超前地質(zhì)預(yù)報

1、 一、超前地質(zhì)預(yù)報一、超前地質(zhì)預(yù)報 1、超前地質(zhì)預(yù)報工作的重要性、超前地質(zhì)預(yù)報工作的重要性 公路隧道施工開展超前地質(zhì)預(yù)報工作的重要目的是：依據(jù)施工開挖掌子面地質(zhì)情況，結(jié)合超前地質(zhì)預(yù)報信息，修改、完善設(shè)計單位提交的隧道設(shè)計施工圖中施工地質(zhì)誤差，及時預(yù)測施工前方地質(zhì)信息，為設(shè)計、施工單位安全、經(jīng)濟、合理選擇施工開挖工藝和支護(hù)體系提供依據(jù)。超前地質(zhì)預(yù)報要伴隨整個隧道施工進(jìn)程中，是隧道施工中不可缺少的一項重要工作。 2、超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)、超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù) 隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)學(xué)科是隧道施工地質(zhì)學(xué)的一門邊緣科學(xué)，隨著科學(xué)進(jìn)步的發(fā)展，探測設(shè)備的更新改進(jìn)，技術(shù)不斷的提高和完善，必將為隧道安全施工發(fā)揮更重要的

2、作用。目前隧道實施地質(zhì)預(yù)報的方法技術(shù)主要有： 1）、地面地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)體投射法 2）、斷層參數(shù)預(yù)測法 3）、開挖掌子面地質(zhì)描繪、預(yù)測法 4）、隧道地震波成像TSP、TGP（長距離探測） 5）、地質(zhì)探地雷達(dá)法（短距離探測）（GPR） 6）、水平探孔和鉆爆施工孔 7）、隧道地震波成像TST 8）、水平聲波剖面法HSP等 3、超前地質(zhì)預(yù)報方法、原理、超前地質(zhì)預(yù)報方法、原理 超前地質(zhì)預(yù)報方法是以探測設(shè)備、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集方式、解釋分析原理劃分的。 TSP、TGP、TST、HSP是通過人工激發(fā)的彈性波在現(xiàn)場獲取分析數(shù)據(jù)，再通過專門的軟件系統(tǒng)處理后再向施工單位體拱施工地質(zhì)信息的。 探地雷達(dá)是通過發(fā)送的電磁波獲

3、取分析數(shù)據(jù)的。 方法原理方法原理 探地雷達(dá)方法原理探地雷達(dá)方法原理 該方法是在開挖掌子面由發(fā)射天線向前方發(fā)射擬定的高頻電磁波，電磁波在巖石介質(zhì)中傳播時，遇到巖石介質(zhì)中的電磁性差異分界面會發(fā)生反射、透射和折射，由接收天線接收反射信號，通過專用解釋分析系統(tǒng)處理后得出地質(zhì)雷達(dá)波型剖面圖。反射波型剖面圖中的頻率(高、低)、振幅（衰 、減）、相位(連續(xù)性)變化于巖體結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)(巖體強度、硬度、裂隙發(fā)育程度、含水大小)，從而依據(jù)波型剖面圖中的頻率、相位變化特征，判斷前方不良地質(zhì)范圍和對施工的影響程度；依據(jù) 圍巖級別劃分標(biāo)準(zhǔn) 預(yù)測探測區(qū)段內(nèi)圍巖級別，為設(shè)計、施工提供依據(jù)。 TSP、TGP、TST、HS

4、P方法原理方法原理 該方法是在開挖掌子面由人工激發(fā)地震波（），地震波在巖石介質(zhì)中傳播時，遇到巖石介質(zhì)中的波阻抗分界面會發(fā)生反射、透射和折射，由接收系統(tǒng)接收反射信號，通過專用解釋分析系統(tǒng)處理后得出反射波波型剖面圖。反射波型剖面圖中的頻率(高、低)、振幅（衰 、減）、相位(連續(xù)性)變化于巖體結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)(巖體強度、硬度、裂隙發(fā)育程度、含水大小)，從而依據(jù)波型剖面圖中的頻率、相位變化特征，判斷前方不良地質(zhì)范圍和對施工的影響程度；依據(jù) 圍巖級別劃分標(biāo)準(zhǔn) 預(yù)測探測區(qū)段內(nèi)圍巖級別，為設(shè)計、施工提供依據(jù)。 現(xiàn)場工作布置技術(shù)要求（常規(guī)探測） A) 接收孔（接收器位置）距掌子面50m B) 接收孔與探測孔（

5、第一個）間距20m C)接收孔深：22.5m ，傾斜角度1020度 D)探測孔深：1.5m，傾斜角度1020度 D)探測孔間距：1m E）接收、激發(fā)孔高度：距開挖位置1m F) 接收有兩種方式，區(qū)別在單向或雙向接收，地質(zhì)復(fù)雜條件下宜采用雙向接收 G) 激發(fā)點數(shù)量：1820； 探測工作進(jìn)行前須施工單位配合完成接收、激發(fā)孔的布置工作(2個接收孔；20個激發(fā)孔)，測試時，施工單位要提供測試時間，在測試時間段要停止施工工作，確保測試工作在無干擾情況下進(jìn)行。前后要一天時間。 實測時按激發(fā)、接收順序進(jìn)行，如實記錄，如實處理，及時向設(shè)計、施工提供施工地質(zhì)信息。 該方法探測距離遠(yuǎn)，探測精度有限，適用于地質(zhì)條件

6、簡單，施工圍巖變化不大的隧道。 TSP、能提供有參考價值的力學(xué)參數(shù)。 目前最長見的也是較有效的方法是：通過地面地質(zhì)調(diào)查、開挖掌子面地質(zhì)素描預(yù)測和探地雷達(dá)法同時進(jìn)行時可預(yù)測施工前方20-40米的施工地質(zhì)信息，該方法探測準(zhǔn)確率較高，探測時占用隧道施工時間較短，易施工單位接收。工作時間15鐘左右。 3、超前地質(zhì)預(yù)報應(yīng)用技術(shù)和要求、超前地質(zhì)預(yù)報應(yīng)用技術(shù)和要求 1、隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)是一項集地質(zhì)、物探、隧道設(shè)計、施工專業(yè)于一身的綜合專業(yè)技術(shù)，擔(dān)任這項工作的技術(shù)人員必須從事地質(zhì)、物探、隧道設(shè)計、施工5年以上工作經(jīng)歷的人； 2、超前地質(zhì)預(yù)報單位接收洞內(nèi)施工地質(zhì)探測任務(wù)后要認(rèn)真了解施工圖前的勘察資料和必要的

7、地面勘察工作； 3、認(rèn)真描述掌子面地質(zhì)狀況：巖性、硬度、裂隙發(fā)育程度及部位、含水量、有無夾層、巖體破碎程度、裂隙產(chǎn)狀、巖體結(jié)構(gòu)、當(dāng)前掌子面圍巖級別。 4、采用探地雷達(dá)探測時，探測點間距要控制在10-20厘米左右；資料處理要確保采集數(shù)據(jù)的真實性和可靠性；通過探測到的波型和頻率變化并結(jié)合掌子面地質(zhì)素描圖，判斷探測段內(nèi)的巖體裂隙的發(fā)育程度，結(jié)構(gòu)特征及對施工開挖有影響的部位，注明探測段內(nèi)的圍巖變化部位及圍巖級別； 5、下次探測于上次探測要保證5米的重復(fù)段； 6、提交探測報告的時間不得超過24小時； 7、探測人員要及時到現(xiàn)場了解核對探測結(jié)果，及時調(diào)整圍巖判釋結(jié)果，正確指導(dǎo)施工。 8、復(fù)雜地段的地質(zhì)超前預(yù)

8、報工作： 復(fù)雜地段的地質(zhì)超前預(yù)報工作應(yīng)以探地雷達(dá)和水平探孔探測方法進(jìn)行，實施時，探地雷達(dá)在掌子面要認(rèn)真提取兩個斷面的以上地質(zhì)信息，水平探孔要有兩個以上的鉆孔資料，探測人員依據(jù)來自這兩個方面的資料就可以較詳細(xì)地掌握施工前方地質(zhì)，從而可提出恰如其分的施工建議。 9、施工單位要根據(jù)施工現(xiàn)場的施工地質(zhì)條件有必要配置一名專業(yè)地質(zhì)人員，及時跟蹤觀察掌子面施工圍巖變化，一有變化要及時通知超前地質(zhì)預(yù)報單位復(fù)測。做到不探不挖，探明地質(zhì)情況再挖。 10、超前地質(zhì)預(yù)報方法手段較多，具體應(yīng)用要視施工地質(zhì)條件確定， 圍巖突變強烈的隧道不宜采用方法，宜選GPR方法。 4）施工方法與施工技術(shù)建議）施工方法與施工技術(shù)建議 施

9、工方法與施工技術(shù)建議既施工建議，是隧道施工地質(zhì)工作必須完成的任務(wù)。超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)人員要以設(shè)計為基礎(chǔ)，再依據(jù)掌子面地質(zhì)狀況并結(jié)合探測地質(zhì)信息，從施工地質(zhì)角度出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)場施工機械化水平、洞室開挖斷面大小等相關(guān)因素，提出可行的施工方法和具體的施工技術(shù)。 5）超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)在廈門的應(yīng)用）超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)在廈門的應(yīng)用 廈門地區(qū)的地層主要以花崗巖、凝灰?guī)r、凝灰溶巖、紅砂巖為主。早期構(gòu)造運動的影響，施工區(qū)內(nèi)構(gòu)造破碎帶、構(gòu)造裂隙密集帶、構(gòu)造裂隙發(fā)育帶、巖體風(fēng)化帶及不可確定的不良地質(zhì)經(jīng)常以不相等的規(guī)模出現(xiàn)在已再建的隧道施工中，隧道施工開挖過程中要經(jīng)常面對，是不可回避的現(xiàn)實。 施工中防災(zāi)重點是防止因構(gòu)造破碎

10、帶引起的滑塌現(xiàn)象發(fā)生。由于施工中及時采用超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)施工前方不良地質(zhì)現(xiàn)象，及時采取安全、經(jīng)濟、合理、有效技術(shù)措施，實現(xiàn)了隧道安全、有序的快速施工，取得的成效是顯著的。 隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)學(xué)科是隧道施工地質(zhì)學(xué)的一門邊緣科學(xué)，隨著科學(xué)進(jìn)步的發(fā)展，探測設(shè)備的更新改進(jìn)，技術(shù)不斷的提高和完善，必將為隧道安全施工發(fā)揮更重要的作用。 ）存在的問題 從事超前地質(zhì)預(yù)報的技術(shù)人員大部分為非專業(yè)技術(shù)人員，專業(yè)技術(shù)單一，懂地質(zhì)不懂物探，懂地質(zhì)、物探不懂隧道設(shè)計及施工； 從事地質(zhì)工作對圍巖級別劃分不清楚； 施工現(xiàn)場的技術(shù)干部、監(jiān)理對施工地質(zhì)有的就根本不懂，就設(shè)計提供施工圖管理施工，當(dāng)圍巖發(fā)生變化時說不清

11、楚，沒有圍巖劃分標(biāo)準(zhǔn)概念； 探測地質(zhì)人員到現(xiàn)場不認(rèn)真采集數(shù)據(jù)（長的測線取的長的數(shù)據(jù)），不做地質(zhì)調(diào)查，不詳細(xì)了解地勘工作精度，不按 圍巖級別劃分標(biāo)準(zhǔn) （GB 50086）認(rèn)真確定開挖掌子面圍巖級別，不做內(nèi)業(yè)資料處理分析； 分析的人不到施工現(xiàn)場及時了解探測成果的真實性和可應(yīng)用性，不及時時校正、完善和總結(jié)提高，依靠設(shè)計劃出的圍巖級別劃出探測圍巖級別； 提出的報告經(jīng)常出現(xiàn)錯誤，施工單位有時就無法應(yīng)用，起不到指導(dǎo)施工的作用； 施工單位對預(yù)報資料不聞不問（因為看懂）； 個別監(jiān)理對施工地質(zhì)根本處于無知狀態(tài)，不研究地質(zhì)勘查報告，不研究預(yù)報資料的精度，設(shè)計給出的圍巖界限已出現(xiàn)較大誤差還在頑固執(zhí)行（不具備隧不具備

12、隧道施工監(jiān)理條件）道施工監(jiān)理條件）； 據(jù)很多成功的地質(zhì)預(yù)報資料看，現(xiàn)有的預(yù)報技術(shù)是可以查清楚施工前方地質(zhì)情況的，方法技術(shù)是可行的，是可以做好的，能滿足安全施工需要。 相關(guān)管理人員不重視，不舍得投入，人員水平素質(zhì)不過硬，不認(rèn)真去做，是做不好這項工作的。 ）超前地質(zhì)預(yù)實例 XX線至高速公路隧道標(biāo)段線至高速公路隧道標(biāo)段地質(zhì)雷達(dá)超前地質(zhì)預(yù)報報告地質(zhì)雷達(dá)超前地質(zhì)預(yù)報報告 報告頁數(shù)：報告頁數(shù)：6（含本頁）（含本頁） ZK9+000ZK9+030 報告編寫：報告編寫： 報告復(fù)核：報告復(fù)核： 報告審批：報告審批： XX工程檢測公司工程檢測公司 2013-4-15 目目 錄錄 一、工程概況一、工程概況 二、預(yù)報

13、依據(jù)二、預(yù)報依據(jù) 三、預(yù)報方法、原理及目的三、預(yù)報方法、原理及目的 四、預(yù)報范圍：四、預(yù)報范圍： 五、預(yù)報工作及技術(shù)要求五、預(yù)報工作及技術(shù)要求 六、結(jié)論及建議六、結(jié)論及建議 一、工程概況一、工程概況 隧道位于 。隧道右線起訖里程樁號YK7+424YK10+857，全長3400m，最大埋深253m，單洞設(shè)計凈寬14.50m，洞體凈高5m；隧道左線起訖起里程樁號ZK7+474ZK10+880，全長3390m，最大埋深248m，單洞設(shè)計凈寬14.50m，洞體凈高5m。本合同段擬建隧道施工地質(zhì)：進(jìn)口到分界線地層為花崗巖，施工開挖將遇到構(gòu)造裂隙發(fā)育帶、構(gòu)造裂隙密集帶、構(gòu)造裂隙破碎帶等不良地質(zhì)施工段，級和

14、級圍巖段將以不同規(guī)模交替出現(xiàn)在開挖施工過程中；構(gòu)造裂隙破碎帶對施工安全影構(gòu)造裂隙破碎帶對施工安全影響較大；構(gòu)造裂隙水對施工影響較?。粺o巖爆現(xiàn)象響較大；構(gòu)造裂隙水對施工影響較小；無巖爆現(xiàn)象；防災(zāi)重點是防止開挖掌子面坍塌、掉塊傷人、機械防災(zāi)重點是防止開挖掌子面坍塌、掉塊傷人、機械現(xiàn)象發(fā)生現(xiàn)象發(fā)生。超前地質(zhì)預(yù)報工作要伴隨整個隧道施工進(jìn)程中，是隧道施工中不可缺少的重要工作。 二、預(yù)報依據(jù)預(yù)報依據(jù) 1、公路隧道設(shè)計規(guī)范（JTG D702004） 2、公路隧道施工地質(zhì)預(yù)報規(guī)程（DB42/T 5612009） 3、 圍巖級別劃分標(biāo)準(zhǔn) （GB 50086） 4、 隧道兩階段施工圖設(shè)計 三、預(yù)報方法、原理及目的

15、三、預(yù)報方法、原理及目的 本合同段、本次采用探地雷達(dá)方法進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報，預(yù)測開挖施工前方30米范圍內(nèi)施工地質(zhì)信息。 探地雷達(dá)方法是在開挖掌子面由發(fā)射天線向前方發(fā)射擬定的高頻電磁波，電磁波在巖石介質(zhì)中傳播時，遇到巖石介質(zhì)中的電磁性差異分界面會發(fā)生反射、透射和折射，由接收天線接收反射信號，通過專用解釋分析系統(tǒng)處理后得出探測地質(zhì)雷達(dá)波型剖面圖。反射波型剖面圖中的頻率(高、低)、振幅（衰 、減）、相位(連續(xù)性)變化于巖體結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)(巖體強度、硬度、裂隙發(fā)育程度、含水大小)，從而依據(jù)波型剖面圖中的頻率、相位變化特征，判斷前方不良地質(zhì)范圍和對施工的影響程度；依據(jù) 圍巖級別劃分標(biāo)準(zhǔn) 預(yù)測探測區(qū)段內(nèi)圍

16、巖級別，為設(shè)計、施工提供依據(jù)。 四、預(yù)報范圍：四、預(yù)報范圍：ZK9+000ZK9+030 五、預(yù)報工作及技術(shù)要求五、預(yù)報工作及技術(shù)要求 探測工作內(nèi)容：初期工作、測線布置、參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)采集及處理分析、依據(jù)掌子面施工地質(zhì)情況和反射波型剖面特征分析、判斷施工前方地質(zhì)情況，繪制洞內(nèi)施工地質(zhì)縱斷面圖。 1、初期工作、初期工作 詳細(xì)了解施工現(xiàn)場施工工藝、初期支護(hù)形式和后續(xù)施工地質(zhì)情況；進(jìn)行開挖掌子面施工地質(zhì)調(diào)查并繪制地質(zhì)素描圖、使探測設(shè)備處于探測工作狀態(tài)。 1）當(dāng)前掌子面開挖工藝為臺階法，支護(hù)類型為Z4B； 2）當(dāng)前開挖掌子面施工圍巖為青灰色弱風(fēng)化花崗巖，錘擊聲較清脆，有回彈感，稍震手，較難擊碎，屬于較

17、堅硬巖。圍巖節(jié)理、裂隙較發(fā)育，無滲水，局部潮濕，碎塊狀鑲嵌結(jié)構(gòu)。施爆后拱頂圍巖穩(wěn)定性較差，無支護(hù)易掉塊，開挖施工圍巖為級。 掌子面地質(zhì)素描見附表。 3、參數(shù)設(shè)定、參數(shù)設(shè)定 依據(jù)施工單位下一步開挖施工、初期支護(hù)工作需要，本次探測參數(shù)為：測點間距：0.100.3m；記錄時窗：W=500ns；64128次疊加；采樣率：1024點道。 4、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理方法：偏移校正、背景消除、增益放大、濾波希爾伯特變換、反褶積、道間平衡、子波相干加強等技術(shù)措施，數(shù)據(jù)處理結(jié)果具有真實性和可利用性。 5、地質(zhì)雷達(dá)波型剖面圖分析、地質(zhì)雷達(dá)波型剖面圖分析 依據(jù)波型剖面圖中的頻率、相位變化特征同依據(jù)波型剖面圖中

18、的頻率、相位變化特征同時結(jié)合掌子面施工地質(zhì)情況分析：時結(jié)合掌子面施工地質(zhì)情況分析： ZK9+055ZK9+060段，電磁波反射信號呈中頻，同相軸沒有一定的連續(xù)性，說明巖體裂隙較發(fā)育，產(chǎn)狀不規(guī)則，巖體結(jié)構(gòu)為松散型； ZK9+060ZK9+067段，電磁波反射信號呈中高頻，能量增強，同相軸具有一定的連續(xù)性，說明巖體裂隙發(fā)育，產(chǎn)狀有一定的規(guī)律，裂隙局部含少量水，松散結(jié)構(gòu)型； ZK9+067ZK9+076段，電磁波反射信號突然衰減，沒有明顯的波阻抗分界面，說明巖體裂隙發(fā)育現(xiàn)象消失，強度、硬度明顯降低含水特征不明顯，疑為風(fēng)化嚴(yán)重的開挖巖體（較軟巖）。 ZK9+076ZK9+080段，電磁波反射信號突然增

19、強，同相軸連續(xù)性好，說明巖體強度、硬度明顯增強，構(gòu)造裂隙發(fā)育特征明顯節(jié)理、裂隙發(fā)育片理化，定向排列特征。 6、洞內(nèi)施工地質(zhì)縱斷面圖：、洞內(nèi)施工地質(zhì)縱斷面圖：圖圖-3 隧道左線隧道左線ZK9+055ZK9+080地質(zhì)雷達(dá)波形圖地質(zhì)雷達(dá)波形圖 六、結(jié)論及建議六、結(jié)論及建議 依據(jù)探地雷達(dá)波型剖面圖中的頻率、相位變化特征所反映的圍巖特征，參照掌子面施工地質(zhì)狀況，按 圍巖級別劃分標(biāo)準(zhǔn) （GB 50086）標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)測出施工前方施工圍巖級別如下： ZK9+055ZK9+067段圍巖為級； ZK9+067ZK9+076段圍巖為級（強風(fēng)化帶）； ZK9+076ZK9+080段圍巖為級； 施工建議：施工建議： 依

20、據(jù)公路隧道設(shè)計規(guī)范要求，確保洞內(nèi)施工安全為前提，建議： ZK9+055ZK9+060段按級圍巖施工； ZK9+060ZK9+072段按段按級圍巖施工級圍巖施工(危巖段施工危巖段施工)； ZK9+072ZK9+080段按級圍巖施工。 施工過程中的技術(shù)控制要嚴(yán)格按設(shè)計及施工規(guī)范要求進(jìn)行。施工過程中的技術(shù)控制要嚴(yán)格按設(shè)計及施工規(guī)范要求進(jìn)行。 XXX工程檢測有限公司 201X年X月XX日 8）結(jié)束語）結(jié)束語 1）隨著科技進(jìn)步的發(fā)展，洞內(nèi)超前地質(zhì)預(yù)報）隨著科技進(jìn)步的發(fā)展，洞內(nèi)超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)有了很大發(fā)展，隨著探測設(shè)備的不斷更技術(shù)有了很大發(fā)展，隨著探測設(shè)備的不斷更新、數(shù)據(jù)處理軟件功能的完善和提高，對洞新、

21、數(shù)據(jù)處理軟件功能的完善和提高，對洞內(nèi)施工圍巖級別界限的劃分及對施工安全影內(nèi)施工圍巖級別界限的劃分及對施工安全影響較大的不良地質(zhì)體范圍確定的精度越來越響較大的不良地質(zhì)體范圍確定的精度越來越搞。超前地質(zhì)預(yù)報提供的施工前方地質(zhì)信息搞。超前地質(zhì)預(yù)報提供的施工前方地質(zhì)信息作為洞內(nèi)下一部開挖施工工藝和支護(hù)體系的作為洞內(nèi)下一部開挖施工工藝和支護(hù)體系的依據(jù)已被設(shè)計、監(jiān)理、業(yè)主和施工單位認(rèn)可。依據(jù)已被設(shè)計、監(jiān)理、業(yè)主和施工單位認(rèn)可。 2）超前地質(zhì)預(yù)報預(yù)報技術(shù)種類很多，各有）超前地質(zhì)預(yù)報預(yù)報技術(shù)種類很多，各有優(yōu)缺點。在應(yīng)用上一定要以科學(xué)的態(tài)度，優(yōu)缺點。在應(yīng)用上一定要以科學(xué)的態(tài)度，要跟據(jù)施工地質(zhì)條件有針對性選則其探

22、測要跟據(jù)施工地質(zhì)條件有針對性選則其探測方法技術(shù)。針對施工隧道構(gòu)造破碎帶、構(gòu)方法技術(shù)。針對施工隧道構(gòu)造破碎帶、構(gòu)造裂隙密集帶、構(gòu)造裂隙發(fā)育帶、巖體風(fēng)造裂隙密集帶、構(gòu)造裂隙發(fā)育帶、巖體風(fēng)化嚴(yán)重及不可確定的不良地質(zhì)或有水害影化嚴(yán)重及不可確定的不良地質(zhì)或有水害影響嚴(yán)重的隧道，要采取綜合探測技術(shù)手段，響嚴(yán)重的隧道，要采取綜合探測技術(shù)手段，據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報現(xiàn)有的探測技術(shù)和所具備據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報現(xiàn)有的探測技術(shù)和所具備的探測精度，宜選則雷達(dá)、紅外線探水和的探測精度，宜選則雷達(dá)、紅外線探水和超前水平探孔綜合進(jìn)行洞內(nèi)地質(zhì)預(yù)報。超前水平探孔綜合進(jìn)行洞內(nèi)地質(zhì)預(yù)報。 3）超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)是隧道施工地質(zhì)學(xué)的一）超前地質(zhì)預(yù)報技

23、術(shù)是隧道施工地質(zhì)學(xué)的一門邊緣科學(xué)，他是地質(zhì)、物探、設(shè)計施工集門邊緣科學(xué)，他是地質(zhì)、物探、設(shè)計施工集于一身的綜合專業(yè)的技術(shù)，是控制隧道開挖、于一身的綜合專業(yè)的技術(shù)，是控制隧道開挖、支護(hù)，合理施工的重要技術(shù)控制手段，隧道支護(hù)，合理施工的重要技術(shù)控制手段，隧道施工一定在他的技術(shù)指導(dǎo)下進(jìn)行，要先探后施工一定在他的技術(shù)指導(dǎo)下進(jìn)行，要先探后挖，不探不挖，探明后再挖。顯然，地質(zhì)預(yù)挖，不探不挖，探明后再挖。顯然，地質(zhì)預(yù)報單位一定要認(rèn)清自身責(zé)任重大，作此項工報單位一定要認(rèn)清自身責(zé)任重大，作此項工作一定要派出強有力的技術(shù)工作人員進(jìn)行此作一定要派出強有力的技術(shù)工作人員進(jìn)行此項工作。項工作。 4)采用探地雷達(dá)探測時，

24、依據(jù)雷達(dá)波型剖面采用探地雷達(dá)探測時，依據(jù)雷達(dá)波型剖面圖中的頻率、振幅、相位變化特征可以間接圖中的頻率、振幅、相位變化特征可以間接判斷施工前方巖體裂隙的發(fā)育程度及裂隙含判斷施工前方巖體裂隙的發(fā)育程度及裂隙含水量對施工的影響。水量對施工的影響。 5）超前地質(zhì)預(yù)報的準(zhǔn)確度，取決于解釋人員的地）超前地質(zhì)預(yù)報的準(zhǔn)確度，取決于解釋人員的地質(zhì)、物探專業(yè)技術(shù)水平，取決日常對隧道施工圍質(zhì)、物探專業(yè)技術(shù)水平，取決日常對隧道施工圍巖變化的了解程度，取決于是否能夠掌握施工圍巖變化的了解程度，取決于是否能夠掌握施工圍巖變化特點及規(guī)律，取決于是否能及時核對判釋巖變化特點及規(guī)律，取決于是否能及時核對判釋結(jié)果、及時總結(jié)、調(diào)整

25、修正對施工圍巖判斷分析結(jié)果、及時總結(jié)、調(diào)整修正對施工圍巖判斷分析認(rèn)識，還取決于是否詳細(xì)了解了地勘勘察工作的認(rèn)識，還取決于是否詳細(xì)了解了地勘勘察工作的精度，隧道所處位置地面地形地質(zhì)特征與洞內(nèi)施精度，隧道所處位置地面地形地質(zhì)特征與洞內(nèi)施工地質(zhì)變化的內(nèi)在聯(lián)系，及時掌握監(jiān)控量測在施工地質(zhì)變化的內(nèi)在聯(lián)系，及時掌握監(jiān)控量測在施工現(xiàn)場采集反映施工過程中的圍巖動態(tài)變化信息，工現(xiàn)場采集反映施工過程中的圍巖動態(tài)變化信息，了解圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)，支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)和施工的合了解圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)，支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)和施工的合理性。超前地質(zhì)預(yù)報工作如果能按照這種工作思理性。超前地質(zhì)預(yù)報工作如果能按照這種工作思路開展工作，就能及時為設(shè)計、

26、施工提供可靠的路開展工作，就能及時為設(shè)計、施工提供可靠的施工地質(zhì)信息。施工地質(zhì)信息。 二、監(jiān)控量測二、監(jiān)控量測 監(jiān)控量測技術(shù)是新奧法隧道施工技術(shù)的重要組成部分，是地下工程設(shè)計和施工不可分割的重要組成部分?，F(xiàn)場監(jiān)控量測技術(shù)的應(yīng)用不僅促進(jìn)了施工技術(shù)水平的提高與工程施工安全的保證，而且對地下工程計算理論和設(shè)計方法的發(fā)展能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。 1、地下工程監(jiān)控量測的必要性及作用、地下工程監(jiān)控量測的必要性及作用 地下不同于地面工程，無論設(shè)計和施工，都受復(fù)雜地下不同于地面工程，無論設(shè)計和施工，都受復(fù)雜多變的地質(zhì)條件影響。在地下工程建設(shè)的各個時期，多變的地質(zhì)條件影響。在地下工程建設(shè)的各個時期，地質(zhì)情況都是很難徹底

27、弄清楚的，而施工過程中的地質(zhì)情況都是很難徹底弄清楚的，而施工過程中的監(jiān)控量測所得到的數(shù)據(jù)和信息是各種地質(zhì)因素和工監(jiān)控量測所得到的數(shù)據(jù)和信息是各種地質(zhì)因素和工程因素的綜合反映，在邊設(shè)計、邊施工、邊量測這程因素的綜合反映，在邊設(shè)計、邊施工、邊量測這種動態(tài)工程活動中，種動態(tài)工程活動中， 對量測所得到的信息加以分析利用，就可實現(xiàn)設(shè)計對量測所得到的信息加以分析利用，就可實現(xiàn)設(shè)計方案和施工質(zhì)量的最優(yōu)化，也就可安全、經(jīng)濟、合方案和施工質(zhì)量的最優(yōu)化，也就可安全、經(jīng)濟、合理地進(jìn)行施工過程的管理。理地進(jìn)行施工過程的管理。因此，地下工程開展現(xiàn)場監(jiān)控量測工作是非常重要的、也是必須的。我國錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范專門

28、規(guī)定了洞室進(jìn)行監(jiān)控量測的相關(guān)條件，實施時，可按設(shè)計要求進(jìn)行。 現(xiàn)場監(jiān)控量測的主要作用：1）掌握圍巖動態(tài)和支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，根據(jù)量測結(jié)果作出科學(xué)的判斷，修改設(shè)計，指導(dǎo)施工，選擇合理的施工方法和工程措施；2）根據(jù)量測結(jié)果，進(jìn)行必要的反饋和預(yù)測，檢驗支護(hù)措施和襯砌結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性，預(yù)測事故和險情，以便及時采取措施防患于未然；3）積累資料，為以后的類似工程設(shè)計提供類比依據(jù)；4）分析和總結(jié)各種監(jiān)控資料，為確定隧道安全提供可靠的信息。 2、監(jiān)控量測按現(xiàn)場獲取信息分類、監(jiān)控量測按現(xiàn)場獲取信息分類 監(jiān)控量測在施工現(xiàn)場采集反映施工過程中的圍巖動態(tài)監(jiān)控量測在施工現(xiàn)場采集反映施工過程中的圍巖動態(tài)變化信息，據(jù)以

29、判斷圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)，以及鎖定支護(hù)變化信息，據(jù)以判斷圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)，以及鎖定支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)和施工的合理性，從而進(jìn)行修改設(shè)計，指導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)和施工的合理性，從而進(jìn)行修改設(shè)計，指導(dǎo)施工，確保施工安全，并為今后的工程設(shè)計提供指導(dǎo)。施工，確保施工安全，并為今后的工程設(shè)計提供指導(dǎo)。因此，監(jiān)控量測工作目的就是要及時掌握圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性狀態(tài)的變化信息，根據(jù)信息類型的不同，可將監(jiān)控量測分為三類： 1）目測觀測：）目測觀測：現(xiàn)場對圍巖的完整程度和破碎程度情況及洞室周邊變形、支護(hù)結(jié)構(gòu)開裂破壞等現(xiàn)象進(jìn)行觀察，以此判斷圍巖的穩(wěn)定情況。 2）位移量測：）位移量測：現(xiàn)場通過測試設(shè)備獲取洞室周邊位移、圍巖內(nèi)位移、地表下沉等

30、與圍巖和結(jié)構(gòu)變形有關(guān)的位移信息而進(jìn)行的現(xiàn)場監(jiān)控量測。位移量測是應(yīng)用較廣且值得推薦的必測項目，因為周邊位移最能反映圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)性狀態(tài)的變化，測試設(shè)備簡單易于操作。 3)應(yīng)力量測應(yīng)力量測:現(xiàn)場通過專門量測設(shè)備為獲取圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的接觸應(yīng)力(荷載)、圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)、錨桿軸力等信息而 進(jìn)行的監(jiān)控量測。應(yīng)力量測是施工中選側(cè)項目，可視設(shè)計要求進(jìn)行。 3、監(jiān)控量測按現(xiàn)場監(jiān)控對象分類、監(jiān)控量測按現(xiàn)場監(jiān)控對象分類 現(xiàn)場監(jiān)測是在工程施工以至運營期間，對工程有影響的不良地質(zhì)現(xiàn)象、圍巖力學(xué)性狀態(tài)和地下水等進(jìn)行監(jiān)測，其目的是確保工程的正常施工和運營。從現(xiàn)場監(jiān)控對象劃分： 1）施工條件和有關(guān)外荷載作用

31、下圍巖力學(xué)性狀變化的監(jiān)測。如巖土體中的應(yīng)力量測、圍巖變形和位移量測、圍巖壓力觀測、孔隙水壓力觀測等。 2）對施工或運營期間支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)性狀的監(jiān)測。如錨桿軸力、鋼架內(nèi)力、襯砌裂縫等。 3）對環(huán)境條件的監(jiān)測。在施工過程中產(chǎn)生的爆破震動、噪聲和污染對相鄰結(jié)構(gòu)物、工程設(shè)施、不良地質(zhì)部位、當(dāng)?shù)馗浇吹挠绊懕O(jiān)測。這項工作很重要，施工單位一定要高度重視，特別是在城市中進(jìn)行施工的單位一定要做好這項工作，掌握充分?jǐn)?shù)據(jù)，施工中產(chǎn)生的各種影響不超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值（允許范圍內(nèi)）。 4、位移量測：、位移量測： 地下工程開挖所引起的圍巖變形，最直觀得表現(xiàn)就是洞室凈空的收斂變化。洞室凈空變化值是指周邊兩個固定相對點連線上的

32、相對位移值，通常稱為收斂，它是判斷圍巖動態(tài)最直觀和最重要的量測信息，是現(xiàn)場監(jiān)控量測中的主要工作內(nèi)容。因此，在洞室開挖后，依據(jù)規(guī)范或設(shè)計要求要進(jìn)行圍巖和支護(hù)的位移測量，主要獲取洞室周邊位移收斂值、拱頂下沉量數(shù)據(jù)。為了判定洞室開挖對地面建筑的影響程度和范圍，及時掌握地表下沉規(guī)律，還續(xù)進(jìn)行地表下沉監(jiān)測。為了分析開挖后圍巖力學(xué)形態(tài)變化，還要進(jìn)行圍巖內(nèi)部位移測量（選側(cè)項目）。 1）收斂測量）收斂測量 洞室圍巖位移有絕對位移與相對位移之分，絕對位移量測需要較長時間進(jìn)行觀測，由于受施工條件限制，一般不進(jìn)行。一般情況下，只需及時了解圍巖相對位移的變化，相應(yīng)地采取有針對性技術(shù)措施，確保施工安全。因此，現(xiàn)場測量重

33、點放在相對位移測量，測量洞室周邊位移收斂值。 1、收斂量測測線布置、測線間距、數(shù)量可視施工地質(zhì)條件及開挖洞室斷面大小、形態(tài)確定，通常按設(shè)計要求進(jìn)行。 2、量測斷面間距、測點的埋設(shè)時間、監(jiān)測頻率視施工地質(zhì)條件確定。地質(zhì)條件較差地段，斷面間距控制在10米，危巖施工段要加密，監(jiān)測頻率也要加密；在施工初期，為了初步掌握圍巖的變化動態(tài)，應(yīng)縮小斷面間距，可根據(jù)收斂值進(jìn)行調(diào)整其斷面間距；初期觀測數(shù)據(jù)非常重要，觀測點應(yīng)設(shè)置具掌子面1米范圍內(nèi)，并在開挖后進(jìn)行不間斷的反復(fù)觀測，連續(xù)觀測3次的誤差要小于0.18mm時，方可進(jìn)行下一循環(huán)的爆破開挖施工。 3、量測設(shè)備及量測方法：位移測量有收斂計和位移側(cè)桿，應(yīng)用較多的是

34、收斂計，收斂計種類較多，對使用何種收斂計沒有要求，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集要按相關(guān)施工規(guī)范操作，確保采集數(shù)據(jù)的真實性、可靠性和可應(yīng)用性，及時提供確保施工安全的、有指導(dǎo)施工意義和有價值的測試信息。 2）拱頂下沉測量）拱頂下沉測量 拱頂下沉測量也屬位移量測，把洞室拱頂內(nèi)壁的絕對下沉量數(shù)據(jù)值稱之為拱頂下沉值，單位時間內(nèi)拱頂下沉值稱之為下沉速度。對于埋深較淺、固結(jié)程度低的地層和水平成層的地層，拱頂下沉量的觀測非常重要，其觀測數(shù)據(jù)是判斷支護(hù)效果、指導(dǎo)施工工序、保證施工質(zhì)量和施工安全的最直觀基礎(chǔ)資料，繼續(xù)施工的重要依據(jù)。 （1）拱頂下沉測量的測線布置、測線間距、測點間距、探測頻率要視施工現(xiàn)場地質(zhì)條件和設(shè)計要求進(jìn)行，實測是要按相關(guān)規(guī)范進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，確保采集數(shù)據(jù)的真實性、可靠性和可應(yīng)用性，及時提供確保施工安全的、有指導(dǎo)施工意義和有價值的測試信息。 (2)技術(shù)要求:對于連拱隧道觀測的斷面間距、位置有特殊的要求，每