隧道超前地质预报与监控量测方案+1

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*********A7合同段超前地质预报与监控量测方案

1. 编制依据 (1)

2.工程概况 (1)

2.1 隧道概况 (1)

2.2 工程地质特征 (2)

2.3 工程地质构造 (2)

2.4 水文地质特征 (3)

3. 工作内容 (3)

3.1隧道超前地质预报 (3)

3.2隧道监控量测 (4)

4.超前地质预报方案 (5)

4.1超前地质预报分类 (5)

4.2超前地质预报方法 (5)

5.超前预报数据反馈 (9)

6.监控量测方案 (11)

6.1洞内外观察 (11)

6.2周边位移 (13)

6.3拱顶下沉 (15)

6.4 浅地表下沉 (16)

6.5 围岩压力监测 (18)

6.6 初期支护喷射混凝土应变量测 (19)

6.7 钢架内力及所受荷载量测 (20)

6.8 二次衬砌混凝土应变量测 (21)

7.监测成果处理及反馈 (22)

7.1数据的采集 (23)

7.2实测资料的整理 (23)

7.3监控量测数据处理与分析 (25)

7.4监测报警指标 (28)

7.5监控量测报告和报警提交 (30)

8.拟投入本合同的主要设备、仪器 (31)

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1. 编制依据

1、《公路工程技术标准》（JTG BO1-2003）；

2、《公路隧道设计规范》 (JTG D70-2004)；

3、《公路隧道设计细则》 (JTG/T D70-2010)；

4、《公路隧道施工技术规范》（JTGF60 -2009）；

5、《公路隧道施工技术细则》（JTG/T F60 -2009）；

6、《公路工程地质勘察规范》（JTG C20-2011）；

7、《公路工抗震设计规范》（JTJ004-89）；

8、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）；

9、《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）；

10、《福建省高速公路隧道施工标准化指南（隧道）》（2013）；

11、福建省地方标准《公路隧道监控量测技术规程》（DB35/T 1067-2010）；

12、福建省高指《关于加强我省高速公路隧道超前地质预报工作管理的通知》（闽高路工（2011）216号）；

13、有关隧道超前地质预报的技术规范、规程、指南等。

2.工程概况

2.1 隧道概况

*********隧道场区位于福州市*********镇海屿村和云龙村交界一带，为双洞分离式长隧道，A7合同段0.5座。A7合同段隧道左线起迄里程为ZK29+430.17 ～ZK30+468，长1037.83米；隧道右线起迄里程为YK29+410～YK30+461，长1051米。

隧道采用复合式衬砌，初期支护采用喷锚，开挖宽度约16.5m，高度约11.1m。隧道为六车道分离式公路隧道，按行车速度100km/h设计，建筑限界按《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）及《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004)设计。

本合同段为*********隧道出口，2个开挖工作面，隧道围岩概况见表1：

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表1 隧道围岩概况表

2.2 工程地质特征

隧道属于丘陵剥蚀地貌，进出口处覆盖层薄。隧道穿越于丘陵坡地之下，地形起伏较大，进出口段地形较缓，自然斜坡坡度为25~30°，沿线最高点高程276.8米，山脊脚窄小，沟谷较窄，切割较深，植被发育。

2.3 工程地质构造

隧道区表层为第四系坡积层，层厚一般小于3米；洞身及出口段为燕山晚期正长斑岩体侵入，隧道区普遍见后期辉长岩脉侵入。据地质钻探资料，得出地质构成，地层自上而下为：

①11素填土（Q4me）：层厚1.0m。

②123粉质粘土（Q4cal+p1)：层厚1.80m。

②212细沙（Q4ca1+p1)：层厚4.00m。

④232块石（Qd1)：层厚2.80m。

⑧51砂土状强风化凝灰熔岩（J3n）：层厚3.70~3.90m。

⑧52碎块状强风化凝灰熔岩（J3n)：层厚2.70m。

⑧53中风化凝灰熔岩（J3n)：分布于进口段。

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2.4 水文地质特征

隧道区地表水不发育，雨季山坡汇水顺坡冲泄；地下水主要为风化层孔隙裂隙水，主要受大气降水垂向入渗补给。

左右洞出口及洞身地下水位埋藏较浅，均位于设计路面以上。根据设计资料，单洞最大涌水量取1955.2m3/d，单洞正常涌水量取735.3 m3/d。隧道开挖时在地下水相对较富集地段易发生地下水渗漏、涌水，应加强对地下水位及涌水量变化的监测，做好截、排水和洞身防渗漏工作。地表水和地下水对混凝土不具腐蚀性。

3. 工作内容

根据招标文件及技术规范要求，隧道超前地质预报和监控量测技术服务的工作内容如下：

表2 A7合同段超前地质预报及监控量测施工任务统计表

3.1隧道超前地质预报

通过地质分析、超前探测和钻探等综合方法，对隧道掌子面前方的不良地质体进行预报，主要预报内容有：（1）断层破碎带；（2）隧道围岩涌水量预报；（3）隧道围岩稳定位移与突发失稳时间预报等。

通过对隧道洞身范围内（特别是掌子面前方）地下水发育、岩体破碎地段、断层发育等不良地质的预测和分析，为施工提供工程地质资料。避免工程地质灾害，从而保证

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施工安全。

预报范围：按左右洞全洞预报。

主要适用的仪器：TSP、地质雷达、红外探水仪等。根据现场情况采用长短距离预报相结合的方法。

3.2隧道监控量测

3.2.1隧道监控量测必测项目：

（1）洞内、外观察

洞内观察包括开挖面和初期支护完成区段观察等。

开挖面观察：每次开挖后进行一次，当地质情况基本无变化时可每天进行一次，观察后应绘制开挖面略图，填写工作面状态记录及围岩级别判定卡。

初期支护完成区段观察：每天至少进行一次，观察内容包括喷砼、锚杆、钢架的状态。

洞外观察包括洞口地表表情况、地表沉陷、边坡、仰坡的稳定、地表水渗漏的观察等。

（2）水平净空变化量测

每次开挖后尽早进行，最迟不大于24小时，在下一循环开挖前应完成读数。采用全断面开挖时，可设一条测线，采用台阶法开挖时，可在拱腰及边墙各设一条测线。

（3）拱顶下沉量测

拱顶下沉量测应与水平净空变化量测在同一量测断面内进行，其量测频率应相同，当地质条件复杂，下沉量大或偏压明显时，除量测拱顶下沉外，尚应量测拱腰及基底隆起量。

3.2.2选测项目

（1）围岩压力及两层支护间压力量测

（2）初期支护喷射混凝土应变量测

（3）钢架内力及所受的荷载量测

（4）二次衬砌混凝土应变量测

（5）锚杆抗拔力

通过开展监控量测工作，掌握围岩和支持动态，进行日常施工管理；

*********A7合同段超前地质预报与监控量测方案了解支持构件的作用及效果；确保隧道施工安全；将监控量测结果反馈设计及施工中。

4.超前地质预报方案

4.1超前地质预报分类

根据预报范围的不同，超前地质预报分为以下两类：

（1）长距离预报：对不良地质及特殊地质情况进行长距离宏观预测预报，预报距离一般在掌子面前方200m，并根据揭示情况进行修正。在宏观预测基础上，采用地震波反射法、超声波反射法、瞬变电磁法、深孔水平钻探等，对掌子面前方30~200m范围内的地质情况较详细的预报。

（2）短距离预报：在中长距离预报的基础上，采用红外探测法、瞬变电磁法、地质雷达或超前钻孔，探明掌子面前方30m范围内地下水、地层岩性及不良地质情况等。

4.2超前地质预报方法

本项目隧道开挖采用长距离、短距离预报相结合的综合地质超前预报技术。多管齐下，优化组合，相互印证，相互补充，提高地质预报精度和效率，及时反馈指导施工。

4.2.1长距离超前地质预报

长距离超前地质预报是对一座隧道的宏观超前地质预报，目的在于确定整座隧道的难点、疑点，重点地段和不良地质作用类型和分布里程，为编制施工组织设计更有针对性，使防灾、减灾措施更加具体，为科学施工提供地质依据，可有效地避免盲目性；指导中短期超前地质预报的顺利进行，并为选择物探手段和物探方法的优化组合提供依据；为隧道施工监控量测的布置突出重点。采用的方法有：

4.2.1.1地质调查法

包括隧道地表补充地质调查和隧道内地质素描等。

（1）隧道地表补充地质调查应包括下列主要内容：

①对已有的地质勘查结果的熟悉、核查和确认；

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②地层、岩性在隧道地表的出露及接触关系，特别是对标志层的熟悉和确认；

③断层、褶皱、节理密集带等地质构造在隧道地表的出露位置、规模、性质及其产状变化情况；

根据隧道地表补充地质调查结果，结合设计文件、资料和图纸，核实和修正超前预报重点区段。

（2）隧道内地质素描是将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量、溶洞等准确记录下来并绘制成图表，是地质调查法工作的一部分，包括开挖工作面地质素描和洞身地质素描。隧道内地质素描应包括下列主要内容：

1）工程地质

①地层岩性：描述地层时代、岩性、层间结合程度、风化程度等；

②地质构造：描述褶皱、断层、节理裂隙特征、岩层产状等。断层的位置、产状、性质、破碎带的宽度、物质成分、含水情况以及与隧道的关系。节理裂隙的组数、产状、间距、充填物、延伸长度、张开度及节理面特征、力学性质，分析组合特征，判断岩体完整程度；

③地应力：包括高地应力现实性标志及其发生部位，如岩爆、软弱夹层挤出等现象；

④塌方：应记录塌方部位、方式、规模及其随时间的变化特征，并分析产生塌方的地质原因及其对掘进的影响；

⑤有害气体及放射性危害源存在情况。

2）水文地质

①地下水的分布、出露形态及围岩的透水性、水量、水压、水温、颜色、泥沙含量测定，以及地下水活动对围岩稳的影响，必要时进行长期观测。地下水的出露形态分为：渗水、滴水、滴水成线、股水（涌水）；

②水质分析，判定地下水对结构材料的腐蚀性；

③出水点和地层岩性、地质构造等的关系分析；

④必要时进行地表相关气象、水文观测，判断洞内涌水与地表径流、降雨的关系；

⑤必要时应建立涌突水点地质档案。

3）围岩稳定性特征及支护情况

记录不同工程地质、水文地质条件下隧道围岩稳定性、支护方式以及初期支护后的

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变形情况。发生围岩失稳或变形较大的地段，详细分析，描述围岩失稳或变形发生的原因、过程、结果等。

4）进行隧道围岩级别分级（按公路隧道设计细则（JTG/T D70-2010））

5）影像：隧道内重要的和具代表性的地质现象应进行摄影或录像。

（3）地质调查法隧道超前地质预报，应编制下列材料：

①地质调查法预报报告；

②开挖工作面地质素描图；

③隧道洞身地质展现图；

④地层分界线及构造线隧道内和地表相关性分析预报图（必要时作）；

⑤地质复杂地段纵、横断面图；

⑥地质监测与测试资料；

⑦有关影像资料。

4.2.1.2地震波反射法——TSP地震波法

使用TSP203地震波法，用于地质构造和岩性预报。根据地震波的动力学特性和运动学特性判断围岩是否存在断层、溶洞、破碎带及地下水等不良地质情况，结合围岩弹性波传播速度进行初步的岩体结构（完整性、稳定性等）特征判断。然后根据相同岩性的岩块波速及测试出的围岩弹性波传播速度算出完整性系数，依据规范就可根据弹性波传播速度和完整性系数的大小进行围岩级别判断。采用TSP探测，在软弱破碎地层或岩溶发育区有效探测距离按110m左右控制，在岩体完整的硬质岩石地层有效探测距离按160m左右控制，如连续预报时前后应重叠10m以上。

TSP采用了回声测量原理。地震波在指定的震源点（通常在隧道的左边墙或右边墙，大约24个炮点布成一条直线）用小药量激发产生。地震波在岩石中以球面波形式传播。当地震波遇到岩石物性界面(即波阻抗差异界面，例如断层、岩石破碎带和岩性变化等)时，一部分地震信号反射回来，一部分信号投射进入前方介质。反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收，该接收系统为一个三分量检波器，埋入隧道侧壁岩体中2m，炮点等间距设于侧壁岩体内1~1.5m，有效地避免了面波和隧道柱波的干扰。反射信号的旅行时间和反射界面的距离成正比，故而能提供一种直接的测量。

TSP地震波的反射界面实际上是指地质界面，主要包括大型节理面、断层破碎带界面、岩性变化界面和溶洞、暗河、岩溶陷落柱、淤泥带等。这些不良地质界面的存在对

*********A7合同段超前地质预报与监控量测方案 8 于隧道施工能否正常进行往往起着决定性的作用，因此准确的对其规模、位置进行预测

具有重要的意义。

4.2.2 短距离超前地质预报

短距离超前地质预报是指对隧道掌子面前方30m 范围内，做出的超前地质预报，它

是超前地质预报的攻坚阶段，做好该阶段的预报对于提高超前地质预报的准确率具有决

定性意义。采用的方法有：地质雷达法和红外线探测法等。地质雷达和红外探测，有效

探测距离控制在30m 以内，如连续预报时前后两次重叠长度不小于5m 。

（1）地质雷达法

电磁波测试也是目前较为常用的一种测试方法，它能够较准确地预报出掌子面前方

不良地质情况（断层、溶洞、含水等不良地质情况），特别是含水状态。所用的设备主

要是地质雷达，该设备分辨率较高，方向性好，能分辨出较小规模的地质和含水性异常。

地质雷达测量方法有剖面法、宽角法、穿透法等。通用的为剖面法，即发射天线和

接收天线以固定间距沿测线同步移动，每移动一次即获得一个记录，测完一条测线，即

得到由一个个记录组成的地质雷达时间~平距剖面图像，通过对该图像进行一系列的数

据处理，可得到深度——平距正演图像，进而利用地质、钻探资料或其它方法所获成果

并结合对图像的频率、振幅、同相轴形状之分析来对图像进行解释，最终得到地质雷达

探测成果图。

地质雷达电磁波脉冲传播示意图地质雷达工作原理图

（2）红外线探测法由于所有物体都发射出不可见的红外线能量，该能量大小与物体的发射率成正比。

而发射率的大小取决于物体的物质和它的表面状况。当掌子面前方及周边介质单一时，

所测得的红外场为正常场，当存在隐伏含水构造或有水时，他们所产生的场强要叠加到

正常场上，从而使正常场产生畸变。据此判断掌子面前方一定范围内有无含水构造。

*********A7合同段超前地质预报与监控量测方案现场测试有两种方法：一是在掌子面上，分上、中、下及左、中、右六条测线的交点测取9个数据，根据这9个数据之间的最大差值来判断是否有水；二是在已挖洞段按左边墙、拱部、右边墙的顺序进行测试，每5m或3m测取一组数据，共测取50m或30m，并绘制相应的红外辐射曲线，根据曲线的趋势判断前方有无含水。

掌子面上9个数据的最大差值大于10μw/cm2，就可以判定有水；红外辐射曲线上升或下降均可以判定有水，其他情况判定无水。红外探测的特点是可以实现对隧洞全空间、全方位的探测，仪器操作简单，能预测到隧洞外围空间及掘进前方30m范围内是否存在隐伏水体或含水构造，而且可利用施工间歇期测试，基本不占用施工时间。

（3）水平钻探法：一般控制在30米左右。

在工作面上布设超前探孔，采用地质钻进机进行超前钻探，地质探测一般设计长度为30米。在钻探中根据钻机在钻进过程中地推力、扭矩、钻速大小、岩粉成分、成孔难易及钻孔出水情况来判断前方地地层与岩性，同时进行涌水量和水压测试，判断掌子面前方地层含水情况。

①一般情况下，每个掘进工作面布设1~3个超前探孔，分别位于拱顶和拱腰部位。

②超前探孔直径一般不小于φ76mm，终孔位于隧道开挖轮廓线外1.5~3.0m。

③经探测后，若无大地涌水，可开挖25m，之后进行下一循环地质钻探。

5.超前预报数据反馈

超前地质预报必须起到隧道开挖指导作用。

长距离超前地质预报采用地质调查法和地震波反射法(TSP203)，隧道超前地质预报全隧道使用TSP进行跟踪地质预报，洞口段 TSP难以施作可采用地质雷达等方式代替。为进一步探明部分地段地质状况需要，预报单位根据预报结果提出意见，经参建各方认定确实需要进行补充探测预报的工作。在软弱破碎地层或岩溶发育区有效探测距离按110m左右控制，在岩体完整的硬质岩石地层有效探测距离按160m左右控制，如连续预报时前后应重叠10m以上。地质雷达和红外探测，有效探测距离控制在30m以内，如连续预报时前后两次重叠长度不小于5m。

特殊情况下应视现场需要确定。地质素描跟踪编录紧随掘进工作面进行，每天一次，当长、中、短距离预报确定的重点不良地质地段，可能有险情时，应及时赶到现场确认地质情况，做出临兆预报或提出处理建议。

地质预报先于隧道开挖，长距离地质预报应在隧道开挖前或监测单位15天内提交。

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短距离地质预报必须在施工单位掘进开挖前2天，提供开挖面前方的围岩破碎状况、是否存在不良地质体、是否存在突水突泥、含水区等地质预报的书面报告。每次探测完后1~2日内提交，每期提交的探测报告应附上期探测与开挖揭示、设计对比情况，同时不同探测方法成果上也要进行对比。

预报成果要简明、实用，其内容包括掌子面前方地质和水文情况的剖面图和文字，对开挖过程中围岩稳定性、完整性和含水性进行评价。

地质超前预报资料报告包括的内容：

⑴、隧道预报区域的工程地质与水文地质简述、绘制开挖掌子面的地质素描图；

⑵、采用物探工作原理、设备简述，并根据现场的实际设计观测系统；

⑶、对物探数据进行处理，提供典型图例，对测试内容要有明确结论及建议；

⑷、对物探数据进行解释，结合地质方法，对隧道掌子面前方一定距离内的地质结构和含水性进行描述，对存在的不良地质体进行预报，对照图纸提供的地质资料，预报地质条件变化情况及对事故的影响程度；

⑸、预报可能出现的不良地质及其对施工的影响，以及处理措施。

⑹、对隧道施工提出建议，包括隧道施工中由于措施不当可能造成围岩失稳时，应及时采取的改进措施。

⑺、遇有不良地质和地质灾害预兆或发现围岩失稳、支护开裂、突水涌泥等险情时立时电话通知施工单位，半日内并尽可能快地向施工单位提交临兆预报。

⑻、施工期间中期按要求提交阶段性超前地质预报总结报告。

⑼、工程结束，向施工单位提交完整的超前地质预报总报告及电子文档。

隧道综合超前地质预报流程如下图所示。

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6.监控量测方案

6.1洞内外观察

6.1.1量测目的

⑴、为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据；

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⑵、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。

6.1.2观测内容

⑴、对开挖工作面观察：

①岩质种类和分布状态，近界面位置的状态；

②岩性特征：岩石的颜色、结构、构造；

③地层时代归属及产状；

④节理性质、组数、间距、节理裂隙的发育程度和方向性，断面状态特征，充填物的类型和产状等；

⑤断层的性质、产状、破碎带宽度、特征；

⑥地下水类型、涌水量大小等；

⑦开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象。

⑵、开挖后已支护段：

①初期支护完成后对喷混凝土层表面的观测及裂缝状况的描述与记录；

②有无锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部的现象；

③喷混凝土是否产生裂缝或剥离，要特别注意喷混凝土是否发生剪切破坏；

④钢支撑有无被压曲现象；

⑤是否有底鼓现象。

⑶、洞外观察

包括对洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定以及地表水渗透等的观察。

6.1.3量测方法

利用地质素描、照相或摄像技术将观测到的有关情况和现象进行详细记录，观测中，如发现异常现象，要详细记录发现的时间、距开挖工作面的距离以及附近测点的各项量测数据。

6.1.4测试仪器

DL-I地质罗盘、地质锤、钢卷尺、放大镜、手电、照相机等。

6.1.5观测频率及断面

目测应在隧道开挖工作面爆破后及初期支护后进行，观察后应绘制开挖面略图，填写工作面状态记录集围岩级别判定卡。

初期支护完成区段观察：每天至少进行一次。

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13 6.2周边位移

⑴、量测内容

量测隧道内壁两点连线方向的相对位移，监测围岩的稳定性。

⑵、量测目的

①隧道周边位移是隧道围岩应力状态变化的最直接反映，量测周边位移可为判断隧

道空间的稳定性提供可靠的信息；

②根据变形速率判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提供合理的支护时机；

③判断初期支护设计与施工：方法选取的合理性，用以指导设计与施工。

⑶、量测方法及测点布设

根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或发包人及

监理、设计认为有必要监控的地段，设置监控量测断面，在确定监测的隧道断面开挖后

尽早进行，或初喷24小时内，在下一循环开挖前完成初读。在隧道左边墙和右边墙部位

分别埋设测桩（测桩埋深约15cm ，钻孔直径约20cm ，用早强锚固剂锚固，测桩位置设置

保护罩），并进行初始读数。采用精度较高的水平基线监测方法。

对于全断面法、台阶法、CD （CRD ）法施工的测线布置如下图。 a c b

e f

d b a

c a c e f b

h g i j k l a c

b g

（a ）全断面法（b ）台阶法（c ）CRD 或CD ）法

周边位移测点及测线布置图

在隧道周边位移量测中采用传统量测（收敛计）或无尺量测技术（高精度全站仪）。

隧道围岩段若采用台阶法、CD 法隧道开挖时如留核心土，受核心土阻挡，或现场

临时支护等使传统量测（收敛计）无法贴近掌子面埋设。这时将采用非接触三维位移观

测方法即无尺量测技术（高精度全站仪）。

*********A7合同段超前地质预报与监控量测方案传统的量测方法采用收敛计量测围岩的水平变形，将收敛计钢尺挂钩分别挂在已经安装的测点膨胀挂钩上，然后收紧钢尺，将卡针插入钢尺上适当的孔位内，并用保护卡钩将钢尺固定；转动调节螺母，使钢尺收紧到观测窗中的刻画线与读数指示窗刻度线完全重合，使收敛计停止摆动且迅速使其静止，读取钢卷尺量程取至厘米，然后在读取百分表中读数取至0.01mm，两者相加即得到本次测量的完整数值。

测点安装结束后应在下一次爆破循环前获得初始读数。根据地质条件情况布设量测断面，在量测断面测点埋设时，测点距开挖面应小于2米，第1次量测应在上次爆破后后12h内读取，最迟不超过24h，且在下一循环开挖前，完成初次变形值读数。

每次读数时读3次读数，并测量出隧道内量测断面处的环境气温，填好量测记录。

无尺量测技术是利用高精度全站仪自由设站、对边测量、免棱镜测距应用功能，在隧道中可以灵活有效地进行隧道的变形量测。该方法设站灵活、抗施工干扰的能力强，测量速度快，效率高，可将仪器架设在安全区进行量测，量测人员无须到达危险区，操作安全。同时对于隧道有核心土弧形导坑台阶法开挖或其他障碍物影响收敛计量测的测点均可采用全站仪测量。

⑷仪器设备

使用JSS30A型数显收敛计（精度0.01mm）、高精度LEICA TCR402全站仪进行量测。

⑸断面布设原则

Ⅴ级围岩段按照5~10m布置一个量测断面，Ⅳ级围岩按10~30m布置一个量测断面，Ⅲ级围岩按30~50m布置一个量测断面，Ⅱ级围岩按视具体情况确定间距。

断面布设的间距具体参照设计文件关于监控量测项目布置断面里程和相关规范执行。当设计文件和规范不一致时，结合实际围岩状况，以对隧道变形有效控制为原则，采用?从严控制?的标准布设断面。

⑹监测频率

表3 隧道周边位移和拱顶下沉的量测频率表

表4 周边位移和拱顶下沉量测频率表

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量测频率表说明：

①净空收敛和拱顶下沉量测频率应根据表3、表4取其中的最大值。

②施工的初期阶段位移及下沉量大、地质变化显著时或施工状态（开挖下台阶、仰拱或拆临时支护等）发生改变时，量测断面间距可取较小值，应适当增加量测频率。

③当施工进展到一定程度时，地质良好，且位移下沉量较小时，量测间距可取表中较大值，根据情况也可适当加大，但在围岩突变或软弱结构面处应增设量测断面和测点。

④如果围岩变形量较大时，出现位移速度加速等情况时，量测频率应适当加大，另外，进行洞内状态观测时应对每个开挖面都进行观察，一般应1次/天，对于选测项目量测断面布置及项目选择应根据地质条件及设备情况确定。

⑤若根据位移速度和离工作面距离两项指标分别选取的频率不同，则从中取高值。

⑥后期量测时，时间间隔可加大到几个月或半年量测一次。

6.3拱顶下沉

⑴、量测内容

拱顶下沉量测，是指对隧道拱顶的实际位移值进行量测，是相对于不动点的绝对位移，其必须与设计拱顶标高进行比较。

⑵、量测目的

①通过拱顶沉降位移量测，了解断面的变形状态，判断隧道拱顶的稳定性；

②根据变形速率判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提供合理的支护时机；

③指导现场设计与施工，防止沉降侵入二衬空间。

⑶、量测方法及测点布设

在确定监测的断面隧道开挖或初喷后24小时内，在开挖断面拱顶部位埋设1个测点并进行初始读数。埋设测点时，先在测点处用小型钻机在待测部位成孔，然后将带膨胀螺丝塞入孔中，然后用扳手拧紧即可量测。

一般情况下，采用水准抄平法进行量测，基准点分别设置在洞内和洞外（用于校核），视线长度一般不大于30米，监测误差控制在1.0mm以内（高程误差0.7mm），必要时采

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用冗余观测方法来提高监测精度。

对于台阶法开挖中，水准抄平量测拱顶下沉，上台阶常无法设置测站，尤其受空间控制拱脚下沉量测很难用挂尺抄平方法进行。这时将采用非接触三维位移观测方法即无尺量测技术（高精度全站仪）。

水准仪测量时把钢尺挂在预埋的测点上，下挂1kg的锤球保持钢尺垂直，用水准仪来读取钢尺上的读数，实现数据的采集。

对于人不宜到达地方或不适合用水准仪测量的地方，采用高精度全站仪和反观片远距离量测采集数据。

⑷、仪器设备

拱顶下沉采用徕卡1201高精度全站仪(高程精度0.1mm)，或用水准仪（精度0.1mm）、条码尺、钢尺。

⑸、断面布设原则

周边位移、拱顶下沉断面，原则上两者布置在同一个断面里程上。

Ⅴ级围岩段按照5~10m布置一个量测断面，Ⅳ级围岩按10~30m布置一个量测断面，Ⅲ级围岩按30~50m布置一个量测断面，Ⅱ级围岩按视具体情况确定间距。

⑹、量测频率

拱顶下沉和周边位移采用相同的量测频率。

6.4 浅地表下沉

⑴、监测的内容

量测隧道洞口开挖成形后，地表岩土体下沉量。

⑵、监测的目的

从地表设点观测，根据下沉位移量判定开挖对地表下沉的影响，以确定隧道支护结构；通过地表下沉量的多少和下沉的快慢，判断分析隧道洞口围岩是否稳定，为设计优化支护参数提供可靠的数据，保证施工安全。

⑶、量测方法及测点埋设

*********A7合同段超前地质预报与监控量测方案地表下沉观察断面设置为：每个单洞口浅埋段各设置4-6个断面。每个断面上测线与隧道中心线垂直，埋设测点时中心监测点设在隧道轴线的地表位置，其它监测点沿中心线对称布置，测点间距由中心监测点开始至距离地表隧道轴线最远一点由密至疏布置，具体距离按2~5m布置，宽度范围为W=B(开挖宽度)+H/2（两侧埋深的一半）。

在隧道开挖纵横向各4倍洞径外的区域，参照标准水准点埋设方法，埋设2个临时水准基点。基准点要求通视良好，测量方便，基础牢固，易保护。一个基准点作为测站点，另外一个作为后视检核点，以便互相校核。参照标准导线点埋设，所有基点应埋设在基岩或原状土层中，测站的基点应进行深埋。监测网点观测标志采用钢筋混凝土观测标墩，或选择其它的标准观测墩。标墩基础力求稳固，或除去表面风化层使标墩浇筑在新鲜基岩上；或当地表覆盖层较厚时，应开挖出一基坑，深度不少于1m，标墩应现场浇筑。

地表下沉测点应布置在隧道轴线上方和两侧拱腰上方以及隧道隧道开挖界限上方，测点一般11个点。边坡测点应尽量考虑坡形坡度变化的地方，埋深相差悬殊处、刷坡面与天然围岩接壤处、不同围岩分界处等，测点应能控制整个边坡的变形。

地表下沉横断面测点布置图

⑷、监测仪器

地表下沉采用高精度水准仪（精度0.1mm）或用徕卡TCR1201全站仪。

⑸、断面布设

地表下沉测点断面布设在洞口段、在施工中可能产生塌陷之处（尤其是进出洞的浅

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埋地段），对隧道施工有影响的偏压段或洞身浅埋段。洞口和浅埋段每个断面至少4~6个测点，断面间距5~10米。

断面布设的间距具体参照设计文件关于监控量测项目布置断面里程和相关规范执行。当设计文件和规范不一致时，结合实际地表监测环境状况，以对隧道地表下沉有效监测为原则，采用?从严控制?的标准布设断面。

⑹、量测频率

地表下沉量测频率和拱顶下沉及净空水平收敛的量测频率相同，宜根据沉降位移速度和距工作面距离选取，一般情况下可参考下表。

开挖面前＞30m，1次/2天

开挖面后＜30m，2次/1天

开挖面前30-80mm，1次/2天

开挖面前＞80m，1次/7天

对于隧道洞口段，围岩自稳能力差，易出现大变形侵限、边仰坡失稳、甚至塌方事故。因此应加强对洞口段的地表下沉监控量测工作，监测频率与监测断面应根据变形情况适当加密。

6.5 围岩压力监测

⑴、监测目的

①了解初期支护对围岩的支护效果；

②判断围岩荷载大小，了解初期支护的实际承载情况及分担围岩压力情况；

③判断隧道是否偏压，保证施工安全，优化支护参数。

⑵、使用仪器

采用钢弦式压力计和频率计进行量测。

⑶、测点埋设

压力盒布设在围岩与初衬之间，即测得围岩压力；压力盒布设在初衬与二衬之间，即测得两层支护间压力。应把测点布设在具有代表性的断面的关键部位上（如拱顶、拱腰、拱脚、边墙仰拱等），并对各测点逐一进行编号。埋设压力盒时，要使压力盒的受压面向着围岩。在隧道壁面，当测围岩施加给喷砼层的径向压力时，先用水泥砂浆或石膏把压力盒固定在岩面上，再谨慎施作喷砼层，不要使喷砼与压力盒之间有间隙，保证

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围岩与压力盒受压面贴紧。记下压力盒编号，并将压力盒编号用胶带紧密贴在测量导线上，测量导线应用细铁丝集结成束妥善保护避免施工时遭受破坏。

围岩压力及两层支护压力测点布置如下图所示。

围岩

围岩压力及两层支护压力测点布置示意图

⑷、量测频率

表5 围岩压力量测频率表

⑸、量测与数据处理

①将每次的监测数据，经计算绘制围岩压力变化曲线进行分析：

②根据同一时间内所测得的围岩压力的大小，判断初期支护的工作状态，掌握隧道施工进展与围岩压力间的关系；

③通过分析围岩受力情况，了解初期支护的工作状态及初期支护的适应性；

④分析隧道围岩施工进展与围岩压力的关系，确定在规定围岩条件下支护结构应具有的力学特性。