【正文】 0 6 條測線 1～ 3 個測點 注：洞口及淺埋地段斷面間距取小值。 （ 2） 斷面布置： 拱頂下沉和水平收斂量測斷面的間距布置 ,原則上根據(jù)設計文件布置 。在地質(zhì)條件良好，采用全斷面開挖方式時，可設一條水平測線。 4． 量測頻率 拱頂下沉量測與凈空水平收斂量測用相同的量測頻率，從表中根據(jù)變形速度和距開挖工作面距離選擇較高的一個量測頻率。 （ 2） 地表下沉量隨工作面 推進的變化規(guī)律。 在地形平坦地區(qū)，其量測精度為177。 寧武高速公路 A5 合同段隧道監(jiān)控量測技術 實 施 方案 10 橫向上：地表下沉測點盡量布置在洞內(nèi)凈空變化量測基線和拱頂下沉測量點所在的斷面。 圖 3 地表沉降測點布置 3． 量測頻率 地表下沉量測在量測區(qū)間內(nèi)，當開挖面距離前后距離 d2D 時，每天 1~2 次，2Dd5D 時，每兩日量測一次，當 d5D 時，每周量測一次。 如果地面有建筑物，則最大下沉量的控制標準，應根據(jù)地面結(jié)構(gòu)的類型和質(zhì)量要求而定，大約為 1~2cm。 隧道開挖后其變形和應力變化較快，必須根據(jù)施工情況快速準確的進行量測，才能掌握圍巖變化的第一手資料，從而為進一步的判斷和監(jiān)控提供準確的資料，高精度的儀器設備和高素質(zhì)的專業(yè)技術人員是必要的保證。 隧道施工量測的目的是為了監(jiān)控，在整個隧道施工監(jiān)控量測中，監(jiān)控最為關鍵，而且監(jiān)控的難度也遠遠大于量測。 寧武高速公路 A5 合同段隧道監(jiān)控量測技術 實 施 方案 12 TSP 超前預報系統(tǒng)實施方案 超前地質(zhì)預報擬采用 瑞士 Ambery 測量技術有限 公司 生產(chǎn)的 TSP 超前探測系統(tǒng)TSP200/203，見圖 4。 TSP 技術特點 如下 ： ① 預報范圍可從 80m到 150m； ② 施工時間短，完成全部外業(yè) 收集數(shù)據(jù) 僅需 2 小時左右，可現(xiàn)場處理資料提交成果，也僅需 610 小時； ③ 對施工基本無影響，可對全巷道開展； ④ 可提供巖石動力學參數(shù)，劃分圍巖類別； ⑤ 可確定地質(zhì)體空間位置 。接收器由極靈敏的三分量地震加速度檢波器（ XYZ 分量）組成，頻寬 10～ 5000Hz，包括了所需的動態(tài)范圍，能夠?qū)⒌卣鹦盘栟D(zhuǎn)換成電信號。 圖 6 接受器孔和炮孔平面分布 TSP 超前預報施工步驟 如下： ①單隧道準備 24 道 TSP 炮孔，深度 米，直徑 38mm，間隔 米，自掌子面開始 ； 寧武高速公路 A5 合同段隧道監(jiān)控量測技術 實 施 方案 14 ②準備 2 道 TSP 接收孔，深度 2 米 ,直徑 45mm，炮孔與接收孔距離 20 米； ③對炮孔放置雷管和炸藥； ④對 2 道檢波孔放置特殊檢波器； ⑤進 行放炮和采集數(shù)據(jù)； ⑥ TSP 預報數(shù)據(jù)檢查； ⑦結(jié) 合地質(zhì)情況進行數(shù)據(jù)分析和解譯 ?！?20176。 ③ 提供接收器孔附近的隧道半徑、拱頂至地面（隧底）的鉛直高度、兩接收器孔之間的距離等數(shù)據(jù)。 ⑥ 嚴格按要求（距離、孔深、傾角等）鉆孔。 ⑨ 配備熟練的放炮操作員和工人 1～ 2 名。 ⒀ 現(xiàn)場條件具備后，提 前 5～ 7 天通知乙方進場。 第 四 章 隧道監(jiān)控量測數(shù)據(jù)采集、分析與應用 原則 根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果，及時整理監(jiān)控量測中間成果報告并提交給業(yè)主，如發(fā)現(xiàn)量測數(shù)據(jù)異常及險情．以異常報告或預警報告的形式向業(yè)主匯報，同時對該信息進行分析和評價，給出工程措施建議。 寧武高速公路 A5 合同段隧道監(jiān)控量測技術 實 施 方案 16 ( 4 ）隧道周壁任意點的實測相對位移值或用回歸分析推算的總相對位移值均應小于下表所列數(shù)值。 ③ Ⅰ、Ⅱ 級圍巖可按工程類比初步選定允許值范圍。 表 10 拱頂處圍巖最大允許下沉量 覆蓋層厚度 /m 硬巖 /cm 塑性地層 /cm 10~50 1~2 2~5 50~500 2~6 10~20 500 6~12 20~40 ( 5）埋設量測元件情況和量測資料，應整理清楚報監(jiān)理工程師核查，并作為竣工交驗資料的一部分。為得到更為真實、可靠的量測數(shù)據(jù)，在監(jiān)控量測、采集數(shù)據(jù)時，應盡量減少各種誤差。對于手工記錄資料要保存好原始記錄表，對于智能式記錄器要及時將量測數(shù)據(jù)導入電腦，以防丟失。 a. 根據(jù)記錄繪制位移 u 與時間 t 關系曲線、位移 u 與開挖面距離 L 關系曲線、位移速度 v 與時間 t 關系曲線。 c. 區(qū)別位移與時間關系正常與反常曲線。 （ 1）回歸分析法 是最常用的位移數(shù)據(jù)分析方法，根據(jù)實際監(jiān)測信息，對位移可選用下列函數(shù)之一進行回 歸分析。在預測分析中，該方法通過不斷的數(shù)據(jù)更新，只根據(jù)最新測得的數(shù)據(jù)對下一步的變化作出預測，從而使預測更為準確。 1． 力學計算法 支護系統(tǒng)是確保隧道施工安全與進度的關鍵。 2． 經(jīng)驗法 此法也是建立在現(xiàn)場量測的基礎之上的，其核心是根據(jù)經(jīng)驗建立一些判斷標準，而后 根據(jù)前述的回歸函數(shù)可以預測最終的位移值 ( ??t )： u 以及 dtdu 、22dtud 來直接判斷圍巖的穩(wěn)定 性和支護系統(tǒng)的工作狀態(tài)。該表所列數(shù)值是在統(tǒng)計和分析了國內(nèi)許多隧道的量測數(shù)據(jù)后得到的，可作為寧武高速公路 A5 合同段隧道監(jiān)控量測技術 實 施 方案 19 應用中的依據(jù)，同時在使用過程中應根據(jù)對現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的分析及相應的數(shù)值計 算等進行修正。因此，可在實測資料的基礎上，可依據(jù)位移速度劃分為三個階段，即急劇變位、緩慢變位、基本穩(wěn)定三個階段，其圍巖穩(wěn)定性判據(jù)如表所示。 監(jiān) 測組 負責 針對 監(jiān)控量測的內(nèi)容，制定嚴密的監(jiān)控量測計劃， 并將 監(jiān)測資料匯總、分析， 并及時向上 報。 質(zhì)量管理措施 施工監(jiān)控量測嚴格按照有關規(guī)范、標準以及施工圖設計文件進行，監(jiān)測質(zhì)量達到《公路隧道施工技術規(guī)范》（ JTJ04294）的標準 ，以確保隧道工程施工的安全，并根據(jù)量測信息進行及時反饋，優(yōu)化設計。 （ 2）水準儀、全站儀初精度應滿足要求，同時每年應由國家法 定計量單位進行檢性檢驗，以保證儀器質(zhì)量的穩(wěn)定性；做好儀器安裝過程的原始記錄。 （ 6）觀測時，應按儀器 的操作規(guī)程 和儀器生產(chǎn)廠家說明書的要求進行觀測，根據(jù)觀測設計對儀器進行基準讀數(shù)和定期讀數(shù)，確保與觀測儀器相應的最高精度和觀測資料的可靠性， 每測點一般測讀 3 次 ；每開始觀測一組新讀數(shù)前，應對觀測儀表進行檢驗，以確保其良好的工作性能。 （ 10）每次測試完成后，應檢查儀器、儀表，作好保養(yǎng)和保管工作。 （ 8）在現(xiàn)場對觀測數(shù)據(jù)進行初步計算，發(fā)現(xiàn)圍巖與支護變形較大時，應當及時通知現(xiàn)場施工負責人； 當監(jiān)測值達到報警指標時，及時簽發(fā)報警通知；對所有的不正常影響因素都應作文字記錄。 （ 4）在測點周圍設置明顯的標志并進行編號，注意保護測點，嚴防施工時破壞；并在每次觀測前檢查測點是否松動； 確認測點狀態(tài)良好時方可進行測試。特別是各預埋測點應當牢固可靠，并且要易于識別和妥善保護，不得任意拆除和人為破壞。 項目進度將與 際溪隧道 、 小東山隧道 、石壁爐隧道 施工同步。當位移 — 時間曲線出現(xiàn)反彎點 (如圖 10 所示 )，也即位移出現(xiàn)反常的急劇增長現(xiàn)象時( 022 ?dtud )，表明圍巖和支護已呈不穩(wěn)定狀態(tài)或危險狀態(tài)，應加密監(jiān)測，并適當加強支護，必要時應立即停止開挖并進行施工處理。 （ 2）根據(jù)位移速率判斷 工程實踐表明：各項位移達到基本穩(wěn)定的時間一般是在一個月以內(nèi)，且回歸值與實測值很接近。何為“異常”，這就需針對不同的工程條件（圍巖地層，埋深，隧道斷面，支護，施工方法等）建立一些根據(jù)量測數(shù)據(jù)對圍巖穩(wěn)定性和支護系統(tǒng)的工作條件進行判斷的準則。力學計 算所需的輸入數(shù)據(jù)則采用反分析技術根據(jù)現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)推算得知，如塑性區(qū)半徑、初始地應力、巖體變形模量、巖體流變參數(shù)、二次支護荷載分布等。 信息反饋與監(jiān)控 在復雜多變的隧道施工條件如何進行準確的信息反饋與監(jiān)控是監(jiān)控量測的主要目的和內(nèi)容之一。 根據(jù)回歸曲線 (圖 8)，可以掌握位移的變化規(guī)律，推算出某時刻的位移值及最終的位移值，當位移 — 時間曲線趨于平緩時，隧道即趨于穩(wěn)定。 在已有監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎上，必須對位移和應力的進一步發(fā)展進行分析，并作出較為準確的預測，才能及時對下一步的支護措施提出指導性意見。 b. 當位移 — 時間曲線趨于平緩時，應進行數(shù)據(jù)處理或回歸分析，推算最終 位移和掌握位移變化曲線，可選用對數(shù)、指數(shù)和雙曲線函數(shù)等。 量測數(shù)據(jù)處理與分析 現(xiàn)場量測數(shù)據(jù) 應及時進行處理，繪制成位移、應力、內(nèi)力和時間的關系曲線 (或散點圖 )，曲線的時間橫座標下應注明施工工序和開挖工作面距量測斷面的距離，以便更準確的進行數(shù)據(jù)的回歸分析，并對隧道的受力狀態(tài)作出判斷。 ，通過左右尺讀數(shù)控制系統(tǒng)誤差。 表 11 變形管理等級 管理等級 管理位移 施工狀態(tài) Ⅲ U0(1/3) Un 可正常施工 Ⅱ (1/3) Un≤ U0≤ (2/3) Un 應加強支護 Ⅰ U0(2/3) Un 應采取特殊措施 注： U0 ： 實測變形值； Un ：允許變形值 （ 7） 二次襯砌施工 的條件 ① 各測試項目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定； ② 產(chǎn)生的各項位移已達預計總位移量的 80~90%； ③ 周 邊位移速率小于 ~，或 拱頂下沉速率小于 ~。 拱頂下沉值大約為起拱線附近的水平測線收斂值的 1/2，一般而言，兩者隨時間變化規(guī)律是一樣的（崩塌或淺埋除外）。 表 9 隧道周邊允許相對位移值（ % ) 圍巖級別 覆蓋層厚度（ m） 50 50~300 300 Ⅲ ~0. 3 ~ ~ Ⅳ ~ ~ ~ Ⅴ ~ ~ ~ 注： ① 相對位移值系指實測位移與兩測點間距離之比，或拱頂位移實測值與隧道寬度之比。 ( 2 ）當位移一時間曲線趨于平緩時，進行數(shù)據(jù)處理或回歸分析，以推算最終位移和掌握位移變化規(guī)律。 超前預報 分析及成果提交 綜合分析掌子面地質(zhì)特征、洞內(nèi)外地質(zhì)情況、地質(zhì) 探測結(jié)果，對掌子面前方一定距離內(nèi)的圍巖特征做出分析和預測，包括巖體完整程度、級別和富水情況，并對可能存在的地質(zhì)災害及其對巷道施工和穩(wěn)定性存在的影響做出評價并提出相應的工程措施建議。 ⑾ 提供錨固劑若干?？咨硪?，孔內(nèi)巖屑（渣）和泥漿要用水沖出孔外。 ⑤ 鉆孔前，應用測量器具測定接收器孔和炮孔的位置，接收器孔和炮孔應在同一平面上，并用紅油漆作標記。第 1 個炮孔離同側(cè)接收器孔 20m，炮孔距 TSP 地質(zhì)預報現(xiàn)場工作條件 甲方 需配合的 條件如下： ① 應滿足 TSP 操作的隧道空間，即至少有 55 米無障礙的（臺階等）、沒有施作襯砌的隧道?！?10176。采集到數(shù)據(jù)后，通過 TSPwin 軟件的處理，可以獲得 P 波、S 波、 SV 波 的時間剖面、深度偏移剖面、提取的反射層、巖石物理力學參數(shù)、各反射層能量大小等成果，以及反射層在探測范圍內(nèi)的空間分布，從而取得掌子前方的地質(zhì)情況。 寧武高速公路 A5 合同段隧道監(jiān)控量測技術 實 施 方案 13 圖 4 TSP 巷道超前地質(zhì)預報系統(tǒng) 圖 5 TSP 地質(zhì)預報原理圖 接收器用于拾取地震信號，安裝在一 個特定的套管里。 其原理是采用了回聲測量原理，如圖 5 所示，震源點通常布置在巷道的左或右邊墻上，一般 24 個炮點布成一條直線，接收點和炮點在同一水平面，在指定震源點用小藥量激發(fā)產(chǎn)生地震波，地震波以球面波的形式在巖石中