《嵩昆高速隧道地质超前预报、监控量测及质量检测项目实.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《嵩昆高速隧道地质超前预报、监控量测及质量检测项目实.docx（84页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、中国交建云南嵩昆高速公路项目一公局分部 隧道监测实施方案国家高速公路网G85重庆至昆明高速公路嵩明（小铺）至昆明段高速公路隧道超前地质预报、监控量测及质量检测实施方案中国交建云南嵩昆高速公路项目一公局分部第七标段 二一四年十一月目 录1工程简介62 检测工作组织机构设置62.1组织机构框图62.2项目管理职责72.3项目部人员配置92.2检测仪器配置93检测工作计划104检测工作范围和内容114.1隧道检测工作范围114.2隧道检测工作内容124.2.1隧道超前地质预报内容124.2.2隧道监控量测内容124.2.3隧道质量检测内容124.3检测标准及规范135 隧道检测方案及措施135.1隧
2、道超前地质预报实施方案135.1.1隧道超前地质预报技术方案要点135.1.2隧道超前地质预报方法、内容、频率及措施135.1.3隧道围岩工程类别的准确预报205.1.4隧道超前地质综合预报工艺215.1.5隧道超前地质预报分析判定及成果报告225.1.6成果提交245.1.7隧道超前地质预报成果举例245.2隧道监控量测实施方案265.2.1监控量测工作目的265.2.2监控量测工艺、内容、频率、及措施265.2.3量测数据处理方法385.2.4监控量测数据处理成果应用435.2.5量测成果分析与判定、提交的报告及结果445.3隧道质量检测实施方案465.3.1质量检测内容465.3.2质量
3、检测测线、测点布置475.3.3现场质量检测技术措施485.3.4质量检测数据分析与判定485.3.5质量检测提交的报告及结果495.3.6质量检测成功实例505.4检测中的关键技术问题515.4.1隧道围岩分类515.4.2喷射混凝土厚度检测535.5隧道检测质量及工期保障措施535.5.1本项目检测及工期目标535.5.2质量及工期保障措施535.5.3质量保证体系545.6服务承诺555.6.1检测人员管理555.6.2设备保障565.6.3检测技术与方法565.6.4检测进度565.6.5检测成果上报565.6.6特殊情况575.6.7专家组575.7安全保障措施及纪律要求575.7.
4、1安全保障措575.7.2纪律要求595.8环境保护措施605.9本工程检测工作的重点与难点分析615.9.1应用地质雷达进行隧道检测615.9.2雷达波速的确定635.10对本项目检测工作的建议655.11施工单位需要做的工作65附录1 隧道施工地质跟踪调研与初支观察记录表69附录2 隧道地表下沉监控量测记录表70附录3 隧道周边收敛监控量测记录表71附录4 隧道拱顶下沉监控量测记录表72附录5 隧道锚杆抗拔力检测记录表73附录6 隧道锚杆轴力检测记录表74附录7 隧道喷射混凝土应力量测记录表75附录8 隧道钢拱架应力量测记录表76附录9 隧道围岩内部位移量测记录表77附录10 隧道二衬砼应
5、力量测记录表78附录11 回弹法检测隧道二衬混凝土强度记录表79附录12 隧道超前地质预报检测现场确认单80附录13 隧道初期支护质量检测现场确认单81附录14 隧道二次衬砌质量检测现场确认单82附录15 隧道仰拱质量检测现场确认单83嵩明（小铺）至昆明段高速公路隧道地质超前预报、监控量测及质量检测项目实施方案1工程简介嵩明（小铺）至昆明段是国家高速公路网G85渝昆高速云南境内的一段，也是云南省干线公路规划中的重要组成部分。国家高速公路G85重庆昆明公路由四川宜宾进入云南省水富县，经昭通、曲靖的会泽到达云南省省会昆明，是云南出省通往四川、重庆及华北方向最快捷的交通运输主通道。本项目共设置一座隧
6、道，即杨梅山隧道，本隧道起点端至右幅K46+300（左幅K46+300）属第6合同杨梅山段，右幅K46+300（左幅K46+300）至止点端属第7合同经开区段，根据隧道设计断面、工程地质条件及类似工程实践经验，本项目对左右幅隧道净距小于27m即左右幅中线距离小于29m的地段，定义为小净距隧道，详见表1。表1 隧道概况表序号隧道名称布置形式起点桩号止点桩号隧道长度1杨梅山隧道双洞三车道分离式ZK45+490ZK47+2051715K45+445K47+2451800本项目检测合同段共1段，即检测1合同段。左幅起止桩号为ZK45+490ZK46+300，右幅K45+445K46+300对应的土建合
7、同段为第6合同段；左幅起止桩号为ZK46+300ZK47+205，右幅K46+300K47+245对应的土建合同段为第7合同段。2 检测工作组织机构设置2.1组织机构框图根据本项目的特点，本单位成立隧道检测项目部“西安长大公路工程检测中心项目部”（以下简称项目部），使组织机构设置和资源配置达到最优，在第一时间即可开展现场检测工作。此外，检测方组织聘请专家组成顾问组为本项目部提供技术指导，并通过质量安全监督检查组对本项目部的体系运行进行监督。图1 项目组织机构图2.2项目管理职责根据招标文件的要求，制定了嵩昆公路检测工程中的项目实施总目标，并将关键内容细化为安全生产目标、进度目标、质量目标、文明
8、施工目标，采用合理的保证模式，建立健全完善的组织机构，明确各机构、各人员的工作职责，合理配置各种资源，定期进行管理评审，接受项目部考核。通过实施有效的项目管理，确保各机构、各人员的管理职责得到全面、有效的履行，使检测工作全面达到合同要求。项目经理：是项目部的第一责任人，负责组织、领导项目部全体人员按合同要求，全面、有效地开展物探检测工作。项目经理是我方投入本项目所有资源的总调度者，可根据工程需要合理调集和组合项目部人员、设备和其它各种资源，召开现场工作会议，决策项目部的各种重要事宜。项目经理须按时参加业主和监理召集的各种重要会议，汇报物探检测工作开展的情况，接受业主和监理的指令和监督，并负责或
9、授权项目部与其它协作单位的沟通。项目经理是本物探检测项目的总负责，必须负责对项目部的物探检测工作进行全面管理，对项目实施过程中人员、设备的安全状况必须进行检查和有效控制。本着对业主负责、对工程负责的态度，项目经理将严格按项目管理的原则和模式，建立健全一整套适合嵩昆公路隧洞物探检测工程的规章制度，在工程检测过程中坚决执行。总工程师：全面负责项目部技术和质量的领导工作，组织编制和批准技术方案，负责物探检测工作的技术指导，现场检测过程中的检查和监督，审查和批准检测成果报告。作为物探检测项目部的技术总负责人，对技术措施有最后决定权。作为项目部技术进步的带头人，负责引进和推广新技术，组织技术讨论和质量检
10、查。专家组：嵩昆公路物探检测项目经理部设一个专家咨询组，对本工程全程进行指导、接受咨询和资料审核。专家组可为本检测项目提供完善的咨询服务，是项目部强大的后援力量。设备管理部：负责工程物探检测仪器设备管理，按照检测进度计划和质量的要求，按时、按质、按量保证主要检测设备的配套供应。负责工程检测仪器设备的入库验收、仓储维护、清库盘点等日常管理工作，建立健全检测仪器设备的管理制度，加强对设备的维修、保养工作，确保检测仪器设备有效合理的使用。技术质量部：在总工程师领导下，协助总工程师管理项目部技术和质量，编制技术方案和技术文件，收集有关技术资料，为一线检测人员提供强有力的技术支持；还负责检测成果报告的编
11、写、技术档案的整编；以及对项目部员工进行技术培训。综合管理部：是项目部的重要职能部门，对项目经理负责，负责合同管理、进度控制、费用控制及资料信息管理、后勤管理和办公相关事务；负责按检测工程总目标的要求制定各分项目标及实施细则，并监督及配合检测部工作。安全环保部：负责项目部的安全生产工作及现场的环境保护。负责制定检测工程的安全生产规章制度、环境保护制度，并根据工程实施情况适时修订和补充，检查实施效果，及时向项目经理反馈。对违规行为进行处罚，并监督其整改。检测部：包括内业组和外业组，负责物探检测工作的实施及资料的初步分析。检测部是物探检测项目的现场工作实施机构，其主要工作内容包括外业检测工作和内业
12、资料处理工作。检测部的工作范围涉及各种检测手段和检测工程的全过程，将配备专业工程师和技术人员，另有现场熟练操作技术员等。检测部是各管理部门的重点服务、保障和控制点，检测部的高效运转是项目部的关键，是工作的重点。2.3项目部人员配置为顺利圆满完成云南省嵩昆高速公路隧道检测任务，经检测中心层层选拔并结合实际配置项目人员。项目部人员配置情况为高级工程师1名，工程师5名，检测员6名。2.4检测仪器设备配置为保证检测成果准确可靠，顺利完成云南省嵩昆高速公路隧道检测任务，我检测中心投入以下仪器设备见表2。表2 本项目仪器设备汇总表设备名称产地规格/型号/功率出厂 时间单位数量新旧程度（%）小计自有租赁新购
13、地质雷达美国SIR-30002013年套100%雷达天线美国100MHZ2013年套100%雷达天线美国400MHZ2013年套100%雷达天线美国900MHZ2013年套100%数码相机日本FX802013年台90%回弹仪中国ZC3-A2006年台80%水准仪中国DS052006年台80%收敛计中国JSS30A2006年台75%锚杆拉拔仪中国ML-2002006年台80%水准尺中国中国2012年台85%振弦式多点位移计中国SDW-42012年台90%压力盒中国SDE2010年个100%钢筋计中国SDG2012年个100%应变传感器中国SDB（Y）2012年个100%复印机中国HPM10052
14、011年台100%升降车中国货车改装2013年辆95%汽车中国轻型越野2009年辆80%计算机中国联想启天2013年台100%备注3检测工作计划为了保证检测工作的顺利进行，我们将做好检测前的一切准备工作。其一是检测人员的上岗培训工作，只有持有上岗证的人员才能进入工地从事检测工作；其二是做好仪器设备的购置、维护、校验工作；其三是做好调研工作，力求使工作方法更适合于嵩昆公路质量无损检测，不断提高检测成果的质量，详见图2。检测工作根据服务期和工程施工总进度编制工作计划，分为服务期限检测工作计划、年度检测工作计划、季度检测工作计划。由于我们的工作受施工进度的约束，检测工作计划要适时进行调整，满足施工单
15、位进度要求。图2 检测工作计划图4检测工作范围和内容4.1隧道检测工作范围据云南嵩昆高速公路建设指挥部国家高速公路网G85渝昆高速嵩明（小铺）至昆明段高速公路工程检测招标文件的有关规定，云南嵩昆高速公路工程检测SDJC-1合同段检测工作范围为朱杨梅山隧道，隧道左右幅长度合计3525m，详细情况见表4。表4 云南嵩昆高速公路隧道检测标段SDJC-1估算工程量表隧道检测标段对应隧道计划工期（月）隧道检测估计数量（延米）备 注SDJC-1杨梅山隧道3635254.2隧道检测工作内容隧道检测工作内容包括地质超前预报、监控量测及质量检测。4.2.1隧道超前地质预报内容（1）提供开挖掌子面前方的围岩类别；
16、（2）预报掌子面前方地质情况，可能出现的地质断层及岩石破碎带的地质情况； （3）开挖段前方的水文资料和可能的涌水预报；（4）溶洞尺寸及位置预报。4.2.2隧道监控量测内容（1）地质与支护状态观测(洞内外状况观测，由施工单位提供测量数据)；（2）地表下沉量测；(此项由施工单位提供测量数据)；（3）周边位移量测；(此项由施工单位提供测量数据)；（4）拱顶下沉量测；(此项由施工单位提供测量数据)；（5）锚杆拉拔量测；（6）锚杆轴力量测；（7）围岩内部位移量测；（8）围岩与初期支护间接触压力量测；（9）钢支撑内力量测；（10）二衬混凝土内力量测；（11）围岩弹性波测试。4.2.3隧道质量检测内容（1）
17、超挖及欠挖；（2）喷射混凝土喷层厚度；（3）模筑混凝土衬砌厚度；（4）钢支撑位置及数量；（5）混凝土强度和质量；（6）拱顶及侧壁后空洞。4.3检测标准及规范为保证高质量、高效率地完成云南嵩昆高速公路隧道超前预报、监控量测及质量检测工作，在隧道地质超前预报、监控量测及质量检测工作中严格执行下述标准和技术规范：1、工程施工招标文件中的所有技术规范；2、所有与本工程施工有关的国家现行的技术标准、规范、规程及相关文件：（1）公路工程国内招标文件范本（2003年版）第二卷第5篇技术规范；（2）JTG F60-2009公路隧道施工技术规范；（3）JTG F80/1-2004公路工程质量检验评定标准；（4）
18、GB 50021-2001岩土工程勘察规范；（5）JTG C20-2011公路工程地质勘察规范；（6）GB 50086-2001锚杆喷射混凝土支护技术规范；（7）JTG D70-2004公路隧道设计规范； （8）JGJ/T 23-2011回弹法检测混凝土抗压强度技术规程；（9）CECS 02：2005超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程；（10）CECS 21：2000超声法检测混凝土缺陷技术规程；（11）GB 50026-2007工程测量规范；（12）CJJ 37-2012城市道路工程设计规范；（13） 隧道施工设计图纸。3、现行公路工程试验检测规范、规程；4、项目建设期间国家颁布并实施的相
19、关岩土工程检测和混凝土结构无损检测规范、规程、标准等；5、云南嵩昆高速公路建设指挥部为完成隧道地质超前预报、监控量测及质量检测工作下发的有关标准、要求和通知、规定等。5 隧道检测方案及措施5.1隧道超前地质预报实施方案地质超前预报以地质为中枢，加强隧道地质工作，将地质综合分析贯穿到长期、中期、短期、临兆超前地质预报四个阶段中，实行地质、物探、钻探三结合，优化物探组合，综合应用，确保隧道安全、快速、优质施工，不留后患。确保隧道施工取得经济效益、社会效益和环境效益。具体超前地质预报的任务要求如下：（1）提供开挖掌子面前方的围岩类别；（2）预报掌子面前方地质情况：可能出现的地质断层及岩石破碎带的地质
20、情况；要预报破碎带的位置、宽度、富水情况及围岩的完整性等；（3）开挖段前方的水文资料和可能的涌水预报：要预报掌子面前方岩体的完整情况、节理裂隙发育情况、富水情况，并分析发生突涌的可能性等。（4）溶洞尺寸及位置预报：要预报岩溶发育情况，包括溶洞的大小、位置、充填情况等。5.1.1隧道超前地质预报技术方案要点根据项目特点，隧道地质超前预报工作使用地质、物探相结合,并分长期、中期、短期、临时四个预报阶段来来完成。根据上述要求并结合我单位多年来在多座公路隧道开展超前预报工作的经验以及进行“隧道地质超前预报智能化识别技术”研究的成果，我单位将采用综合隧道超前预报技术来响应竞争性谈判文件的技术要求。综合隧
21、道超前预报技术的要点为三个结合：第一个相结合是不同物探方法的结合。若仅使用地震方法（包括TSP203），对围岩含水性的预报有较大的局限性。有了电法，通过对岩体电导率的探测，能灵敏地反映岩体含水状态。地震与电法结合，集中分析低波速、低电阻率的“双低”区，就能把握饱水断裂带、破碎带、含水溶洞的位置，准确预报出来。第二个相结合是观测方式的结合，将洞内观测与洞外观测结合。在隧道内使用雷达进行超前预报探测，由于进行洞内的观测布置范围小，有效立体角小，定位精度很难提高。而洞外观测可布置的范围大，观测方式灵活，可在地表沿轴线布置高密度电法剖面或EH4剖面，大大地提高定位精度。第三个相结合是分析方法的结合，工
22、程物探与地质分析相结合。这一点对提高预报的合理性、准确性有重要作用。对于超前预报来说，研究的对象是地质体，要回答的问题是地质体的现存状态和不利的地质地段。对于物探来说，是根据探测到的物性分布来推断地质体的状态和不利地段。由于地质条件复杂，这种推断难度很大。地质分析对于研究地层与岩性分布、断裂与节理构造的分布规律具有绝对优势，是物探方法不能代替的，另外地质分析对物探解释有指导作用。地质分析对地表以下和隧道前方是靠已知推断未知，要推断得合理需要借助物探资料。两者的结合可大大提高预报的合理性，可减少误报和漏报。按照上述技术要点，再针对本项目隧道地形条件不是很复杂的情况，且埋深较浅，我单位将首先沿隧道
23、轴线地表采用高密度电法做一个沿隧道轴线空间上连续的超前地质预报物探剖面，从而达到事前宏观预知隧道区域地质情况的目的，真正发挥超前地质预报对施工的指导作用。并在地质复杂地段，我们将在施工隧道内掌子面前方使用反射地震法的TSP203（探测距离80150m）或电磁波法的地质雷达SIR2000（探测距离1525m）长短结合的方式进行地质预报。 同时根据超前预报工作中地质方法与物探技术相结合的要求，我单位将在超前预报工作中选派高水平、经验丰富的地质人员，跟踪对隧道掌子面的附近地层产状、构造、岩性变化进行全程编录和跟踪。5.1.2隧道地质超前预报方法、内容、频率及措施5.1.2.1长距离超前预报高密度电阻
24、率法地表探测高密度视电阻率法(图3)是一种阵列勘探方法，也称自动视电阻率系统，是直流电法的发展，其功能相当于四极测深与电剖面法的结合。通过电极向地下供电形成人工电场，其电场的分布与地下岩土介质的视电阻率的分布密切相关，通过对地表不同部位人工电场的测量，了解地下介质视电阻率s的分布，根据岩土介质视电阻率的分布推断解释地下地质结构。该方法对围岩的含水情况特别敏感，围岩破碎含水，其视电阻率明显降低，完整、坚硬岩土的视电阻率明显高于断层带或破碎带和富水带围岩的视电阻率。这种方法原理清晰，图像直观，是一种分辨率较高的物探方法。近年来随着计算机数据采集技术的改进，图3 高密度电法工作系统图示使勘探效率大大
25、提高，增大了剖面的覆盖面积和探测深度，在强干扰的环境下也能取得可靠数据，大大地提高了信噪比，可准确地探测地质体。该方法在工程与水文地质勘探和矿产、水利资源勘查中有着广泛而成功的应用。本次高密度电法测量选用的是工程勘察中最常用的温纳装置（图4）。测量时，AM=MN=NB=AB/3为一个电极间距，探测深度为AB/3，A、B、M、N逐点同时向右移动，得到第一层剖面线；接着AM、MN、NB增大一个电极间距， A、B、M、N逐点同时向右移动，得到另一层剖面线；这样不断扫描测量下去，得到倒梯形电法剖面。图4 高密度电法温纳装置断面扫描示意图本项目电法数据采集使用的仪器为GEOPEN公司生产的E60BN型高
26、密度电法仪和专用电缆设备。为准确地探明隧道复杂地段的工程和水文地质状况，在地表沿隧道轴线布设电法剖面。工作方法采用大极距(供电)、小点距(观测点)的高密度电阻率成像探测，测深点距3-6m，勘探最大深度可达500m，保证探测到隧洞基础以下100m左右，具体工作布置见图5。工作中可采用施龙贝格和温纳观测方式，数据经格式转换、编辑，校正，最后反演成像。隧道轴线高密度电法测线布置图5 高密度电法隧道地表探测测示意图5.1.2.2中远距离超前地质预报TSP203TSP203隧道地震探测方法属于三分量纵横波地震勘探，其工作可分为三个部分，即资料采集、处理和结果评估。该方法一般探测距离为掌子面前方80150
27、m。（1）资料采集TSP 203资料采集技术要求高，其观测系统设计是在已开挖的隧道两侧设置炮点和检波点。检波点布在隧道两侧壁内，每侧各一个，检波器为三分量加速度型；炮点可以设置在隧道的左侧或右侧，排成一直线，18-24炮，小药量激发地震波。检波器和炮点埋入壁内1.5-2.0m处，地震波在地层传播时遇到波阻抗变化界面就会发生反射，反射回来的地震波信号被检波器接收，最后记录单元以数字形式记录下来（如图6所示）。图6 隧道TSP测试原理由于TSP203地质超前预报地震资料数据量大、信息丰富，在数据获取的过程中尤其要注意避开各种震动干扰，从而保证获取第一手资料的可靠性。（2）数据处理采集的地震数据由T
28、SPwin软件进行处理。处理过程分为十一个步骤，即数据设置带通滤波初至波拾取拾取处理炮能量均衡Q估计反射波提取P-S波分离速度分析深度偏移反射层提取。处理成果包括：P、S波时间剖面P、S波速度剖面P、S波深度偏移剖面P、S波反射层位提取岩石物理及力学参数探测成果2D显示图（预报距离100150m）（3）结果评估总结大量TSP记录的反射波特征，并与隧道开挖地质剖面相对比，在理论分析的基础上，总结出如下的地质对象判断、识别和预报技术指标，用于探测成果的地质解释。反射波的动力学特征与岩体特性的关系：反射波相位为正时，表明岩层变硬，反射波相位为负时，表明岩层变软；若S波反射强于P波，则表明岩体饱水；反
29、射波相位先负后正时，可能对应断裂带；反射波的运动学特征与岩体特性的关系：若纵横波速比Vp/Vs增加或泊松比突然增大，于流体存在有关。若Vp降低，则表明岩体裂隙、孔隙度发育，岩体类别降低，或有断裂破碎带。通过TSP203系统对隧道进行地震探测，可以预测掌子面前方及其周围的工程地质和水文地质情况、包括围岩强度的软硬变化、节理裂隙发育情况、断层及破碎带、岩体含水性、溶洞分布及围岩类别等等。5.1.2.3短距离超前地质预报探地雷达ABCD图8 超前预报雷达测线布置示意图地质雷达可有效地探测隧道掌子面前方的地层岩性划分、富水性与岩溶破碎带等的分布情况,探测距离一般为掌子面前方1525m。（1）数据采集测
30、线布置：地质雷达超前预报探测以隧道开挖掌子面前方为检测目标，以拱顶为中心，“十”字形布置2条雷达测线，若探测面较宽时，可以“井”字形布置4条雷达测线或，必要时加密雷达测线以提高探测结果的准确性。测线布置如图8所示。雷达天线使用低频100M天线，探测距离1525m范围，一般采用连续测量，视条件也可采用点测，一般点距为0.5-1.0m，探测断层或含水裂隙面，采用十字探测法，开挖工作面凹凸不平不符合条件时，采用点测法，有条件时可选用支架进行探测。探测洞穴，选用十字探测法和辅以定点转角探测法。使用地质雷达进行超前预报数据采集时受到测线附近的构造物、金属物体、电磁干扰等影响时，应在记录中注明，并标出位置
31、，异常区域应重复测试。（2）数据处理解释前宜做编辑、滤波、增益等处理。情况较复杂时，还宜进行道分析、FK滤波、正常时差校正、褶积、速度分析、消除背景干扰等处理。结合地质情况、电性特征、探测体的性质和几何特征综合分析。必要时应考虑影响介电常数的各种因素，制作雷达探测的正演和反演模型。在数据处理及解译过程中，必须结合TSP中期超前地质预报资料和高密度电法探测资料进行对比，必要时可以进行超前水平钻探法，或配合围岩及岩石的波速测试进行综合预报。5.1.2.4地质调查法要保证隧道地质超前预报准确可靠，工程物探与地质研究相结合是非常重要的因素。现场地质调查包括地表地质调查和隧道开挖时的围岩地质素描。目的是
32、指导TSP和GPR的地质解释，总结地质现象的规律，正确理解工程物探结果，给出合理、客观的预报结果。地表地质调查是在隧道工程勘察资料和隧道设计平面图及地质纵剖面图的基础上，进一步开展有针对性的地质调查工作。主要是完成以下任务并收集以下主要成果资料：了解隧道所处的大地构造和区域地质背景，构造运动对本区地层的影响程度。隧道地表地质调查，完成隧道地质剖面图，包括地表出露的岩性、岩石风化程度、岩层产状、颜色、结构、断裂构造与褶皱等。隧道水文地质调查，包括地表水系分布、流量，与隧道的位置关系，地表水对地下水的补给地段、补给量；地表水的丰枯季节等。隧道的围岩地质素描工作是随隧道施工进行的，对隧道掌子面开展地
33、质调查。主要是完成下述任务并收集和分析地质资料：隧道围岩地质时代；岩性、主要矿物组成及其胶结物；了解岩层产状，岩层产状对隧道开挖时的稳定性有较大的影响；围岩结构，岩体的结构类型、破碎程度、岩溶发育程度，由此可以反映出围岩的整体性和稳定性；地质构造：如断层、节理、裂隙和褶皱等，这些构造主要也是影响围岩的完整性和稳定性的因素，是造成地质灾害的主要因素；隧道围岩饱水、出水情况。水对围岩的稳定和工程事故有重要影响。在地质调查过程中，在地表以及隧道内，采集了不同岩性的岩石样本。这些岩石样本具有典型性，代表了不同地质体的岩性，对其进行分类波速测试，可用于地质解释。通过综合上述地质调查研究，结合高密度电法的
34、成果图、TSP和GPR探测资料，能够了解隧道前方围岩的稳定性、涌水情况、岩石破碎带、软弱带等，提高预报的准确性。5.1.3隧道围岩工程类别的准确预报在超前预报中，根据竞争性谈判文件需求要准确判定开挖前方工程地质、水文地质、围岩类别，提出合理化施工方案建议。准确确定围岩的类别有一定技术难度。因为确定围岩类别有不同的方法，地质研究根据节理发育、围岩结构类型、构造影响程度、含水性、开挖后围岩的稳定状态等可确定岩体工程类别，波速测试由纵波速度、泊松比、密度、弹性模量等岩石力学参数也可确定岩体分类。TSP203软件在计算这些参数时，采用的是经验公式，其结果有时不合适，而又不能根据不同的地区进行校正。因此
35、，对岩石力学参数必须进行必要的校正，才能准确判定围岩类别另外，确定围岩类别还要充分考虑围岩含水情况，不同岩性的围岩含水，围岩类别的降低的程度不一样。这给围岩类别的准确判定造成一定的困难。围岩类别的确定，主要是根据TSP计算的岩石物理力学参数，如纵波速度、密度、泊松比、静态杨氏模量，以及构造影响程度、节理裂隙发育、围岩的软硬和含水情况等，参照公路隧道设计规范加以确定。但需要注意的是，TSP解释的岩层软硬，与公路工程地质勘察规范中岩石等级划分的硬质岩石和软质岩石有对应关系，但又有差别。公路工程地质勘察规范中岩石等级划分的硬质岩石和软质岩石，是根据岩石的饱和抗压极限强度和耐风化能力来确定，是量化了的
36、。而TSP方法探测的岩层的软硬，由介质的波阻抗来决定，是相对而言的。波阻抗的大小，是由介质的速度和密度确定。表5列出了不同介质纵波传播速度及密度，但影响介质速度和密度的因素很多，例如岩石弹性模量、成分、孔隙度、孔隙中的充填物、流体含量、地质年代、埋藏深度、构造运动影响等。因此，在进行地质解释时，应注意上述诸因素造成的影响，提高预报的准确度。表5 不同介质纵波传播速度及密度介质名称纵波速度（m/s）密度（g/cm3）介质名称纵波速度（m/s）密度（g/cm3）风化带1005001.21.8灰岩、白云岩200062501.752.88干砂、砾石1006001.82.3硬石膏、岩盐450065002
37、.152.44泥50019000.761.58花岗岩450065002.43.4湿砂、砾石20020001.52.0变质岩35006500粘土120028001.252.32玄武岩45008000疏松砂岩150025001.82.4空气3103600.0012泥灰岩200047001.02.55水143015900.981.01白垩系砂岩180035002.02.57冰310043000.971.07泥质页岩270048002.412.81石油107013200.87致密砂岩180043002.222.70煤160019001.251.845.1.4隧道超前地质综合预报工艺隧道地质超前预报是一
38、项系统综合的工作，涉及地质、物探、钻探、施工等多个专业，技术方法需要电法、雷达、地震、超声等。在工作中这些专业和方法需要有机的结合统一，形成一套系统的、高效运行的机制。根据我公司长期工作总结，详细工艺见图9。图9 隧道地质超前预报工作流程图5.1.5地质超前地质预报分析、判定及成果报告在施工阶段，超前地质预报资料报告以中间报告形式编制，主要内容包括但不限于以下几方面：（1）隧道预报区域的工程与水文地质简述、绘制开挖掌子面的地质素描图并做出地质编录；（2）根据物探工作原理、设备状况，并根据现场的实际设计观测系统；（3）对物探数据进行处理，提供典型图例，对规定测试内容提出明确结论及建议；（4）对物
39、探数据进行处理，结合地质方法，对隧道掌子面前方一定距离内的地质结构进行描述，对存在的不良地质体地质灾害进行预警，提供预报地质图件；（5）描述隧道围岩类别划分，对隧道施工提出建议。每座隧道土建施工完成后，我们将及时提交超前地质预报的综合成果报告，其主要内容包括但不限于以下几方面：（1）概况：介绍隧道及超前地质预报工作的基本情况，简述隧道超前地质预报所采用的方法、仪器设备，合同完成情况等；（2）工程与水文地质简述，简述隧道预报区域的工程与水文地质情况，根据预报的成果简要说明隧道区的工程和水文地质、溶洞发育等情况；（3）预报技术原理及设备，较详细说明应用于超前地质预报工作的物探方法工作原理及相应设备
40、，论述各自的优缺点及互补情况，物探方法应用于预报中可能出现的问题等；（4）现场探测技术与方法，详细说明预报现场探测的技术与方法，说明现场的实际设计观测系统，为提高探测准确度和预报工程质量而采取的各种措施等；（5）预报数据的处理与解释，提供典型图例，说明预报数据处理的方法和步骤，并对处理后的物探数据进行工程地质解释；（6）预报成果分析，提供预报成果，并对所取得的成果进行综合分析；（7）结论，给本座隧道的超前地质预报成果下结论，如围岩岩性、结构构造、断层及岩体破碎带情况、地下水、围岩稳定性分析、围岩分类以及存在的溶洞规模和位置预报等，并与隧道施工开挖后的实际工程地质情况比较，说明预报的准确度及合同
41、任务完成情况等；（8）建议，根据结论，建议下一步隧道的预报方法、工作方法等，为节约投资、提高工效和预报精度、提高预报技术和管理水平提供建议。（9）成果附图集：包括物探探测的测点和测线布置图、物探探测典型图例、整座隧道的工程地质剖面图等。上述两种报告的内容、格式等都可以按指挥部的有关技术要求作调整。5.1.6成果提交为配合施工单位的工程进度，隧道地质超前预报结果以阶段方式提供。（1）在隧道施工前完成高密度电法探测野外工作，并在一周内提交成果报告，对隧道进行宏观超前地质预报，确定整座隧道的施工难点、疑点，重点地段和不良地质作用类型和分布里程。（2）GPR方法数据采集后24小时内提供探测书面结果，内
42、容包括掌子面前方20米内的断裂破碎带、大型溶洞、节理密集强风化带、围岩富水情况、涌水、突泥等情况。（3）TSP方法数据采集完成后，36小时内提供探测初步解释成果图件，内容包括掌子面前方100150米内的工程地质条件、岩性及其软硬节理（裂隙）、断层、破碎带、溶洞、暗河、围岩类别以及水文地质条件、含水情况。（4）随施工进度及时跟踪预报成果的准确性、预报误差原因分析、经验总结和技术改进。通过跟踪对比及信息反馈获得准确验证结果，在工程竣工后提交最终成果资料。5.1.7隧道超前地质预报成果举例我单位在部分工地地质超前预报成果举例，如图1012。图10 100MHz天线探明溶洞区(饱水)图11 实际开挖情
43、况图10为某引水洞岩溶探测图片，推测1.5米以下有溶洞发育，开挖后得验证，如图11。图12 某引水洞岩溶探测图片5.2隧道监控量测实施方案5.2.1监控量测工作目的根据公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）有关规定，隧道施工必须加强监控量测。通过量测掌握围岩动态和支护结构的工作状态，对量测数据经过分析处理后，用来围岩变形趋势，来验证和修改设计支护参数，从而采取相应的施工措施，科学的组织和指导施工，保证隧道施工安全。5.2.2监控量测工艺、内容、频率及措施本项目主要开展的监测实施项目（见表6）。各分项监测断面要尽量布设在同一断面上，虽然各分项监测的重点不一致，但各分项目监测结果的趋势有
44、一致性，要注意各种监测成果的相互印证，各项量测作业均应持续到变形基本稳定后1520d结束。对量测成果的应用也要综合考虑。本项目中围岩稳定性、二次支护时间应根据所测得位移量或回归分析所得最终位移量、位移速度及其变化趋势、隧道埋深、开挖断面大小、围岩等级、支护所受压力、应力、应变等进行综合分析判定。78表6 隧道监控量测实施项目表序号监测项目方法及工具测点布置测试精度监测间隔时间115d16d1个月13个月大于3个月1地质支护观察地质素描、地质罗盘、地质锤；相机开挖后及初期支护后进行2周边收敛收敛计、级每1020m一个断面，级每50m一个断面0.1mm12次/天1次/2天12次/周13次/月3拱顶下沉水准仪、全站仪每1050m一个断面0.1mm4地表下沉水平仪、水准尺洞口和浅埋段每550m一个断面，每断面至少7个测点，每隧道至少1个断面；中线每520m一个测点。0.5mm开挖面距监测断面前后2B时，12次/天；开挖面距监测断面前后5B时，1次/2天；开挖面距监测断面前后5B时，1次/周；5锚杆拉拔锚杆测力计及拉拔器锚杆抗拔力每10m，一个断面，每个断面至少做三根。0.0