内提交，如有重大不良地质灾害应立即提交。报告内容应包括工程概况，现场地质调绘，地质超前预报方法与技术，资料解释与成果分析，结论与建议。详细如下：（1） 工程概况：项目概况，本次地质超前预报任务，预报实施时间，以往实施情况等；（2） 现场地质调绘：隧道掌子面与洞身地质编录，测绘，隧道地表补充地质调查情况等；（3） 地质超前预报方法与技术：地质超前预报方法原理简述、测线、仪器、装

21、置布置，现场工作方法与技术，仪器设备工作参数，数据质量等；（4） 资料解释与成果分析：结合隧道勘察设计资料、补充地质调查结果、洞内地质调查结果进行的探测分析结果及其地质解释（包括文字、探测典型波形图、波谱图和成果图等）；（5） 预报结论及下步施工措施建议（不良地质分布情况、围岩加固、初期支护、超前支护、永久支护措施等，必要时给出掌子面前方岩体分级建议）。4.4地质调查和超前预报方法下面简单介绍目前隧道施工中使用较多的超前地质预报方法，如工程地质推断法、地质雷达法，弹性波反射法（以TGP为主介绍）等方法。4.4.1巡视检查和掌子面地质调查包括洞内掌子面观察和洞外巡查，在每次爆破后由经验丰富的地质

22、师进行。目的是了解洞身开挖工作面地质状况及初期支护效果，确定围岩级别并判断是否与原工程勘察相符，预测开挖面前方的地质条件；为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据；根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构的可靠程度。洞内掌子面观察：（1） 围岩地层情况，地质描述，完整性。（2） 开挖掌子面及其附近的围岩稳定性，有无松动岩石。（3） 地下水情况。（4） 掌子面及其附近施工进度情况。（5） 支护结构变形与稳定情况（喷射混凝土、锚杆、钢架）。（6） 衬砌及其他混凝土结构的变形、裂缝及其变化。洞外观察：（1） 洞外的地表情况、地表沉陷、边坡的稳定以及地表水渗透等的观察。（2） 气温、降雨等环境因素。

23、（3） 隧道沿线附近建（构）筑物的稳定性情况。洞内外观察主要靠肉眼巡视检查，另外进行数码照相，地质素描，必要时采用地质雷达进行超前探测。选择典型断面及测点取样，进行适量的岩石物理、力学性质试验工作，确定容重及单轴抗压强度（点荷载试验），在反馈分析需要时还将取样进行抗剪强度、单轴、三轴试验。掌子面地质观察记录可按表4-1编制。表4-1 掌子面地质观察记录表 隧道名称日期年 月 日里程岩性岩浆岩 沉积岩变质岩特殊岩风化程度全强中微未坚硬程度极软软较软较硬坚硬完整程度极破碎破碎较破碎较完整完整体积裂隙数Jv(条数/m)3520-3510-203-103结构面形状与产状平均间距0.20.40.20.8

24、0.40.8组数4342312张开填充情况（mm）呈分离体、土夹石张开填充粘土、软化2无充填彼此咬合可见明显裂缝填充岩硝微张少有充填0.10.5闭合无充填0.10.5粗糙程度夹泥平整光滑波浪状粗糙台阶状断层断层破碎带断层较多张性压扭少有断层无断层危石呈分离块体较多不稳定块体少量坍方掉块少量危石未见危石主要结构面与轴线关系小角度（60）其他斜交角度数（ ）地下水状态涌流状淋雨状点滴状潮湿状无水毛洞稳定情况洞体失稳拱顶有坍塌侧壁失稳拱顶有较大坍局部小块掉落未见掉块岩体出露状态风化带断层带 节理密集带侵入体不整合面堆积体主要岩层产状初期支护情况喷锚支护（挂网）喷锚支护（钢拱架）其他其他特殊记事其他：

25、 围岩判断原设计围岩级别现判断围岩级别观察记录： 4.4.2工程地质推断法该法应充分熟悉前期地质勘察资料，在了解洞身围岩的地层层序、产状、区域性的构造分布（如断层、褶皱）情况的基础上，根据掌子面地质调查和素描，掌握围岩岩性，风化程度，结构面发育状况、密度、产状，充填物及结构面与隧道的空间组合关系，地下水的发育情况进行围岩分级。再根据区域性的水文地质条件判断地下水的径流和排泄，以及可溶岩和不溶岩的分界面，岩溶发育的分带性，分析岩溶发育情况。但是，由于地质条件及岩溶发育的不均匀性，工程地质推断法用于掌子面的地质调查效果还不错，但要对前方地质情况进行预判还是不能胜任。4.4.3地质雷达法1.仪器设备

26、及原理地质雷达(Ground Penetrating Radar，简称GPR)是近年来应用于浅层地质构造、岩性检测的一项新技术，其特点是快速、无损、连续检测，并以实时成象方式显示地下结构剖面，使探测结果一目了然，分析、判读直观方便。因探测精度高、样点密、工作效率高而倍受关注。隧道地质雷达超前预报方法是一种用于确定隧道掌子面前方介质分布变化的广谱电磁波技术。如图4-1所示，利用一个天线向掌子面前方发射无载波电磁脉冲，另一个天线接收由岩体中不同介质界面反射的回波，利用电磁波在岩体介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质(如介电常数Er) 及几何形态的变化差异，根据接收到的回波旅

27、行时间、幅度和波形等信息，来探测掌子面前方介质的地层结构与异常地质体。电磁脉冲反射信号的强度与界面的反射系数和穿透介质的波吸收程度有关，一般地，介质的电磁参数（电性）差别大，则反射系数大，因而反射波的能量也大，这就是地质雷达探测的前提条件。图4-1 地质雷达探测原理雷达接收到信号的大小与雷达天线的特性、地层的衰减、目标体的深度和反射特征以及雷达的工作频率和发射功率均有关系。在仪器性能和地下介质一定的情况下，探测深度取决于工作频率选择及地层的衰减系数。一般天线频率越高，则探测深度越浅，分辨率越高；天线频率越低，则探测深度越深，分辨率越低。因此，地质雷达技术存在着探测深度与分辨率的取舍或优选问题。

28、地质雷达系统包括硬件（主机、天线、传输电缆等）和软件（现场数据采集、预处理、后处理等）两大部分。本次投入的设备为美国产SIR系列地质雷达系统（图4-2）。在资料的处理上，配备了RADAN6.6系列雷达软件，特别针对各种地质异常情况可以进行多道平均，同相轴追踪，信号偏移，希尔波特变换，褶积与反褶积的滤波变换，傅立叶变换，强制增益变化等等一系列的手段，可以最大程度的保证资料处理的可辨读性。图4-2 地质雷达系统2.注意事项（1） 现场数据采集主要是在掌子面上进行，采集前应对掌子面进行平整处理，使雷达天线与掌子面能有较好的藕合。（2） 在掌子面附近应没有其它的金属物体，避免电磁干扰。（3） 采用屏蔽

29、天线进行测试。一般应采取连续观测方式。（4） 成果解译时注意电磁波的强反射带，跟踪同相轴的间断、弯曲和分叉现象。4.4.4TGP法1.TGP预报方法和原理1探测原理隧道地震波超前预报原理是利用地震反射波和绕射波原理，对隧道掌子面前方的地质条件进行探测。由震源产生的地震波向隧道前方传播的过程中，遇到岩体中相对大的声阻抗界面会产生反射波，遇到相对小的声阻抗界面会产生绕射波，统称为地震回波。利用设备采集隧道围岩中界面的地震回波，通过专业处理系统提取回波的界面位置、空间分布、回波极性和回波能量等信息，并结合隧道地质勘察资料综合分析，实现隧道地质超前预报目的。现场需要采用三分量检波器实现空间地震回波的矢

30、量检测和纵横波采集，保证处理系统利用多波多分量进行全波震相分析和极化波计算，获得2维和3维空间的偏移归位图、断面扫描图，获得界面回波位置和界面空间分布，以及界面间岩体性质等预报资料。2.测试方法TGP探测的基本步骤为：场地清理钻孔布置施工钻孔数据采集数据分析报告提交。沿隧道一侧洞壁布置24个爆破孔，预报断层构造时爆破钻孔应根据断层走向布置在与断层夹角较小一侧的隧道边墙上。爆破孔平行于隧道底面呈直线排列，孔距1.5m，孔深1.5m（孔深应尽量一致，且必须保证深度），炮眼高度11.5米，所有炮眼与接收器的高度应相同。炮孔垂直于边墙向下倾斜15200，以利于灌水堵孔。钻孔完成后应注意保护，防止塌孔。

31、接收器孔：距最后的爆破点1520m处设接收器孔（在双侧），上倾5100，接收器安装孔的孔深1.9m(必须保证深度)，内置接收传感器。接收器与孔壁的藕合必须紧密。图4-3为观测系统与隧道关系平面示意图。接收器孔21.5m1.5m2.5m1.5m掌子面52米接收器孔115米炮孔S1 S2 S3 S23 S24隧道轴TA掌子面图4-3 TGP观测系统与隧道关系平面示意图3.成果解释的基本原则在成果解释中，以P波资料为主对岩层进行划分，结合横波资料对地质现象进行解释。解释中，遵循以下准则：（1） 正反射振幅表明硬岩层，负反射振幅表明软岩层。（2） 若S波反射较P波强，则表明岩层饱含水。（3） Vp/V

32、s或泊松比增大，常常由于流体的存在而引起。（4） 若Vp下降，则表明裂隙或孔隙度增加。4.提高TGP预报质量的注意事项（1） TGP探头的耦合性能是影响采集高质量数据的必要前提条件。（2） 炸药量过大或太小，造成信号超幅或太弱；洞内施工机械噪音过大，造成干扰信号太强。（3） 装药深度过浅或炸药掉入初期支护与围岩之间的空洞，产生大量无用的面波，且无法滤掉；炮眼封堵不好，能量消耗在产生大量的干扰信号上，且有用信号微弱。（4） 炮孔参数测量不准确直接影响到软件处理结果推测的每一不良地质界面位置的准确与否。（5） 数据长度选取过短或太长。数据长度是指从接收点算起所需要的最大探测范围。过短造成数据量不够

33、，太长造成无用、干扰信号也大量进入软件处理，同时造成处理时间延长。（6） 初始噪音信号的消除（零切除）不合理。如较大数值的零切除，虽然使初始噪音信号全部充零，但会对后续的数据处理造成较大不利影响。（7） 带通滤波参数设置不恰当，会对后续处理和最终结果造成很大影响。（8） 在信号质量不高时初至拾取困难，此时易产生定位困难或错误，从而导致最终结论的不准确或错误。（9） 道切除的不合理，对最终结果有较大影响。4.4.5超前地质钻探（根据业主和项目部需求）超前地质钻探在复杂地质条件的预报中，能较细致、准确的了解掌子掘进面前方和空间的地质体状况。在该方法中采用孔中地质雷达预报，其预报深度依赖超前地质钻孔

34、深度。一般地，超前水平钻探需要在掌子面钻1孔，进尺30m，如遇异常情况，不少于3孔。4.5地质超前预报工作中需要注意的事项（1） 要充分了解物探方法资料的多解性。要了解所使用物探方法的长处和不能完成的任务，合理地选择采用的方法，并综合采用物探技术进行相互验证。（2） TGP对长距离（80-200m）预报与隧道轴线大角度相交的断层、裂隙密集带和溶洞具有较高准确性；带屏蔽天线的地质雷达对于中距离（30m）的岩溶发育预报效果很显著。（3） 要重视综合物探和综合地质调查，重视掌子面地质调查和素描。 （4） 要充分认识复杂地质工作的渐进性。注意开挖后掌子面地质调查，将揭露的地质情况同预报结果进行对比，不

35、断提升预报水平。（5） 单纯用地质预报的物探资料的弹性波速或其它参数去预报围岩分级是不合适的，隧道围岩分级是要考虑各种因素综合确定，必须要结合实际地质情况来判断。5.监控量测工作方法5.1必测项目5.1.1地质及支护状况观察采用罗盘、地质锤、数码相机等设备进行洞内外地质观察和支护状况观察。5.1.2拱顶沉降、水平收敛和地表沉降测量5.1.2.1拱顶沉降、水平收敛和地表沉降测点埋设拱顶下沉量测点原则上设置在拱顶轴线附近，且与水平净空变化量测在同一量测断面内进行。当隧道跨度较大时，结合施工方法在拱部增设量测点。监控量测断面一般按下表间距布置。表5-1 拱顶下沉和净空变化量测断面间距围岩级别断面间距

36、（m）5101025254050100（2）收敛测线布置测线布置和数量与地质条件、开挖方法、位移速度有关。项目开展后再依情况调整。一般地段采用13条测线，且确保拱脚处必须有一条水平测线。若位移值较大或偏压显著，则同时进行绝对位移量测。表5-2 净空变化量测测线数地段开挖方法一般地段特殊地段全断面法一条水平测线台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线，两条斜测线分部开挖法每分部一条水平测线CD或RD法上部、双侧壁导坑法左右侧部，每分部一条水平测线，两条斜测线、其余分部一条水平测线。此外，在避免被爆破作业破坏的前提下，测点尽可能靠近工作面埋设（一般距离为510m），并且牢固可靠，易于保护、识别，

37、量测断面用红油漆标识。拱顶下沉量测后视点埋设在稳定岩面上，并和洞、内外水准点建立联系。水平净空变化、拱顶下沉量测在每次开挖后8小时内且在下一循环开挖前读取初读数，最迟不超过12小时。 （a）全断面法施工 （b）台阶法施工 （c）CD或CRD法施工 （d）双侧壁导坑法施工图5-1 拱顶下沉和净空变化量测测线布置示意图浅埋隧道（H02B，H0隧道埋深，B隧道最大开挖宽度）地表下沉量测断面布置与洞内水平净空变化、拱顶下沉在同一横断面内；当地表有建筑物时，在建筑物周围增设下沉测点。地表沉降量测点横向间距为25m。在隧道中线附近量测点适当加密，隧道中线两侧量测范围不小于H0+B，地表有控制性建（构）筑物

38、时，量测范围适当加宽。测点按普通水准点埋设，每断面施设711个测点，监测范围在隧道开挖影响范围以外。（隧道开挖影响范围计算公式：D=B+2htan（45-/2），D 开挖影响范围；B隧道开挖宽度；h隧道开挖高度；围岩内摩擦角）。图5-3 地表沉降横向量测点布置示意图一般条件下，地表沉降量测点纵向间距按下表要求布置。表5-3 地表沉降量测点纵向间距隧道埋深与开挖宽度纵向量测点间距（m）2BH02050BH02B1020H0B510地表下沉量测在开挖面前方隧道埋置深度与隧道开挖高度之和处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。5.1.2.2拱顶沉降、水平收敛和地表沉降测量隧道采用钻爆法施工，根

39、据新奥法基本原理，运用围岩监控量测来掌握施工过程中围岩变形及支护状况，及时准确获取监测信息，并指导施工，以达到安全、可靠、经济的目的。为快速、高效、准确完成围岩净空位移量测任务.水准仪、收敛计等测量仪器量测精度较高，能精确的测出围岩变形量，但隧道施工过程中洞内环境较为复杂，实际操作起来较为困难，如收敛测量时洞内应禁止车辆通行，否则易造成安全隐患，沉降测量时挂尺与拱顶接触部位不易固定，容易造成人为误差，影响结果的准确性，全站仪操作起来较为简单，在隧道监控量测中应用全站仪非接触式测量，既不影响隧道施工，也可避免人为误差，能保证观测结果的准确性。本项目将根据实际情况应用全站仪进行隧道监控量测中的变形

40、监测。（1）测量原理全站仪利用其三维坐标测量原理实时计算两点间的平距、垂距与斜距以及两点间的相关几何参数。有射线对边（A-B，A-C）和折线对边（A-B，B-C）两种对边测量方式可供用户选择。其原理图5-8所示。图5-8 对边测量原理图根据实时测得相互两点间的坐标经反算和高差计算结果，一般比较好的全站仪屏幕可显示以下相关两点间的几何参数： SD：两点间的斜距； HD：两点间的平距； VD：两点间的高差； V%：点间坡度百分比。（1）测量方法全站仪自由设站非接触观测系统由观测主机全站仪、反射靶标、后视基准点及计算机组成。后视基准点要求稳固，测点采用膜片式回复反射器作为靶标，将靶标牢固粘贴在测点上

41、，按有关规范要求在隧道内进行点位布置。测量时反射膜片中心为照准点，观测时反射膜片与仪器光轴的倾斜角度应不大于30度，以减少照准测距的影响。观测前，对全站仪进行调校，使仪器处于最佳状态。观测时，打开仪器的角度改正及补偿器功能，并对仪器进行气压和温度的气象改正。观测采用记录测量模式，所有观测数据均存储在模块内。全站仪采用自由设站，为了消除反射膜片倾斜对测距的影响，每次量测时测站位置应大致相同。观测时采用三次重复设站，每次设站采用双盘测回结合三次重复照准的冗余观测方法，即每一测站上分别用两个盘位连续、重复照准三次目标点，然后取平均值作为一次设站观测的结果。量测频率主要根据位移速度和测点距开挖面的距离

42、而定。一般在测点埋设初期测试频率每12次/日，随着围岩渐趋稳定，量测次数减少，当出现不稳定征兆时，增加量测次数。当围岩达到基本稳定后，以1次/2日的频率量测2周，若无明显变形，则可结束量测。拱顶沉降和地表沉降采用全站仪射线对边（A-B，A-C）测量方式，仪器架于通视良好的任意点，后视A点（为基准点），测量B、C、D为拱顶沉降监测点，测得各拱顶沉降监测点与基准点之间的高差。水平收敛采用全站仪折线对边（A-B，B-C）测量方式，仪器架于通视良好的任意点，后视A点（为水平收敛一端测点），测量B点，为水平收敛另一端测点，测得水平收敛两端测点之间的距离。（2）数据处理将测量数据输入计算机进行后处理，监测

43、人员及时整理分析量测数据，并结合施工步骤、支护等进行分析判断，将实测数据与允许值进行比较。具体的处理方法为：（1）计算位移值；（2）绘制位移-时间图，位移速度-时间图，位移加速度-时间图；（3）对量测数据处理结果分析判断，及时提交量测结果；（4）监控量测资料的整理分析。5.2选测项目量测5.2.1 锚杆轴力量测 量测目的了解锚杆实际工作状态及受力大小、受力状态和工作状态；结合位移量测，判断围岩发展趋势，分析围岩内强度下降区的界限；修正锚杆设计参数，评价锚杆的支护效果及其安全性，保证隧道的施工安全。 量测方法锚杆轴力量测采用在初期支护的锚杆上固定锚杆测力计，来达到测试锚杆受力状态的目的。 断面布

44、置在典型量测断面上布置锚杆轴力监测断面。 测点布置在每个量测断面上布置3个测点，分别位于拱顶、左右拱边墙处，每个测点在锚杆上安装3个测力计，分别位于锚杆的前端、中间和尾端，具体测点布置见图5.10。 埋设方法与要求钻孔及准备a.根据设计要求造孔：钻孔时所有的孔位应布置在同一垂直断面内；水平钻孔倾斜角度在垂直断面内不超过5；水平面内钻孔与隧道壁面交角应在8590之间；钻孔时孔径应比量测锚杆杆体直径大20-30mm，扩孔深为200-250mm。钻孔直径大于锚杆应力计最大直径。钻孔方位符合设计要求，孔弯小于钻孔半径。钻孔应冲洗干净，并严防孔壁沾油污。b.用专用点焊机焊接在锚杆上。c.按预埋位置进行电缆的接长连接，作好编号标记。仪器安装a.组装检测合格后，将组装好的锚杆缓慢地送入钻孔内。安装时，确保锚杆应力计不产生弯曲，电缆和排气管不受损坏，锚杆根部与孔口平齐。b.锚杆应力计进入孔后，将连接仪器的锚杆安装固定在孔内，引出电缆和排气管，装好灌浆管，用水泥砂浆封闭孔口。c.灌浆锚固：水泥砂浆的灰砂比为1:11:2，水灰比为0.380.5:1。灌浆时，在设计规定的压力下进行，灌至孔内停止吸浆时，持续