【正文】 ...................................................20 第六章 投入儀器設(shè)備和人員 .......................................................................................................................................... 21 第七章 進(jìn)度安排 ................................................................................................................................................................ 24 第八章 提交成果 ................................................................................................................................................................ 25 寧武高速公路 A5 合同段隧道監(jiān)控量測技術(shù) 實 施 方案 1 第一章 隧道 監(jiān)控量測技術(shù)實施方案編制依據(jù) 三座隧道 施工監(jiān)控量測主要根據(jù)如下有關(guān)規(guī)范、文獻(xiàn)進(jìn)行編制： 1. 《 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 》 JTG BO1 － 2020 2. 《 公路勘測規(guī)范 》 JTJ 061－ 99 3. 《 公路隧道設(shè)計規(guī)范 》 JTG D70－ 2020 4. 《 公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范 》 － 1999 5. 《 公路隧道施工技術(shù)規(guī)范 》 JTJ042－ 94 6. 《 公路工程抗震設(shè)計規(guī)范 》 JTJ004－ 89 7. 《 公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范 》 JTJ064－ 98 8. 《 錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范 》 GB50086－ 2020 9. 《地下工程防水技 術(shù)規(guī)范 》 GB50108－ 2020 10. 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 GB50010－ 2020 11. 《工程測量規(guī)范》 GB5002693 12. 《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（ JTJ071－ 2020） 13. 呂康成，隧道工程試驗檢測技術(shù)，人民交通出版社， 2020 14. 李曉紅著，隧道新奧法及其量測技術(shù)， 2020，科學(xué)出版社 ； 15. 寧德至武夷山高速公路施工設(shè)計圖文件、圖紙、報告等 寧武高速公路 A5 合同段隧道監(jiān)控量測技術(shù) 實 施 方案 2 第二章 隧道工程 概況 隧道 設(shè)置 A5 合同段共有隧道 2 座， 呈 雙洞 分離式布置。 風(fēng)化帶孔隙裂隙水：賦存于第四系殘坡積層底部及基巖風(fēng)化帶（主要為碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化 弱風(fēng)化巖層中），為潛水，其富水性受地形地貌條件和風(fēng)化裂隙發(fā)育程度的影響，富水性不均，由于隧道區(qū)地形起伏大，巖石風(fēng)化帶的厚度有限，一般富水性弱。 ② 隧道洞身工 程地質(zhì)評價 洞身圍巖級別主要以Ⅱ Ⅲ級為主，對隧道開挖較為有利，但構(gòu)造破碎帶、節(jié)理密集帶及進(jìn)出口地段為Ⅳ ～ V 級，在施工過程中易造成坍塌失穩(wěn)，應(yīng)加強(qiáng)襯砌。 （ 5） 水文地質(zhì)條件 本隧道區(qū) 無地表水流分布，地表水總體較貧乏。 ② 隧道地應(yīng)力評價 擬建隧道埋深最大埋深約 298m，深部圍巖為微風(fēng)化花崗巖，為堅硬巖，巖體呈大塊狀。 （ 5） 水文地質(zhì)條件 本隧道區(qū)地下水主要為風(fēng)化帶網(wǎng)狀孔隙裂隙水和基巖裂隙水，前者賦存于第四系殘坡積層底部及基巖強(qiáng)風(fēng)化帶，后者賦存于巖性接觸帶及節(jié)理裂隙密集帶中，一般富水性及導(dǎo)水性弱，水量較貧乏，主要接受大氣降水及地下水側(cè)向補(bǔ)給，向溝谷排泄，流量隨季節(jié)變化較大。 ② 隧道地應(yīng)力評價 本區(qū)為低地應(yīng)力區(qū)，施工中應(yīng)注意 埋深大于 322m 段的Ⅱ級圍巖中可能產(chǎn)生巖爆現(xiàn)象，應(yīng)加強(qiáng)觀測。 （ 2） 繪制掌子面地質(zhì)素描圖。 。 （ 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(shè)計文件布置 。 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。 在地形平坦地區(qū)，其量測精度為177。 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(dāng)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(dāng) d5D 時，每周量測一次。 隧道開挖后其變形和應(yīng)力變化較快，必須根據(jù)施工情況快速準(zhǔn)確的進(jìn)行量測，才能掌握圍巖變化的第一手資料，從而為進(jìn)一步的判斷和監(jiān)控提供準(zhǔn)確的資料，高精度的儀器設(shè)備和高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)人員是必要的保證。 寧武高速公路 A5 合同段隧道監(jiān)控量測技術(shù) 實 施 方案 12 TSP 超前預(yù)報系統(tǒng)實施方案 超前地質(zhì)預(yù)報擬采用 瑞士 Ambery 測量技術(shù)有限 公司 生產(chǎn)的 TSP 超前探測系統(tǒng)TSP200/203，見圖 4。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?！?20176。 ⑥ 嚴(yán)格按要求（距離、孔深、傾角等）鉆孔。 ⒀ 現(xiàn)場條件具備后，提 前 5～ 7 天通知乙方進(jìn)場。 寧武高速公路 A5 合同段隧道監(jiān)控量測技術(shù) 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(yīng)小于下表所列數(shù)值。 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(shè)量測元件情況和量測資料，應(yīng)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。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(dǎo)入電腦，以防丟失。 c. 區(qū)別位移與時間關(guān)系正常與反常曲線。在預(yù)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(yù)測，從而使預(yù)測更為準(zhǔn)確。 2． 經(jīng)驗法 此法也是建立在現(xiàn)場量測的基礎(chǔ)之上的，其核心是根據(jù)經(jīng)驗建立一些判斷標(biāo)準(zhǔn)，而后 根據(jù)前述的回歸函數(shù)可以預(yù)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(hù)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。因此，可在實測資料的基礎(chǔ)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。 質(zhì)量管理措施 施工監(jiān)控量測嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)以及施工圖設(shè)計文件進(jìn)行，監(jiān)測質(zhì)量達(dá)到《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（ JTJ04294）的標(biāo)準(zhǔn) ，以確保隧道工程施工的安全，并根據(jù)量測信息進(jìn)行及時反饋，優(yōu)化設(shè)計。 （ 6）觀測時，應(yīng)按儀器 的操作規(guī)程 和儀器生產(chǎn)廠家說明書的要求進(jìn)行觀測，根據(jù)觀測設(shè)計對儀器進(jìn)行基準(zhǔn)讀數(shù)和定期讀數(shù)，確保與觀測儀器相應(yīng)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(yīng)對觀測儀表進(jìn)行檢驗，以確保其良好的工作性能。 （ 8）在現(xiàn)場對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行初步計算，發(fā)現(xiàn)圍巖與支護(hù)變形較大時，應(yīng)當(dāng)及時通知現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人； 當(dāng)監(jiān)測值達(dá)到報警指標(biāo)時，及時簽發(fā)報警通知；對所有的不正常影響因素都應(yīng)作文字記錄。特別是各預(yù)埋測點應(yīng)當(dāng)牢固可靠，并且要易于識別和妥善保護(hù)，不得任意拆除和人為破壞。當(dāng)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(hù)已呈不穩(wěn)定狀態(tài)或危險狀態(tài)，應(yīng)加密監(jiān)測，并適當(dāng)加強(qiáng)支護(hù)，必要時應(yīng)立即停止開挖并進(jìn)行施工處理。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(hù)，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(hù)系統(tǒng)的工作條件進(jìn)行判斷的準(zhǔn)則。 信息反饋與監(jiān)控 在復(fù)雜多變的隧道施工條件如何進(jìn)行準(zhǔn)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。 在已有監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，必須對位移和應(yīng)力的進(jìn)一步發(fā)展進(jìn)行分析，并作出較為準(zhǔn)確的預(yù)測，才能及時對下一步的支護(hù)措施提出指導(dǎo)性意見。 量測數(shù)據(jù)處理與分析 現(xiàn)場量測數(shù)據(jù) 應(yīng)及時進(jìn)行處理，繪制成位移、應(yīng)力、內(nèi)力和時間的關(guān)系曲線 (或散點圖 )，曲線的時間橫座標(biāo)下應(yīng)注明施工工序和開挖工作面距量測斷面的距離，以便更準(zhǔn)確的進(jìn)行數(shù)據(jù)的回歸分析，并對隧道的受力狀態(tài)作出判斷。 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(yīng)加強(qiáng)支護(hù) Ⅰ U0(2/3) Un 應(yīng)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(dá)預(yù)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 ~。 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。 超前預(yù)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(yù)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(zāi)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(yīng)的工程措施建議?？咨硪?，孔內(nèi)巖屑（渣）和泥漿要用水沖出孔外。第 1 個炮孔離同側(cè)接收器孔 20m，炮孔距 TSP 地質(zhì)預(yù)報現(xiàn)場工作條件 甲方 需配合的 條件如下： ① 應(yīng)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。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(xué)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。 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傳播，當(dāng)遇到巖石物性界面如斷層與巖層的接觸面、巖石破碎帶與完整巖石接觸面、不同巖性接觸面等波阻抗差異界面時，一部分地震信號將反射回來，一 部分折射進(jìn)入前方介質(zhì)。 隧道監(jiān)測 的目的是為了保證隧道施工的安全，在隧道施工中根據(jù)已有量測信息，采用回歸分析、灰色預(yù)測等方法，對圍巖的進(jìn)一步變形和應(yīng)力發(fā)展情況做出預(yù)測預(yù)報， 可以及時發(fā)現(xiàn)隧道施工中隱藏的不安全因素，從而能在有效的時間內(nèi)采取加固措施以避免安全事故的發(fā)生。 （ 2） 地表橫向下沉量 — 時間關(guān)系曲線。根據(jù)圖紙要求或監(jiān)理工程師指示，在施工過程中可能產(chǎn)生地表塌陷之處設(shè)置觀測點，地表下沉觀測點按普通水準(zhǔn)點埋設(shè)。 表 5 監(jiān)控項目 量測 方法及量測 頻率 序號 項目 方法工具 測點布置 量測頻率 1 洞內(nèi)地質(zhì)和 支護(hù)狀況觀察 地質(zhì)羅盤及規(guī)尺 開挖后及初期支護(hù)后進(jìn)行 1~15d 16d~1 月 1~3 月 3 月以后