【文章內(nèi)容簡介】 體布置根據(jù)TSP203的預(yù)報結(jié)果確定，測線主要布置在掌子面上，正洞每個掌子面至少布置4條測線，在地質(zhì)情況異常段加密測線，測線布置如圖所示。圖 33 雷達測線布置圖3）、資料處理與解釋一般的處理都包含水平與垂直濾波、電磁波速分析等。(1)水平和垂直濾波水平波具有時間相等的特點，水平濾波就是利用這一特性。濾波過程中，可將相鄰的一定數(shù)量的掃描線求平均，再與個別掃描線相比較，就可消除水平波。垂直濾波就是地震資料處理中常用的濾波方法，其中較為常用的方法有帶通濾波，高通濾波，低通濾波，小波變換等。垂直濾波的目的是為了消除雜散波干擾，這些雜散波是來自于外源，不是天線自身發(fā)出的，頻率不在雷達天線頻帶內(nèi)。(2)增益調(diào)節(jié)與顯示選擇顯示選擇包含兩個層次的選擇，一個層次是選擇顯示方式，另一個層次是選擇顯示模板。可供選擇的顯示方式有波形、變面積、能量譜等顯示方式，其中比較常用的是后兩種，其中能量譜顯示方式效果更好些。顯示模板包含不同的色彩配比，而更重要的是能量反差大小及變換關(guān)系的配比，這兩種配比組合形成幾十中模板，根據(jù)不同的對象，選擇合適的模板，可達到顯示目的。(3)含水結(jié)構(gòu)特性分析一般情況下裂隙巖體含水是不均勻的，巖塊與裂隙中水的介電常數(shù)具有強烈的差異，因而含水巖體在雷達記錄中最為顯著的特點是一系列雜亂的強反射，沒有明顯的同相軸。采用超前水平鉆探法，～30m范圍的地質(zhì)巖層整體性、含水構(gòu)造、水量及水壓進行預(yù)測，在地質(zhì)分析法、TSP和地質(zhì)雷達預(yù)報的基礎(chǔ)上，用超前水平鉆探法進一步對地質(zhì)異常段圍巖地段取得可靠的資料。鉆探孔時，根據(jù)鉆進速度的變化和沖擊振動頻率，鉆孔中出水的清濁及顏色，對開挖面前方圍巖整體性進行分析，含水構(gòu)造進行判斷（在開挖鉆孔作業(yè)時，可將部分眼孔加深8～10m，作為輔助超前探測，輔助超前探孔數(shù)量在施工中可根據(jù)實際地質(zhì)情況酌情增減）。探水鉆孔橫斷面布置、煤層超前探孔布置分別見下圖。圖34 探水鉆孔橫斷面布置圖，開挖5m，；探水孔孔徑（終孔）為55mm，鉆孔外偏角為10176。圖35 煤層超前探孔布置圖接近煤層前，在距地質(zhì)勘測的煤層位置10～15m（垂距）處掌子面打超前探孔1個（1孔），初探煤層位置；在距初探煤層位置10m（垂距）處掌子面打3個超前孔（4孔），并取巖芯；每個探孔穿透煤層并進入頂（底板）；探孔為80mm。、隧道施工監(jiān)控量測、監(jiān)控量測工作目的由于隧道是屬于地下工程，我們對隧道所處的地層和地質(zhì)資料的勘探認識有限。如果施工工藝不當易造成圍巖失穩(wěn)，甚至可能發(fā)生大的塌方，給工程帶來不可彌補的經(jīng)濟和時間損失以及不良的社會效應(yīng)。并且隧道開挖斷面較大，結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，而且施工工序多，對結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工都提出了很高的要求，這就要求對隧道的施工全過程進行新奧法施工監(jiān)測。實時監(jiān)控量測不但可以及時提供隧道通過鄰近構(gòu)筑物地段時隧道拱頂下沉、周邊位移、圍巖內(nèi)部位移、鋼支撐內(nèi)力、錨桿軸力、支護和襯砌內(nèi)應(yīng)力等信息，用于判斷施工工藝的可行性、設(shè)計參數(shù)的合理性，提出更加恰當?shù)氖┕し椒ê秃侠淼闹ёo措施；而且可以及時掌握隧道通過鄰近構(gòu)筑物地段時對鄰近構(gòu)筑物的影響，為判別構(gòu)筑物是否安全提供科學依據(jù)。因此實施隧道信息化動態(tài)施工控制，既能達到安全快速施工，又能節(jié)省工程造價的目的。本項目隧道按錨噴構(gòu)筑法原理，鑒于隧道地質(zhì)構(gòu)造及地層巖性復(fù)雜，為了保證隧道施工的安全和順利進行，掌握圍巖和支護的動態(tài)信息；使隧道結(jié)構(gòu)既安全，滿足其使用要求，又經(jīng)濟合理；特別在不良地質(zhì)、突水、洞口淺埋等有必要監(jiān)控的地段設(shè)置監(jiān)控量測斷面，進行全面、系統(tǒng)的監(jiān)控量測。（1）掌握圍巖動態(tài)和支護結(jié)構(gòu)的工作動態(tài)，利用量測結(jié)果修改設(shè)計，指導(dǎo)施工；（2）預(yù)見事故和險情，以便及時采取措施，防范于未然；（3）積累資料，為以后的工程設(shè)計、施工提供經(jīng)驗；（4）為確定隧道安全提供可靠的信息；（5）量測數(shù)據(jù)經(jīng)分析處理與必要的計算和判斷后，進行預(yù)測和反饋，以保證施工安全和隧道穩(wěn)定；（6）驗證支護結(jié)構(gòu)型式、支護參數(shù)的合理性，對支護結(jié)構(gòu)、施工方法的合理性及其安全性做出評價及建議，為確定二次支護時間提供依據(jù)。、監(jiān)控量測工作內(nèi)容隧道施工中的監(jiān)控量測項目包括必測項目和選測項目根據(jù)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F602009）有關(guān)規(guī)定同時結(jié)合本項目招標文件要求，隧道監(jiān)控量測的具體內(nèi)容如下：（1）軸力量測；（2）圍巖內(nèi)部位移量測；（3）圍巖與初期支護間接觸壓力量測；（4）鋼支撐內(nèi)力及外力量測；、監(jiān)控量測實施方法1）、量測目的①了解錨桿軸力的大小，為錨桿選型和設(shè)計提供依據(jù)；②量測圍巖內(nèi)部不同深度錨桿的受力狀態(tài)；③了解圍巖內(nèi)部受力的分布特征，從而分析錨桿設(shè)計是否合理。2）、測點布置錨桿軸力量測沿隧道周邊的拱頂、拱腰和邊墻設(shè)5個測孔， m～5m ，孔徑為φ50mm。一個測孔內(nèi)設(shè)5個傳感器，每個斷面25個測點。隧道錨桿軸向力量測方法有電測法和機械法，它們都是通過量測錨桿，先測出隧道圍巖內(nèi)不同深度的應(yīng)變（或變形），然后通過有關(guān)計算轉(zhuǎn)求應(yīng)力的量測方法?？紤]量測方便，一般多采用電測法的鋼筋計量測。測孔布置見下圖。圖36 分離式隧道錨桿軸力量測測孔布置1）、量測目的①量測圍巖內(nèi)部不同深度的位移；②了解圍巖的松動范圍及其位移量，判斷圍巖內(nèi)部的穩(wěn)定狀態(tài)。2）、測點布置每一橫斷面圍巖內(nèi)部位移測孔沿隧道圍巖周邊分別在拱頂、拱腰和邊墻共設(shè)5個測孔， m～5m，孔徑為φ50mm。多點位移計分電測式位移計和機械式位移計，一般采用5點桿式多點位移量測，一個斷面共25個測點。量測斷面盡可能靠近掌子面，及時安裝，測取讀數(shù)。分離式隧道圍巖內(nèi)部位移測孔布置見下圖。圖37 分離式隧道圍巖內(nèi)部位移測孔布置圍巖壓力及接觸壓力量測常采用雙膜鋼弦式壓力盒，其量測原理是將應(yīng)力、應(yīng)變、荷載以及其它參數(shù)測量的參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率進行量測，故具有抗干擾能力強，堅固耐用的優(yōu)點，適合長距離傳送。1）、量測目的圍巖與初期支護之間的接觸壓力量測是監(jiān)測圍巖對支護結(jié)構(gòu)的荷載。通過該項內(nèi)容的監(jiān)測了解圍巖對初期支護的壓力，從而了解初期支護分擔圍巖荷載的情況。2）、測點布置圍巖與噴射混凝土之間的壓力盒是在噴混凝土施工以前埋設(shè)，測取圍巖對噴射混凝土壓力，埋設(shè)方向為法向。噴射混凝土達到初凝強度以后開始測取讀數(shù)。量測斷面宜與周邊位移量測在同一斷面上。量測斷面的測點布置位置與噴射混凝土應(yīng)力測點布置位置相同，即每個斷面各設(shè)5個測點。圖38 圍巖壓力及與兩層支護間壓力量測布置圖鋼架內(nèi)力量測是監(jiān)控鋼支撐的受力情況，了解鋼架與噴混凝土對圍巖的組合支護效果；了解鋼架的實際工作狀態(tài)，判斷初期支護承載能力。為鋼支撐選型和設(shè)計提供依據(jù)，保證隧道的施工安全。1）、量測目的①采用鋼筋計量測圍巖作用于鋼支撐上的壓力，通過鋼筋計量測，掌握鋼支撐的實際工作狀態(tài)，確定在此壓力作用下鋼支撐所具有的安全系數(shù)，視具體情況確定是否需要采取加固措施。②根據(jù)鋼筋計讀數(shù)的變化情況判斷開挖對支護結(jié)構(gòu)的影響，根據(jù)量測結(jié)果調(diào)整開挖方法，保障開挖的安全。2）、測點布置鋼支撐內(nèi)力量測僅限于Ⅳ級、Ⅴ級圍巖有鋼支撐的地段，采用鋼筋計量測，把鋼筋計焊接在鋼支撐上，量測鋼支撐內(nèi)力。鋼支撐安裝完以后即可測取讀數(shù)。量測斷面測點布置位置見下圖。圖 39 鋼支撐內(nèi)力量測布置圖、監(jiān)控斷面布置及工作量擬定選測項目根據(jù)本工程規(guī)模和地址條件，擬開展錨桿拉拔和錨桿軸力、圍巖內(nèi)部位移（洞內(nèi)設(shè)點）、圍巖與初期支護間接觸壓力、鋼支撐內(nèi)力、二次襯砌內(nèi)力監(jiān)測。①錨桿軸力本次對于錨桿軸力量測，每條隧洞選取在代表性地段洞身段布置2個斷面，每個斷面布置2點式錨桿應(yīng)力計5組，分別位于拱頂、左右拱腰和左右邊墻。②圍巖體內(nèi)部位移與錨桿軸力監(jiān)測斷面一致，也可根據(jù)地質(zhì)狀況適當調(diào)整監(jiān)測斷面，本次對于圍巖體內(nèi)位移量測，每條隧洞選取代表性地段洞身段布置2個斷面，每個斷面布置4點式多點位移計5套，分別位于拱頂、左右拱腰和左右邊墻。③圍巖與初支接觸壓力本次對于圍巖與初期支護間接觸壓力量測，每條隧洞選取代表性地段洞身段布置2個斷面，每個斷面在拱頂、左右拱腰、左右拱腳各布置壓應(yīng)力計1支，即每條隧洞布置壓力計共計6支。④鋼支撐內(nèi)力及外力量測本次對于鋼支撐內(nèi)力及外力量測，每條隧洞選擇2個斷面在鋼拱架兩側(cè)對應(yīng)布置鋼筋計各1支，即每條隧洞布置鋼筋計共計4支。、監(jiān)控量測頻次1）、監(jiān)控量測頻次各項量測項目，其監(jiān)控量測的要求應(yīng)按圖紙規(guī)定，監(jiān)控量測項目及頻率按下表執(zhí)行。表34 監(jiān)控量測項目及頻率表測試項目類別序號量測項目監(jiān)測頻率1～15d16d～1個月1～3個月3個月以后選測1錨桿軸力1～2次/d1次/2d1～2次/周1～3次/月2圍巖內(nèi)部位移1～2次/d1次/2d1～2次/周1～3次/月3圍巖與初支接觸壓力1～2次/d1次/2d1～2次/周1～3次/月4鋼支撐內(nèi)力及外力1～2次/d1次/2d1～2次/周1～3次/月、隧道質(zhì)量檢測、隧道質(zhì)量檢測工作目的根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》JTG F80/12004對施工質(zhì)量的相關(guān)要求，為了保證隧道初期支護和二次襯砌的施工質(zhì)量，加強對施工質(zhì)量的過程控制，需要施工質(zhì)量無損檢測工作，這樣可以把施工過程中存在的質(zhì)量缺陷，經(jīng)過相應(yīng)的工程處治后消除隱患，從而保證施工期及運營期的安全。、隧道質(zhì)量檢測工作內(nèi)容（1）超挖及欠挖；（2）噴射混凝土厚度；（3）混凝土襯砌厚度；（4）鋼支撐位置及數(shù)量；（5）混凝土強度和質(zhì)量；（6）拱頂及側(cè)壁后空洞。、隧道質(zhì)量檢測方法隧道質(zhì)量無損檢測采用地質(zhì)雷達法，檢測儀器采用瑞典生產(chǎn)的RAMAC/GPR地質(zhì)雷達，并配500MHz、800MHz、。對于噴層厚度、襯砌厚度、超挖及欠挖以及鋼支撐，采用地質(zhì)雷達。地質(zhì)雷達測線可在洞壁、拱頂設(shè)不少于7條測線連續(xù)進行。對于確定混凝土強度和質(zhì)量采用聲波測速法或超聲回彈法。超聲法每個斷面都平行于隧道軸向布點，每個區(qū)又由4個測點組成。超聲回彈法按中國工程建設(shè)標準協(xié)會標準《超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》（CECS21：2000）。襯砌混凝土強度采用超聲回彈綜合法進行檢測，檢測儀器有聲波儀和回彈儀，對于有爭議地方采用鉆芯法校核。、檢測測線或測點布置1）、雷達測線布置為確保施工質(zhì)量，施工過程中初期支護雷達檢測沿隧道上、下行線共布測線7條如下左圖所示，二襯混凝土雷達檢測沿隧道上、下行線共布測線9條如下右圖。測線以隧道拱頂為中心，測線間距約2m，可保證2m2以上的缺陷不被漏檢，使用500MHz和800MHz天線進行檢測，500MHz天線控制測深1～，以檢測隧道襯砌結(jié)構(gòu)可能存在的缺陷隱患及規(guī)模狀況；800MHz天線控制測深0～，以便于分辨襯砌混凝土中鋼筋與鋼架的數(shù)量；在檢測中，將隨時根據(jù)實際情況適當增加測線密度以控制異常位置，確保檢測精度和準確性。圖310 初期支護雷達測線布置示意圖圖311 二次襯砌雷達檢測布置示意圖2）、超聲回彈測強度考慮二次襯砌的施工工藝情況，在測區(qū)選擇時，把每板二次襯砌作為一個單個的構(gòu)件進行評價。最后再把整個隧道的二襯做為一個分項工程進行整體強度評價。在構(gòu)件上均勻布置測區(qū)，每個構(gòu)件上測區(qū)數(shù)量11個，構(gòu)件的測區(qū)布置宜滿足下列規(guī)定： ①在條件允許時，測區(qū)宜優(yōu)先布置在構(gòu)件混凝土澆筑方向的側(cè)面； ②測區(qū)可在構(gòu)件的兩個對應(yīng)面、相鄰面或同一面上布置； ③測區(qū)宜均勻布置, 相鄰兩測區(qū)的間距不宜大于 2m； ④測區(qū)應(yīng)避開鋼筋密集區(qū)和預(yù)埋件； ⑤測區(qū)尺寸宜為 200mm200mm；采用平測時宜為 400mm400mm；⑥測試面應(yīng)清潔、平整、干燥，不應(yīng)有接縫、施工縫、飾面層、浮漿和油垢, 并應(yīng)避開蜂窩、麻面部位。 必要時，可用砂輪片清除雜物和磨平不平整處, 并擦凈殘留粉塵。、雷達法介電常數(shù)標定1)、初期支護檢測時的標定檢測之前應(yīng)在每座隧道已知厚度部位（一般在洞口地段初期支護厚度可用長規(guī)方法測量地段）或與隧道襯砌材料相同的其它預(yù)制件上測定襯砌混凝土的介電常數(shù)或電磁波速度。然后根據(jù)雷達圖象的分層情況，找出初期支護與圍巖的界面，確定襯砌混凝土的介電常數(shù)或電磁波速度，使確定的介電常數(shù)代入后的處理厚度結(jié)果與現(xiàn)場實際測量的厚度結(jié)果相吻合。然后，根據(jù)標定的檢測參數(shù)，進行批量的檢測。一般情況下，施工方的原材料（水泥、砂、粗骨料）都有相對固定的供應(yīng)源，施工配合比也相對固定，這樣做試驗段的施工質(zhì)量與非試驗段的施工質(zhì)量相近，可以引用試驗段的標定參數(shù)做批量檢測。若施工過程中施工原材料有變動，引起施工配合比有變動（不包括由于天雨引起的施工用水的變動引起的施工配合比的變化），需要重新標定相關(guān)的參數(shù)，然后再進行批量檢測，以確保檢測的準確性。2)、二次襯砌檢測時的標定檢測之前應(yīng)在每座隧道已知厚度部位（一般在洞口明洞地段二次襯砌厚度可用長規(guī)方法測量地段）或與隧道襯砌材料相同的其他預(yù)制件上測定襯砌混凝土的介電常數(shù)或電磁波速度。然后根據(jù)根據(jù)雷達圖象的分層情況，找出初砌與空氣（圍巖）的界面，確定襯砌混凝土的介電常數(shù)或電磁波速度，使確定的介電常數(shù)代入后的處理厚度結(jié)果與現(xiàn)場實際測量的厚度結(jié)果相吻合。然后，根據(jù)標定的檢測參數(shù)，進行批量的檢測。一般情況下，施工方的原材料（水泥、砂、粗骨料）都有相對固定的供應(yīng)源，施工配合比也相對固定，這樣做試驗段的施工質(zhì)量與非試驗段的施工質(zhì)量相近，可以引用試驗段的標定參數(shù)做批量檢測。若施工過程中施工原材料有變動，引起施工配合比有變動（不包括由于天雨引起的施工用水的變動引起的施工配合比的變化），需要重新標定相關(guān)的參數(shù)，然后再進行批量檢測，以確保檢測的準確性。、幾種典型的雷達圖像圖312 二襯背后不密實的雷達圖像圖313 襯砌板縫處單側(cè)三角形空洞的雷達圖像圖314 襯砌板縫處脫空的雷達圖像圖315 襯砌背后空洞的雷達圖像圖316 襯砌背后脫空的