【正文】 （ 10）每次測試完成后，應(yīng)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(jìn)行初步計(jì)算，發(fā)現(xiàn)圍巖與支護(hù)變形較大時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)通知現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人； 當(dāng)監(jiān)測值達(dá)到報(bào)警指標(biāo)時(shí)，及時(shí)簽發(fā)報(bào)警通知；對所有的不正常影響因素都應(yīng)作文字記錄。 （ 6）觀測時(shí)，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(jì)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(diǎn)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(yàn)，以確保其良好的工作性能。 （ 4）在測點(diǎn)周圍設(shè)置明顯的標(biāo)志并進(jìn)行編號(hào)，注意保護(hù)測點(diǎn)，嚴(yán)防施工時(shí)破壞；并在每次觀測前檢查測點(diǎn)是否松動(dòng)； 確認(rèn)測點(diǎn)狀態(tài)良好時(shí)方可進(jìn)行測試。 （ 2）水準(zhǔn)儀、全站儀初精度應(yīng)滿足要求，同時(shí)每年應(yīng)由國家法 定計(jì)量單位進(jìn)行檢性檢驗(yàn)，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。特別是各預(yù)埋測點(diǎn)應(yīng)當(dāng)牢固可靠，并且要易于識(shí)別和妥善保護(hù)，不得任意拆除和人為破壞。 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(jì)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(shí)反饋，優(yōu)化設(shè)計(jì)。 項(xiàng)目進(jìn)度將與 際溪隧道 、 小東山隧道 、石壁爐隧道 施工同步。 監(jiān) 測組 負(fù)責(zé) 針對 監(jiān)控量測的內(nèi)容，制定嚴(yán)密的監(jiān)控量測計(jì)劃， 并將 監(jiān)測資料匯總、分析， 并及時(shí)向上 報(bào)。當(dāng)位移 — 時(shí)間曲線出現(xiàn)反彎點(diǎn) (如圖 10 所示 )，也即位移出現(xiàn)反常的急劇增長現(xiàn)象時(shí)( 022 ?dtud )，表明圍巖和支護(hù)已呈不穩(wěn)定狀態(tài)或危險(xiǎn)狀態(tài)，應(yīng)加密監(jiān)測，并適當(dāng)加強(qiáng)支護(hù)，必要時(shí)應(yīng)立即停止開挖并進(jìn)行施工處理。因此，可在實(shí)測資料的基礎(chǔ)上，可依據(jù)位移速度劃分為三個(gè)階段，即急劇變位、緩慢變位、基本穩(wěn)定三個(gè)階段，其圍巖穩(wěn)定性判據(jù)如表所示。 （ 2）根據(jù)位移速率判斷 工程實(shí)踐表明：各項(xiàng)位移達(dá)到基本穩(wěn)定的時(shí)間一般是在一個(gè)月以內(nèi)，且回歸值與實(shí)測值很接近。該表所列數(shù)值是在統(tǒng)計(jì)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(shù) 實(shí) 施 方案 19 應(yīng)用中的依據(jù)，同時(shí)在使用過程中應(yīng)根據(jù)對現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)的分析及相應(yīng)的數(shù)值計(jì) 算等進(jìn)行修正。何為“異?！保@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。 2． 經(jīng)驗(yàn)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(yàn)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)。力學(xué)計(jì) 算所需的輸入數(shù)據(jù)則采用反分析技術(shù)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(yīng)力、巖體變形模量、巖體流變參數(shù)、二次支護(hù)荷載分布等。 1． 力學(xué)計(jì)算法 支護(hù)系統(tǒng)是確保隧道施工安全與進(jìn)度的關(guān)鍵。 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。 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(shí)刻的位移值及最終的位移值，當(dāng)位移 — 時(shí)間曲線趨于平緩時(shí)，隧道即趨于穩(wěn)定。 （ 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(shí)際監(jiān)測信息，對位移可選用下列函數(shù)之一進(jìn)行回 歸分析。 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(shí)對下一步的支護(hù)措施提出指導(dǎo)性意見。 c. 區(qū)別位移與時(shí)間關(guān)系正常與反常曲線。 b. 當(dāng)位移 — 時(shí)間曲線趨于平緩時(shí)，應(yīng)進(jìn)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。 a. 根據(jù)記錄繪制位移 u 與時(shí)間 t 關(guān)系曲線、位移 u 與開挖面距離 L 關(guān)系曲線、位移速度 v 與時(shí)間 t 關(guān)系曲線。 量測數(shù)據(jù)處理與分析 現(xiàn)場量測數(shù)據(jù) 應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，繪制成位移、應(yīng)力、內(nèi)力和時(shí)間的關(guān)系曲線 (或散點(diǎn)圖 )，曲線的時(shí)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。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(shí)將量測數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦，以防丟失。 ，通過左右尺讀數(shù)控制系統(tǒng)誤差。為得到更為真實(shí)、可靠的量測數(shù)據(jù)，在監(jiān)控量測、采集數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)盡量減少各種誤差。 表 11 變形管理等級(jí) 管理等級(jí) 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(shí)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(xiàng)目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定； ② 產(chǎn)生的各項(xiàng)位移已達(dá)預(yù)計(jì)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 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(bào)監(jiān)理工程師核查，并作為竣工交驗(yàn)資料的一部分。 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(shí)間變化規(guī)律是一樣的（崩塌或淺埋除外）。 ③ Ⅰ、Ⅱ 級(jí)圍巖可按工程類比初步選定允許值范圍。 表 9 隧道周邊允許相對位移值（ % ) 圍巖級(jí)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(shí)測位移與兩測點(diǎn)間距離之比，或拱頂位移實(shí)測值與隧道寬度之比。 寧武高速公路 A5 合同段隧道監(jiān)控量測技術(shù) 實(shí) 施 方案 16 ( 4 ）隧道周壁任意點(diǎn)的實(shí)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。 ( 2 ）當(dāng)位移一時(shí)間曲線趨于平緩時(shí)，進(jìn)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。 第 四 章 隧道監(jiān)控量測數(shù)據(jù)采集、分析與應(yīng)用 原則 根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果，及時(shí)整理監(jiān)控量測中間成果報(bào)告并提交給業(yè)主，如發(fā)現(xiàn)量測數(shù)據(jù)異常及險(xiǎn)情．以異常報(bào)告或預(yù)警報(bào)告的形式向業(yè)主匯報(bào)，同時(shí)對該信息進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，給出工程措施建議。 超前預(yù)報(bào) 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(jí)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(píng)價(jià)并提出相應(yīng)的工程措施建議。 ⒀ 現(xiàn)場條件具備后，提 前 5～ 7 天通知乙方進(jìn)場。 ⑾ 提供錨固劑若干。 ⑨ 配備熟練的放炮操作員和工人 1～ 2 名?？咨硪保變?nèi)巖屑（渣）和泥漿要用水沖出孔外。 ⑥ 嚴(yán)格按要求（距離、孔深、傾角等）鉆孔。 ⑤ 鉆孔前，應(yīng)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(yīng)在同一平面上，并用紅油漆作標(biāo)記。 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)。第 1 個(gè)炮孔離同側(cè)接收器孔 20m，炮孔距 TSP 地質(zhì)預(yù)報(bào)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(tái)階等）、沒有施作襯砌的隧道?！?20176?！?10176。 圖 6 接受器孔和炮孔平面分布 TSP 超前預(yù)報(bào)施工步驟 如下： ①單隧道準(zhǔn)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(shù) 實(shí) 施 方案 14 ②準(zhǔn)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(jìn) 行放炮和采集數(shù)據(jù)； ⑥ TSP 預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)檢查； ⑦結(jié) 合地質(zhì)情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和解譯 。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(shí)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。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(dòng)態(tài)范圍，能夠?qū)⒌卣鹦盘?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 寧武高速公路 A5 合同段隧道監(jiān)控量測技術(shù) 實(shí) 施 方案 13 圖 4 TSP 巷道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng) 圖 5 TSP 地質(zhì)預(yù)報(bào)原理圖 接收器用于拾取地震信號(hào)，安裝在一 個(gè)特定的套管里。 TSP 技術(shù)特點(diǎn) 如下 ： ① 預(yù)報(bào)范圍可從 80m到 150m； ② 施工時(shí)間短，完成全部外業(yè) 收集數(shù)據(jù) 僅需 2 小時(shí)左右，可現(xiàn)場處理資料提交成果，也僅需 610 小時(shí)； ③ 對施工基本無影響，可對全巷道開展； ④ 可提供巖石動(dòng)力學(xué)參數(shù)，劃分圍巖類別； ⑤ 可確定地質(zhì)體空間位置 。 其原理是采用了回聲測量原理，如圖 5 所示，震源點(diǎn)通常布置在巷道的左或右邊墻上，一般 24 個(gè)炮點(diǎn)布成一條直線，接收點(diǎn)和炮點(diǎn)在同一水平面，在指定震源點(diǎn)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(shí)，一部分地震信號(hào)將反射回來，一 部分折射進(jìn)入前方介質(zhì)。 寧武高速公路 A5 合同段隧道監(jiān)控量測技術(shù) 實(shí) 施 方案 12 TSP 超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)實(shí)施方案 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)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?；ㄙM(fèi)大量人力物力獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù) 和信息僅僅限于低水平的應(yīng)用，起不到優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)和施工方法的目的。 隧道施工量測的目的是為了監(jiān)控，在整個(gè)隧道施工監(jiān)控量測中，監(jiān)控最為關(guān)鍵，而且監(jiān)控的難度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于量測。 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(bào)， 可以及時(shí)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(shí)間內(nèi)采取加固措施以避免安全事故的發(fā)生。 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。 根據(jù)回歸分析，如果地表下沉量超過上述標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)采取措施。 如果地面有建筑物，則最大下沉量的控制標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)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。 （ 2） 地表橫向下沉量 — 時(shí)間關(guān)系曲線。 圖 3 地表沉降測點(diǎn)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(shí)，每天 1~2 次，2Dd5D 時(shí)，每兩日量測一次，當(dāng) d5D 時(shí)，每周量測一次。在隧道中線附近布置應(yīng)密些，單洞隧道布置 見 圖 3。 寧武高速公路 A5 合同段隧道監(jiān)控量測技術(shù) 實(shí) 施