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1、永宁高速项目隧道地质超前预报与施工监控量测樟林隧道实施方案廊坊市中铁物探勘察有限公司二九年十月编制单位：廊坊市中铁物探勘察有限公司永宁高速公路隧道监控项目部编 制：校 对：审 核：日 期：2009年10月8日目 录1.樟林隧道工程概况.42.超前地质预报和施工监控目的和任务.43.编制依据和适用范围.64.超前地质预报和施工监控实施细则.75.测点布置原则及隧道测点断面布置.346.信息反馈与预测预报.397.质量保证方案及措施.428.量测过程中的应急处理措施.469.人员与组织机构.4910.附表.53 樟林隧道超前地质预报和施工监控实施方案1.樟林隧道工程概况樟林隧道为分离式隧道，围岩为
2、主要为风化泥岩、残坡积土和砂土，地下水位高于洞顶，以基岩裂隙水为主，局部段有岩溶发育。左洞起止桩号ZK10+170 ZK11+388，全长1218m，进洞口标高274.771m，出洞口标高279.304m，V级围岩段长791m ,IV级围岩段长427m，左进洞口浅埋段(h2d)长度80m。；右洞起止桩号 YK10+210YK11+365, 全长1155m，进洞口标高275.511m，出洞口标高296.878m，V级围岩段长度735m ,IV级围岩段长度420m，右进洞口浅埋段(h901次/周4.7.喷砼应力监测6.7.1量测内容量测围岩与初期支护之间的压力。4.7.2量测目的（1）了解初期支护
3、对围岩的支护效果；（2）了解初期支护的实际承载情况及分担围岩压力情况；（3）检查隧道偏压，保证施工安全，优化支护参数。4.7.3量测方法根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面，每个监控断面沿隧道周边在围岩与初期支护之间埋设土压力盒或应力计进行量测。4.7.4测量仪器土压力盒或应力计、频率读数仪。4.7.5测点布置每个断面布置5个测点，见图4.6所示。图4.6 喷层接触压力量测点布置图4.7.6量测频度与锚杆轴力量测频度相同。4.8围岩压力监测4.8.1量测内容量测围岩与初期支护之间的压力；4.8.2量测目的（1）了解初期
4、支护对围岩的支护效果；（2）了解初期支护的实际承载情况及分担围岩压力情况；（3）检验隧道偏压，保证施工安全，优化支护参数。4.8.3量测方法根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面，每个监控断面沿隧道周边在围岩与初期支护之间埋设土压力盒进行量测。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。测点布设应把测点布设在具有代表性断面的关键部位上（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
5、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，保证围岩与压力盒受压面贴紧。记下压力盒型号，并将压力盒编号，用透明胶布将写在纸上的编号紧密粘贴在导线上。注意将导线集结成束保护好，避免在洞内被施工所破坏。量测：采用频率计采集压力盒频率，根据压力盒的频率轴力标定曲线，将量测数据直接换算成相应的围岩接触压力。4.8.4量测仪器振弦式土压力计、频率读数仪，土压力计如图4.7所示。 图4.7 振弦式土压计4.8.5测点布置围岩接触压力的测定可在围岩与初期支护之间、初期支护与二次衬砌之间埋设压力盒的方式进行量测。为便于压力盒的安装，采用在围岩与二次衬砌之间埋
6、设压力盒的方式进行测试。每个量测断面布置5个压力量测点，以确定围岩作用在支护体系上的压力，并判断支护类型的合理性。围岩压力量测的布置如图4.8所示。压力盒采用钢弦式双膜压力盒进行测定，其受围岩作用而发生的变形由频率读数仪采集。4.8.6量测频度与锚杆轴力量测频度相同。图4.8 围岩接触压力量测图4.9钢拱架应力监测4.9.1量测内容测试钢拱架中外侧的压力，从而计算其所受到的轴力和弯矩。4.9.2量测目的（1）了解钢拱架与混凝土对围岩的组合支护效果；（2）了解钢拱架的实际工作状态，视具体情况决定是否需要采取加固措施；（3）判断初期支护承载能力，保证施工安全，优化支护参数。4.9.3埋设及量测方法
7、根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面，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。每个监控断面沿隧道周边在钢拱架外侧侧壁布设5个钢筋压力计进行监测。（1）具体布设方法：钢弦压力计沿钢架的外边缘布设，记下钢弦压力计型号，并将压力计编号，用透明胶布将写在纸上的编号紧密粘贴在导线上。注意将导线集结成束保护好，避免在洞内被施工所破坏。（2）量测：根据钢弦压力计的频率压力标定曲线可将量测数据来直接换算出相应的钢架外缘
8、压力，然后根据钢筋混凝土结构有关计算方法可算出钢架轴力及所在的拱架断面的弯矩，并在隧道横断面上按一定的比例把轴力、弯矩值点画在各钢筋计分布位置，并将各点连接形成隧道钢拱架轴力及弯矩分布图。4.9.4测试仪器钢弦压力计、频率读数仪见图4.9所示。图4.9 频率读数仪4.9.5测点布置在左右洞适当位置共设置5个监控量测点，量测点布置如图4.10所示图4.10钢拱架支撑压力量测布置图4.9.6监测频度同锚杆轴力监测。4.10围岩内部位移监测4.10.1量测内容从隧道内或在浅埋隧道地表围岩内钻孔，在孔内安设测试元件，量测沿钻孔不同深度岩层的位移值。4.10.2量测目的（1）确定围岩随深度变化曲线；（2
9、）找出围岩的移动范围，深入研究支架与围岩相互作用的关系；（3）判断开挖后围岩的松动区、强度下降区以及弹性区的范围；（4）判断锚杆长度是否适宜，以便确定合理的锚杆长度； （5）判断相邻隧道施工对既有隧道围岩稳定性的影响。4.10.3埋设及量测方法（1)测点安装(a) 在预定量测部位，用特制直径140mm钻头，钻一深40cm的钻孔，然后再在此钻孔内钻一同心的直径为48mm的小孔，孔深由试验要求确定，钻孔要求平直，并用水冲洗干净。(b) 矫直钢丝，并截成预定长度，将钢丝连接在钻孔锚头上。(c) 把锚头末端插入安装杆，然后将锚头推进到预定深度，在操作时要注意定向，避免安装杆旋转，千万不能将安装杆后退，
10、以免安装杆和锚头脱落。(d) 紧固锚头，若用楔形弹簧式锚头，则用3050公斤力拉钢丝，如果锚头不滑动，即可认为锚头已经锁紧；若用压缩木锚头，则等待压缩木吸水膨胀后，亦用3050公斤力拉钢丝，若拉不动，则可认为锚头已经紧固。(e) 重复以上b、c、d操作步骤，安装剩余锚头，每根钢丝必须穿过楔形弹簧式锚头上的环或压缩木锚头中间的铁管，要注意避免钢丝互相缠绕。(f) 把与各锚头连接的钢丝分别穿过测筒上的各个导杆，并把测筒的上筒用固定螺丝、木楔及水泥砂浆固定在孔内，然后拉紧钢丝，并用螺母夹紧在各个导杆上，这时要注意调整导杆距离，使之有15mm的伸长量。(g) 把下筒与上筒相接，并用木楔塞紧，若是电测下
11、筒，还需仔细安装，调整电感式位移传感器的量程，并引出电缆，盖上盖板。当试验点离开挖面很近时，必须采取防护措施，以防止爆破飞石损坏电缆及测筒。(h) 开始初读数（如果用百分表测读，应每次打开盖板）。为保证读数的稳定性，第一次读数的建立应不小于24小时。(i)开始阶段，每天应至少进行一次测读，随着开挖面的远离，测读间隔时间可以酌情延长。(2)量测与计算将钻孔伸缩计测筒上的电感式位移传感器与数字位移计连接，并打开位移计电源开关，即可进行读数。然后根据实际位移与读数的标定数字回归方程，即可算出钻孔伸缩计四个测点的实际位移。4.10.4仪器设备采用多点位移计，多点位移计如图4.11所示，使用34点钻孔伸
12、长计进行量测。它由四个钻孔锚头、四根量测钢丝、一个测筒、四个电感式传感器和它的量测仪器数字位移计组成。图4.11 GBW-901型多点位移计4.10.6测点布置根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面，每个断面在侧壁和拱顶设置共5个测孔（根据实际情况，每个测孔内布设35个测点），测孔布置如图4.12所示，测点布置见图4.13所示。图4.12多点位移计量测布置图图4.13洞内多点位移计沿深度方向分布4.10.6监测频率与隧道周边位移量测相同。4.11报警指标根据中华人民共和国行业标准：公路隧道施工技术规范（JTGF60-20
13、09）规定，隧道周边最大允许相对位移（指实测位移值与两测点间距离之比，或拱顶位移实测值与隧道宽度之比）如表4.6所示，具体数值：拱顶下沉允许变形量为30mm，水平收敛允许变形量为15mm。表4.6 隧道周边允许相对位移值（） 覆盖层厚度(m) 围岩级别3000.100.300.200.500.401.200.150.500.401.200.802.000.200.800.601.601.003.00 表4.7 变形管理等级管理等级管理位移（压力）施工状态U0Un/3正常施工Un/3U02Un/3应加强支护U02Un/3应采取特殊措施表中：U0 实测变形值Un 允许变形值表4.8 围岩稳定性判据
14、急剧变位缓慢变位基本稳定收敛位移1.0mm/d1.00.2mm/d0.2mm/d单点位移0.5mm/d0.50.1mm/d0.2mm/d拱顶位移1.0mm/d1.00.2mm/d0.2mm/d注：（1）相对位移值系指实测位移值与两点距离之比，或拱顶位移实测值与隧道宽度之比。（2）脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。（3）、级围岩可按工程类比原则选定允许值范围。二衬施作则应在满足下列要求时进行：（1） 各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定；（2） 已产生的各项位移已达预计总位移量的8090；（3） 周边位移速率小于0.10.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.070.15mm/d。监
15、测警戒值也可由设计单位提出，经有关单位认可后执行。4.12监测进度计划安排4.12.1监测进度 中标即日开始着手仪器的购置、检测、标定和调试等。 监测安排根据总承包要求及工程进度而定，在隧道施工前根据总包通知进场，至地下工程施工完毕后两月结束。4.12.2计划工期隧道地质超前预报与施工监控计划监测工期约为20个月。4.13报告和报警制度提交由仪表量测的数据记录在专用的表格上，原始记录表格存档以供需要时查用。所有数据均输入计算机，用专门程序进行计算处理，监控单位每天监测的数据用电子版（最迟当天晚上8点前）发给施工单位和总监办。每周每月监控工作的进展和监控成果汇总分析后，形成周报和月报，打印报施工
16、单位，监理，业主。周报每周二报送上周情况。月报每月底28日前上报。隧道二衬完成后，监控单位应提交每条隧道的总结报告，并于所有隧道完成后提交综合报告。若地质预报和监控中出现特殊情况（检测出的数据异常、发生紧急情况等）应当日及时通过电话联系总监办、项目部，必要的时候告知业主。监测技术负责人参加工程现场例会，汇报最近一段时期的监测情况，分析数据变化的趋势。严格按有关各方讨论的具体报警值分两个阶段报警。当监测值超过预警值的80%时，在电子版中注明，以引起有关各方注意。当监测值达到预警值，除在电子版中注明外，专门出文通知有关各方。监测技术负责人参加出现险情时的排险应急会议，积极协同有关各方出谋划策，提出
17、有益的建议，以采取有效措施确保隧道及周围环境的安全。在隧道施工监控量测过程中提交如下资料：（1）公文 根据监测资料，对下一阶段的变形情况进行预测，当有危险时，及时向业主、监理及施工方提交监控联系单或专门的计算分析报告,并提出合理化建议。（2）周报和月报将每周和每月监测工作的进展、仪器埋设、监测成果图表汇总及阶段性的结论、建议汇总，并按正规报告格式提交。（3）总报告在隧道的主体工程完成以及隧道跟踪监测工作结束后一个月内提交监测分析总报告（书面及磁、光盘文件）。5.测点布置原则及隧道测点、断面布置5.1量测测点布置原则监测断面分两种，一种是一般性监测断面，主要监测内容为中华人民共和国行业标准公路隧道施工技术规范（JTGF60-2009）中规定的必测项目，在隧道进、出洞口、围岩类别变化处及地质条件复杂的区段可以适当加密；另一种是代表性监测主断面，主要监测内容为中华人民共和国行业标准公路隧道施工技术规范（JTGF60-2009）中规定的选测