某高速公路隧道群施工監(jiān)控方案

1、. PAGE ：.；PAGE 26 *高速公路*合同段隧道群 TOC o 1-3 p h z u HYPERLINK l _Toc238725574 一、工程概略 PAGEREF _Toc238725574 h 2 HYPERLINK l _Toc238725575 二、隧道群監(jiān)控量測實(shí)施大綱 PAGEREF _Toc238725575 h 3 HYPERLINK l _Toc238725576 1、監(jiān)控編制根據(jù) PAGEREF _Toc238725576 h 3 HYPERLINK l _Toc238725577 2、監(jiān)測意義和目的 PAGEREF _Toc238725577 h 3 HYP

2、ERLINK l _Toc238725578 3、監(jiān)控量測任務(wù)的組織機(jī)構(gòu) PAGEREF _Toc238725578 h 4 HYPERLINK l _Toc238725579 4、隧道監(jiān)控量測的內(nèi)容 PAGEREF _Toc238725579 h 5 HYPERLINK l _Toc238725580 5、隧道群監(jiān)控量測儀器 PAGEREF _Toc238725580 h 5 HYPERLINK l _Toc238725581 6、監(jiān)控量測的方法及手段 PAGEREF _Toc238725581 h 6 HYPERLINK l _Toc238725582 6.1 必測工程 PAGEREF _

3、Toc238725582 h 6 HYPERLINK l _Toc238725583 6.2 選測工程 PAGEREF _Toc238725583 h 8 HYPERLINK l _Toc238725584 7、斷面布置原那么 PAGEREF _Toc238725584 h 18 HYPERLINK l _Toc238725585 8、 監(jiān)控量測信息的采集、整理、分析、處置及反響系統(tǒng) PAGEREF _Toc238725585 h 19 HYPERLINK l _Toc238725586 8.1、數(shù)據(jù)采集 PAGEREF _Toc238725586 h 19 HYPERLINK l _Toc2

4、38725587 8.2、實(shí)測資料的整理 PAGEREF _Toc238725587 h 20 HYPERLINK l _Toc238725588 8.3、實(shí)測資料分析、信息反響與預(yù)告 PAGEREF _Toc238725588 h 20 HYPERLINK l _Toc238725589 監(jiān)測警戒值也可由設(shè)計(jì)單位提出，經(jīng)有關(guān)單位認(rèn)可后執(zhí)行。 PAGEREF _Toc238725589 h 22 HYPERLINK l _Toc238725590 9、監(jiān)控量測任務(wù)質(zhì)量的保證措施 PAGEREF _Toc238725590 h 22 HYPERLINK l _Toc238725591 10、 平

5、安保證及環(huán)保措施 PAGEREF _Toc238725591 h 23 HYPERLINK l _Toc238725592 11、 監(jiān)控資料提交 PAGEREF _Toc238725592 h 23 HYPERLINK l _Toc238725593 12、 監(jiān)控量測任務(wù)制度 PAGEREF _Toc238725593 h 24 HYPERLINK l _Toc238725594 四、擬投入本監(jiān)控工程的儀器設(shè)備 PAGEREF _Toc238725594 h 24 HYPERLINK l _Toc238725595 五、擬投入本監(jiān)控工程的主要技術(shù)人員 PAGEREF _Toc238725595

6、 h 25 HYPERLINK l _Toc238725596 六、監(jiān)控費(fèi)用 PAGEREF _Toc238725596 h 25 HYPERLINK l _Toc238725597 七、結(jié)語 PAGEREF _Toc238725597 h 26監(jiān)測單位：*xx一、工程概略*高速公路*合同段全線分布著隧道7座隧道，左右幅合計(jì)長度為8057.5m，隧道建筑限界凈高均為5m，限界凈寬均為10.25m。隧道群圍巖主要由、級構(gòu)成，隧道群規(guī)模及地質(zhì)概略詳見表2。表2 隧道概略表序號隧道稱號起止樁號隧道長度m分段樁號布置 方式地質(zhì)概略1左洞172小凈距弱風(fēng)化薄中厚層狀泥質(zhì)粉砂巖，圍巖級別主要為級 右洞16

7、2.74分別式2左洞244分別式弱風(fēng)化薄中厚層狀泥質(zhì)粉砂巖，圍巖級別主要為、級右洞216.83左洞491分別式弱風(fēng)化薄中厚層狀泥質(zhì)粉砂巖，圍巖級別主要為、級右洞4794左洞1205分別式弱風(fēng)化薄中厚層狀泥質(zhì)粉砂巖，圍巖級別主要為、級右洞12005左洞982分別式弱風(fēng)化薄中厚層狀泥質(zhì)粉砂巖，圍巖級別主要為、級右洞9656左洞340分別式弱風(fēng)化薄中厚層狀泥質(zhì)粉砂巖，圍巖級別主要為級右洞3207左洞647分別式弱風(fēng)化薄中厚層狀泥質(zhì)粉砂巖，圍巖級別主要為、級小凈距右洞633分別式小凈距8合計(jì)8057二、隧道群監(jiān)控量測實(shí)施大綱1、監(jiān)控編制根據(jù)1JTJ042-942JTG D70-20043)JTG F8

8、0/120044*高速公路施工圖設(shè)計(jì)文件2、監(jiān)測意義和目的隧道監(jiān)控量測作為新奧法的三大中心之一，對評價(jià)隧道施工方法的可行性、設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性，了解隧道施工實(shí)踐圍巖級別及其變形特性等可以提供準(zhǔn)確、及時(shí)的根據(jù)，對隧道二次襯砌的施作時(shí)間具有決議性意義；因此，它是保證隧道建立勝利的重要手段。隧道監(jiān)控量測的主要義務(wù)應(yīng)做到提高平安性，修正設(shè)計(jì)、指點(diǎn)施工、積累建立閱歷，并經(jīng)過對實(shí)測數(shù)據(jù)的現(xiàn)場分析、處置，及時(shí)向施工方、監(jiān)理方、設(shè)計(jì)方和業(yè)主提供分析資料。對直接效力*隧道群施工具有重要現(xiàn)實(shí)意義。本次新奧法監(jiān)控隧道監(jiān)測的主要目的為：1經(jīng)過圍巖地質(zhì)情況和支護(hù)情況描畫，對圍巖進(jìn)展合理的分類及對穩(wěn)定性進(jìn)展合理的評價(jià)。2對

9、隧道拱頂下沉周邊收斂位移進(jìn)展監(jiān)測，根據(jù)量測數(shù)據(jù)確認(rèn)圍巖的穩(wěn)定性，判別支護(hù)效果，指點(diǎn)施工工序預(yù)防坍塌，保證施工平安。3對周邊收斂位移進(jìn)展監(jiān)測，根據(jù)變形的速率及量值判別圍巖的穩(wěn)定程度，選擇適當(dāng)?shù)亩r支護(hù)時(shí)機(jī)，指點(diǎn)現(xiàn)場施工。4地表下沉。對隧道埋深較淺段進(jìn)展地表沉降監(jiān)測，斷定隧道開挖對地表的影響，與拱頂下沉數(shù)據(jù)相互應(yīng)證。5經(jīng)過測定錨桿長度和注漿豐滿度，檢測錨桿長度和注漿效果。6選測組合。經(jīng)過對圍巖壓力、鋼支撐應(yīng)力、襯砌應(yīng)力等選測工程的監(jiān)測判別圍巖穩(wěn)定性及支護(hù)效果，反響設(shè)計(jì)，指點(diǎn)現(xiàn)場施工。3、監(jiān)控量測任務(wù)的組織機(jī)構(gòu)針對本工程監(jiān)測工程的特點(diǎn)，隧道監(jiān)控現(xiàn)場組織及分工如以下圖所示，監(jiān)控現(xiàn)場組織由現(xiàn)場監(jiān)測人員、

10、技術(shù)分析人員組成?，F(xiàn)場監(jiān)測人員、技術(shù)分析人員根據(jù)合同和規(guī)范要求完成日常監(jiān)測及資料整理、技術(shù)分析及施工預(yù)測，見圖3.3。圖3.3 隧道群監(jiān)控量測任務(wù)組織機(jī)構(gòu)圖4、隧道監(jiān)控量測的內(nèi)容1必測工程地質(zhì)和初期支護(hù)情況察看程度收斂拱頂下沉錨桿軸力量測2選測工程巖層內(nèi)部位移洞內(nèi)設(shè)點(diǎn)噴層、二襯內(nèi)部應(yīng)力，圍巖與噴層、噴層與二襯間接觸壓力仰拱沉降鋼支撐內(nèi)力5、隧道群監(jiān)控量測儀器在隧道監(jiān)控量測中，儀器的選擇決議著能否獲得準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)，甚至決議著監(jiān)控任務(wù)能否順利的完成，本次所要監(jiān)控隧道數(shù)量多、量測任務(wù)量大，因此各類檢測設(shè)備均經(jīng)過檢查、標(biāo)定，確保測試的結(jié)果準(zhǔn)確可靠，量測儀器詳見表3.5。表3.5 隧道群監(jiān)控量測工程及

11、儀器表序號量測工程儀器設(shè)備測試目的必測項(xiàng)目1地質(zhì)及初期支護(hù)情況察看地質(zhì)羅盤等開挖面掌子面的穩(wěn)定性及襯砌的穩(wěn)定性：巖質(zhì)、斷層破碎帶、蛻變帶等的形狀把握：當(dāng)初圍巖分類的再評價(jià)2拱頂下沉高精度水準(zhǔn)儀監(jiān)測拱頂?shù)慕^對下沉量，了解斷面的變外形狀，判別拱頂?shù)姆€(wěn)定性。3程度收斂收斂計(jì)根據(jù)變位量、變位速度、變位收斂情況、斷面變位形狀判別：1圍巖穩(wěn)定性；2初支的設(shè)計(jì)施工妥當(dāng)性；3二襯施工的合理時(shí)間。4錨桿軸力量測錨桿測力計(jì)及拉拔器監(jiān)控量測錨桿內(nèi)部受力情況，判別錨桿的任務(wù)情況。選測項(xiàng)目5圍巖內(nèi)部位移 洞內(nèi)設(shè)點(diǎn)洞內(nèi)鉆孔中安設(shè)多點(diǎn)桿式或鋼絲式位移計(jì)了解隧道圍巖的松弛區(qū)、位移量及圍巖應(yīng)力分布，為準(zhǔn)確判別圍巖的變化開展提供

12、數(shù)據(jù)。6噴層、二襯內(nèi)部應(yīng)力，圍巖與噴層、噴層與二襯間接觸壓力壓力盒、應(yīng)力計(jì)、鋼筋計(jì)判別圍巖穩(wěn)定性及支護(hù)效果、反響設(shè)計(jì)，指點(diǎn)現(xiàn)場施工7仰拱沉降水準(zhǔn)儀、塔尺與拱頂下沉對比，間接反映隧道的穩(wěn)定及隧道拱部以上圍巖的運(yùn)動(dòng)情況。8鋼支撐內(nèi)力鋼筋計(jì)量測型鋼支撐內(nèi)應(yīng)力，推斷作用在型鋼支撐上的壓力大小。判別型鋼支撐尺寸、間距及設(shè)置型鋼支撐的必要性6、監(jiān)控量測的方法及手段對量測測點(diǎn)的科學(xué)布置是監(jiān)控丈量方案設(shè)計(jì)的又一關(guān)鍵問題。本次監(jiān)控重點(diǎn)監(jiān)測圍巖質(zhì)量差或部分不穩(wěn)定塊體、節(jié)理或地下水發(fā)育地段，以及特殊工程部位(如洞口處)。監(jiān)測點(diǎn)的安裝埋設(shè)應(yīng)盡能夠接近隧道掌子面，以便盡能夠完好獲得圍巖開挖后初期力學(xué)形狀變化和變形情況。

13、詳細(xì)量測方法如下：6.1 必測工程1地質(zhì)及初期支護(hù)情況察看地質(zhì)和初期支護(hù)情況察看分為開挖任務(wù)面察看和已施工區(qū)段察看兩部分。開挖任務(wù)面察看在每次開挖后進(jìn)展，經(jīng)過肉眼察看、地質(zhì)羅盤和錘擊檢查，及時(shí)判別圍巖級別能否與設(shè)計(jì)相符，內(nèi)容包括圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育情況、任務(wù)面穩(wěn)定形狀、風(fēng)化蛻變情況、斷層分布、初期支護(hù)效果及丈量地下涌水情況等，每5m必需填寫一張圍巖施工地質(zhì)記錄卡片。 已施工區(qū)段察看每天進(jìn)展一次，內(nèi)容包括放射混凝土、錨桿、鋼架的情況。每次察看除進(jìn)展相關(guān)的記錄外，均進(jìn)展數(shù)碼拍照，并及時(shí)整理成檔。2拱頂下沉量測測點(diǎn)布設(shè)：圖6.1-1 測點(diǎn)布置圖拱頂下沉量測是在隧道開挖毛洞的拱頂及軸線左右各2m處設(shè)置3個(gè)

14、帶掛鉤的膨脹螺釘作為測樁，測樁埋設(shè)深度30cm，鉆孔直徑42；埋設(shè)前先用小型鉆機(jī)在待測部位成孔，然后將膨脹螺釘擰緊即可。對于穩(wěn)定性較差的圍巖，測樁可在錨噴支護(hù)后布置，量測時(shí)可借用鋼尺式收斂計(jì)及附帶掛鉤掛在測點(diǎn)上穩(wěn)定后用高精度水準(zhǔn)儀量測，如圖6.1所示：3程度收斂位移量測測點(diǎn)布設(shè)：程度收斂位移量測是最根本的主要量測工程之一，各測點(diǎn)在防止爆破作業(yè)破壞測點(diǎn)的前提下，盡能夠接近任務(wù)面埋設(shè)，普通為0.52m，并在下一次爆破循環(huán)前獲得初始讀數(shù)。初讀數(shù)在開往后12h內(nèi)讀取，最遲不超越24h，而且在下一循環(huán)開挖前，完成初期變形值得讀數(shù)。在預(yù)設(shè)點(diǎn)的斷面,隧道開挖爆破以后,沿隧道周邊部位分別埋設(shè)測線、測樁，測樁埋

15、設(shè)深度30cm，鉆孔直徑42，埋設(shè)前先用小型鉆機(jī)在待測部位成孔，然后將膨脹螺釘擰緊即可量測。隧道采用臺(tái)階法施工時(shí)每斷面布設(shè)上下2條測線、測樁每斷面2對共4根，見圖6.1-2。假設(shè)采用全斷面開挖，那么設(shè)1條測線，共2根測樁。采用鋼尺式收斂計(jì)來量測程度收斂變形，見圖6.1-3。圖6.1-3 全斷面法程度收斂測點(diǎn)布置圖圖6.1-2 臺(tái)階法程度收斂測點(diǎn)布置圖4錨桿軸力量測采用錨桿軸力計(jì)進(jìn)展量測，在錨桿待測部位并聯(lián)焊接軸力計(jì)，焊接時(shí)應(yīng)對軸力計(jì)采取降溫措施。錨桿量測的數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場情況確定。錨桿拉拔力測試采用錨桿拉拔儀。圖6.2 隧道監(jiān)控量測斷面布置表示圖錨桿長度及砂漿豐滿度量測采用MJ-2錨桿檢測儀。6.

16、2 選測工程以下監(jiān)測工程根據(jù)實(shí)踐需求布置，見圖6.2圍巖內(nèi)部位移用于監(jiān)測隧道圍巖的徑向位移分布和松弛區(qū)域范圍，獲得決議錨桿長度的判別資料、隧道每一量測斷面布設(shè)35組測點(diǎn)。儀器設(shè)備多點(diǎn)位移運(yùn)用4點(diǎn)鉆孔伸長計(jì)進(jìn)展量測。它由四個(gè)鉆孔錨頭、四根量測鋼絲、一個(gè)測筒、四個(gè)電感式傳感器和它的量測儀器數(shù)字位移計(jì)組成。測點(diǎn)安裝在預(yù)定量測部位，用特制直徑140mm鉆頭，鉆一深40cm的鉆孔，然后再在此鉆孔內(nèi)鉆一同心的直徑為48mm的小孔，孔深由實(shí)驗(yàn)要求確定，鉆孔要求平直，并用水沖洗干凈；矯直鋼絲，并截成預(yù)定長度，將鋼絲銜接在鉆孔錨頭上； 把錨頭末端插入安裝桿，然后將錨頭推進(jìn)到預(yù)定深度，在操作時(shí)要留意定向，防止安裝

17、桿旋轉(zhuǎn)，千萬不能將安裝桿后退，以免安裝桿和錨頭零落；緊固錨頭，假設(shè)用楔形彈簧式錨頭，那么用3050公斤力拉鋼絲，假設(shè)錨頭不滑動(dòng)，即可以為錨頭曾經(jīng)鎖緊；假設(shè)用緊縮木錨頭，那么等待緊縮木吸水膨脹后，亦用3050公斤力拉鋼絲，假設(shè)拉不動(dòng)，那么可以為錨頭曾經(jīng)緊固；反復(fù)以上2、3、4操作步驟，安裝剩余錨頭，每根鋼絲必需穿過楔形彈簧式錨頭上的環(huán)或緊縮木錨頭中間的鐵管，要留意防止鋼絲相互纏繞；把與各錨頭銜接的鋼絲分別穿過測筒上的各個(gè)導(dǎo)桿，并把測筒的上筒用固定螺絲、木楔及水泥砂漿固定在孔內(nèi)，然后拉緊鋼絲，并用螺母夾緊在各個(gè)導(dǎo)桿上，這時(shí)要留意調(diào)整導(dǎo)桿間隔 ，使之有15mm的伸長量；把下筒與上筒相接，并用木楔塞緊

18、，假設(shè)是電測下筒，還需仔細(xì)安裝，調(diào)整電感式位移傳感器的量程，并引出電纜，蓋上蓋板。當(dāng)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)分開挖面很近時(shí)，必需采取防護(hù)措施，以防止爆破飛石損壞電纜及測筒；開場初讀數(shù)假設(shè)用百分表測讀，應(yīng)每次翻開蓋板。為保證讀數(shù)的穩(wěn)定性，第一次讀數(shù)的建立應(yīng)不小于24小時(shí)； 開場階段，每天應(yīng)至少進(jìn)展一次測度測讀，隨著開挖面的遠(yuǎn)離，測讀間隔時(shí)間可以酌情延伸。量測與計(jì)算將鉆孔伸縮計(jì)測筒上的電感式位移傳感器與數(shù)字位移計(jì)銜接，并翻開位移計(jì)電源開關(guān)，即可進(jìn)展讀數(shù)。然后根據(jù)實(shí)踐位移與讀數(shù)的標(biāo)定數(shù)字回歸方程，即可算出鉆孔伸縮計(jì)四個(gè)測點(diǎn)的實(shí)踐位移。注：洞內(nèi)埋設(shè)那么改為機(jī)械式。仰拱沉降監(jiān)測內(nèi)容：監(jiān)測內(nèi)容包括洞口地表情況、地表沉降的察

19、看?；c(diǎn)布設(shè)：根據(jù)隧道施工情況選擇隧道地表下沉量測斷面，每個(gè)斷面各布置711個(gè)地表下沉量測點(diǎn)。測點(diǎn)布設(shè)：在測點(diǎn)位置挖長、寬、深均為200mm的坑，然后放入地表測點(diǎn)預(yù)埋件自制，測點(diǎn)普通采用2030mm、200300mm的平圓頭鋼筋制成，測點(diǎn)周圍用砼填實(shí)，待砼固結(jié)后即可量測。量測：用高精度全站儀進(jìn)展觀測。要求：a觀測應(yīng)在儀器檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)展，且防止在測站和標(biāo)尺有振動(dòng)時(shí)進(jìn)展；b盡量選擇在每一天同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)展觀測。觀測堅(jiān)持四固定原那么，即：施測人員固定，測站位置固定，丈量延續(xù)時(shí)間固定，施測順序固定，且應(yīng)每隔30天用精細(xì)水準(zhǔn)丈量的方法進(jìn)展基點(diǎn)與水準(zhǔn)點(diǎn)的聯(lián)測，其誤差不得超越0.5nmmn為測站數(shù)。數(shù)據(jù)簡

20、要分析：可繪制時(shí)間-位移與間隔 位移圖，曲線正常那么闡明位移隨施工的進(jìn)展?jié)u趨穩(wěn)定。假設(shè)出現(xiàn)反常，出現(xiàn)反彎點(diǎn)，闡明地表下沉出現(xiàn)點(diǎn)驟添加景象，闡明圍巖和支護(hù)已呈不穩(wěn)情況，應(yīng)立刻采取措施。與拱頂下沉對比，間接反映隧道的穩(wěn)定及隧道拱部以上圍巖的運(yùn)動(dòng)情況。圖3 洞口處地表下沉量測范圍及測點(diǎn)布置表示圖 量測圍巖壓力包括圍巖與初支之間、初支與二襯之間壓力盒布設(shè)在圍巖與初襯之間，即測得圍巖壓力；壓力盒布設(shè)在初襯與二襯之間，即測得兩層支護(hù)間壓力。測點(diǎn)布設(shè)：應(yīng)把測點(diǎn)布設(shè)在具有代表性的斷面的關(guān)鍵部位上如拱頂、拱腰、拱腳、邊墻仰拱等，并對各測點(diǎn)逐一進(jìn)展編號。埋設(shè)壓力盒時(shí)，要使壓力盒的受壓面向著圍巖。在隧道壁面，當(dāng)測圍

21、巖施加給噴砼層的徑向壓力時(shí)，先用水泥砂漿或石膏把壓力盒固定在巖面上，再謹(jǐn)慎施作噴砼層，不要使噴砼與壓力盒之間有間隙，保證圍巖與壓力盒受壓面貼緊。鋼支撐內(nèi)力每環(huán)格柵鋼拱架布設(shè)鋼筋計(jì)，分別沿鋼架的內(nèi)外邊緣成對布設(shè)。安裝前，在鋼拱架待測部位并聯(lián)焊接鋼弦式鋼筋計(jì)，在焊接過程中留意對鋼筋計(jì)淋水降溫，然后將鋼拱架由工人搬至洞內(nèi)立好，計(jì)下鋼筋計(jì)型號，并將鋼筋計(jì)編號，用透明膠布將寫在紙上的編號嚴(yán)密粘貼在導(dǎo)線上。留意將導(dǎo)線集結(jié)成束維護(hù)好，防止在洞內(nèi)被施工所破壞。根據(jù)鋼筋計(jì)的頻率軸力標(biāo)定曲線可將量測數(shù)據(jù)來直接換算出相應(yīng)的軸力值，然后根據(jù)鋼筋混凝土構(gòu)造有關(guān)計(jì)算方法可算出鋼筋軸力計(jì)所在的拱架斷面的彎矩，并在隧道橫斷面

22、上按一定的比例把軸力、彎矩值點(diǎn)畫在各鋼筋計(jì)分布位置，并將各點(diǎn)銜接構(gòu)成隧道鋼拱架軸力及彎矩分布圖。對于型鋼鋼拱架，用鋼外表應(yīng)變計(jì)或鋼筋應(yīng)力計(jì)，其他與格柵鋼拱架的鋼筋計(jì)量測法一樣。襯砌應(yīng)力量測在襯砌的內(nèi)外層鋼筋中成對布設(shè)。安裝前，在主筋待測部位并聯(lián)焊接鋼弦式應(yīng)力計(jì)，在焊接過程中留意對應(yīng)力計(jì)淋水降溫，計(jì)下應(yīng)力計(jì)型號，并將應(yīng)力計(jì)編號，用透明膠布將寫在紙上的編號嚴(yán)密粘貼在導(dǎo)線上。留意將導(dǎo)線集結(jié)成束維護(hù)好，防止在洞內(nèi)被施工所破壞。根據(jù)應(yīng)力計(jì)的頻率軸力標(biāo)定曲線可將量測數(shù)據(jù)來直接換算出相應(yīng)的軸力值，然后根據(jù)鋼筋混凝土構(gòu)造有關(guān)計(jì)算方法可算出應(yīng)力計(jì)所在斷面的軸力、彎矩，并在隧道橫斷面上按一定的比例把軸力、彎矩值點(diǎn)

23、畫在各應(yīng)力計(jì)分布位置，并將各點(diǎn)銜接構(gòu)成隧道軸力及彎矩分布圖。地質(zhì)超前預(yù)告A、隧道地質(zhì)超前預(yù)告任務(wù)原理隧道地質(zhì)超前預(yù)告的任務(wù)原理是利用在隧道圍巖內(nèi)以陳列方式激發(fā)彈性波，彈性波在向三維空間傳播的過程中，遇到聲阻抗界面，即地質(zhì)巖性變化的界面、構(gòu)造破碎帶、巖溶和巖溶發(fā)育帶、煤層采空區(qū)等，會(huì)產(chǎn)生彈性波的反射景象，這種反射回波被隧道圍巖內(nèi)的檢波安裝接納下來，經(jīng)過數(shù)據(jù)處置，從中拾取掌子面前方的反射波信息，到達(dá)預(yù)告界面位置和規(guī)模的目的。在隧道地質(zhì)預(yù)告的采集任務(wù)中，同時(shí)采集三個(gè)分量的地震波，即隧道圍巖的縱波Vp、橫波Vsh和橫波Vsv，構(gòu)造或巖溶發(fā)育帶內(nèi)假設(shè)充水，根據(jù)水有利于縱波傳播而不利于橫波傳播的道理，那么

24、會(huì)呵斥縱、橫波反射能量方面的差別，采集彈性波的這種信息那么可據(jù)此作出構(gòu)造帶能否充水的結(jié)論。B、儀器設(shè)備隧道地質(zhì)超前預(yù)告采用TGP12地質(zhì)超前預(yù)告儀，該儀器可以預(yù)測隧道圍巖中對掌子面前方100200米范圍內(nèi)的巖性變化、斷層、破碎帶、巖溶發(fā)育帶以及它們的產(chǎn)狀、規(guī)模和前方巖層的含水特性作出預(yù)測預(yù)告。圖7 TGP12隧道地質(zhì)超前預(yù)告儀C、現(xiàn)場采集技術(shù)隧道地質(zhì)超前預(yù)告任務(wù)，普通在隧道開挖進(jìn)尺50米60米以后進(jìn)展。為了盡量減少對隧道施工的干擾，預(yù)先在隧道洞壁鉆孔，孔深為2米。接納孔孔徑為50mm，激發(fā)孔孔徑為40mm50mm。激發(fā)孔布置等間距陳列，孔間間隔 普通1.5米2.0米，視隧道圍巖而定，圍巖速度高

25、那么孔距選擇大一些，圍巖速度低，孔距選擇小些。接納孔與最近激發(fā)孔的間隔 普通為20米，該間隔 與預(yù)告間隔 有關(guān)，該間隔 長那么預(yù)告間隔 長，該間隔 短那么預(yù)告間隔 短。 接納系統(tǒng)TGP12隧道地質(zhì)超前預(yù)告儀的接納系統(tǒng)，可以根據(jù)需求選擇道數(shù)，接納系統(tǒng)的布置應(yīng)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)確定。接納孔的布置方式見以下圖：普通條件下采用接納1和接納2兩個(gè)檢波器接納的方式，檢波器為X、Y、Z三個(gè)分量，三個(gè)分量有利于縱波P波、橫波Sh波和橫波Sv波的接納，有利于預(yù)告任務(wù)中的多參數(shù)利用。 激發(fā)系統(tǒng)激發(fā)采用炸藥激震，炸藥由電雷管引爆不用火雷管等其它雷管，防止延遲對預(yù)告呵斥影響。 采集系統(tǒng)采集系統(tǒng)包括接納、激發(fā)、以及儀器站任務(wù)的完

26、好過程。在接納與激發(fā)任務(wù)預(yù)備終了后，在儀器上輸入采集參數(shù)。由于TGP12隧道地質(zhì)超前預(yù)告儀的放大器為瞬時(shí)浮點(diǎn)放大器，儀器采集時(shí)不需求設(shè)計(jì)旋鈕調(diào)理。采樣率決議信號的分辨程度，采樣率小對信號的分辨才干強(qiáng)。采樣點(diǎn)數(shù)決議信號的采集長度，儀器設(shè)計(jì)采樣點(diǎn)數(shù)的調(diào)理為滾動(dòng)方式，有：1024點(diǎn)、2048點(diǎn)、4096點(diǎn)和8192點(diǎn)四檔，現(xiàn)場采集操作利用儀器界面上的程度箭頭來實(shí)現(xiàn)選擇。D、資料處置與軟件運(yùn)用a隧道地質(zhì)超前預(yù)告資料的處置與解釋借助軟件完成。處置系統(tǒng)具有衰減計(jì)算、動(dòng)平衡、增益補(bǔ)充、壞道剔除與內(nèi)插、干擾波壓制、譜分析與濾波；具有縱、橫波分別，縱、橫波速度的自動(dòng)拾取與計(jì)算巖體的動(dòng)泊松比、動(dòng)剪切模量、動(dòng)彈性模

27、量等；具有縱、橫波反射回波的拾取與預(yù)告計(jì)算，具有反射波相關(guān)拾取偏移歸位和繞射波相關(guān)拾取偏移歸位等功能，具有提取反射界面反射波能量和屬性的功能。TGP12處置系統(tǒng)中還具有查對構(gòu)成界面反射波或繞射波波組的功能，根據(jù)反射波組的延續(xù)性、衰減特征和極性，有利于去偽存真，做出取舍判別，到達(dá)正確預(yù)告的目的。圖9 軟件處置流程圖b模塊功能 記錄編排現(xiàn)場采集的記錄輸入記錄編排后，根據(jù)激發(fā)炮位的排序自動(dòng)編排成為縱波P波、橫波Vsh波和橫波Vsv波三種波型的激發(fā)陳列記錄，見以下圖。Vp波檢波器分量 Vsh波檢波器分量 Vsv波檢波器分量三個(gè)不同分量采集三種波型，其與隧道的關(guān)系如下：Vsh波檢波器分量的靈敏度方向在程

28、度面上與隧道軸線垂直；Vp波檢波器分量的靈敏度方向與隧道軸線一致；Vsv波檢波器分量的靈敏度方向在鉛錘面上與隧道軸線垂直； 建立計(jì)算的空間位置在該功能下，輸入接納孔的里程樁號，依次輸入激發(fā)孔間距。用作程序的空間地震回波計(jì)算和成果圖的里程標(biāo)志。程序思索到施工現(xiàn)場條件的復(fù)雜性，采集參數(shù)的輸入允許：等激發(fā)孔間距、非等激發(fā)孔間距、炮孔與接納在同壁、炮孔與接納不在同壁等多種能夠。 接納幅度調(diào)整上圖中的24道波形是一個(gè)分量檢波器接納24炮激震的記錄。激發(fā)孔的藥量雖然控制根本相等，但是孔中的激發(fā)條件不一定一致，例如：巖體的完好鞏固性質(zhì)、孔中水的充溢條件等，因此會(huì)呵斥激發(fā)能量大小不一，這種差別經(jīng)檢波器接納、儀

29、器放大，在顯示屏上會(huì)出現(xiàn)同一相位波的幅度忽大忽小的情況，對于記錄幅度的異常，處置軟件具有調(diào)整同相位波幅度的功能，經(jīng)過處置的記錄對分析回波的延續(xù)性有利。 接納非正常調(diào)整普通遇到的接納非正常景象是觸發(fā)時(shí)間出現(xiàn)異常，如以下圖中的第13道波形。直達(dá)波游覽時(shí)間明顯小于左右道，是先爆炸后觸發(fā)引起的缺點(diǎn)景象。這種景象在現(xiàn)場采集過程中是不容易發(fā)現(xiàn)的，處置中發(fā)現(xiàn)再到現(xiàn)場補(bǔ)放會(huì)增添不少的費(fèi)事。這種非正常景象只是表如今各相位波組的整體上移或下移，處置的方法是調(diào)整道時(shí)間下移或上移，挪動(dòng)量的控制普通是采用該道首波初至與左右道初至連線對齊的方法。處置后的記錄有利于反射回波同相軸的對比分析。 縱橫波分別、速度參數(shù)計(jì)算 上圖

30、是同一分量記錄，記錄中直達(dá)縱波Vp和橫波Vsh波明顯。上圖左部黃線處為直達(dá)縱波速度線，黃框內(nèi)顯示縱波速度為4910米/秒。上圖右部黃線處為橫波Vsh波速度線，黃框內(nèi)顯示橫波Vsh波速度為2510米/秒。由此計(jì)算：測段巖體縱波/橫波速度比為1.96，動(dòng)泊松比為0.32，輸入密度值為2.7，那么巖體的動(dòng)彈性模量為45Gpa，動(dòng)剪切模量為17Gpa。 回波提取檢波器接納到的波既有炮孔激發(fā)的直達(dá)波，又有各方面的反射波。預(yù)告任務(wù)的計(jì)算需求利用掌子面前方巖體中的反射回波，因此在記錄全貌的地震信息中，專門把由隧道掌子面前方反射的回波提取出來，是處置的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 通道波切除隧道開挖后似筒狀，在孔中放炮產(chǎn)

31、生地震波，地震波既在隧道巖體中傳播，同時(shí)外泄到筒狀的隧道內(nèi)會(huì)產(chǎn)生“管道波，該“管道波的傳播速度近似于空氣中傳播的聲波速度。這種“管道波的振動(dòng)能量較強(qiáng)，在記錄的一定長度上出現(xiàn)，其視速度近似空氣的聲波速度。這種“管道波對于較遠(yuǎn)間隔 的反射回波構(gòu)成嚴(yán)重干擾，處置時(shí)必需予以切除，否那么會(huì)構(gòu)成諸多反射界面的假相。反射波相關(guān)拾取偏移歸位反射波相關(guān)拾取偏移歸位處置模塊是預(yù)告處置方法中的一種，適用于板狀界面的反射波處置。計(jì)算是建立在反射回波根底上，統(tǒng)計(jì)諸多反射界面在傾角、截距等方面的相關(guān)性，確定掌子面前方巖體界面或構(gòu)造碎裂帶界面與隧道的交角和間隔 。顏色的差別大小見圖右側(cè)色標(biāo)，差別表征反射波的強(qiáng)弱和反射極性。

32、繞射波相關(guān)拾取偏移歸位繞射波相關(guān)拾取偏移歸位處置模塊是預(yù)告處置中的另一種方法，適用于繞射波的處置。繞射波相關(guān)拾取偏移歸位處置是建立在掌子面前方的反射回波，由于隧道尺寸的局限性，反射波具有似繞射波的特征，故以繞射偏移歸位的處置方法，目的使繞射段界面明晰。彩色弧線不是地質(zhì)界面線，地質(zhì)界面線是由弧線的外切線做出。彩色弧線顏色的差別大小，見圖右色標(biāo)條，色差大的位置為外切點(diǎn)位置。7、斷面布置原那么1必測工程：主要為地質(zhì)及支護(hù)情況察看描畫、拱頂下沉、凈空收斂。地質(zhì)及支護(hù)情況察看描畫每次爆破后進(jìn)展，普通按36m描畫一次；拱頂下沉及凈空收斂普通布置在同一斷面，監(jiān)測斷面布設(shè)間距為：、級圍巖為3050m；、級圍巖

33、為530m；圍巖變化處適當(dāng)加密，在各類圍巖的起始地段增設(shè)12對，當(dāng)發(fā)生較大涌水時(shí)，V、IV、級圍巖量測斷面的間距減少至510m。本次監(jiān)控將根據(jù)實(shí)踐情況將添加監(jiān)控察看斷面，詳細(xì)量測斷面里程可根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況進(jìn)展調(diào)整。2選測工程：普通錨桿軸力及圍巖內(nèi)部位移、圍巖壓力包括圍巖與初支之間、初支與二襯之間、支護(hù)混凝土應(yīng)力噴混凝土層內(nèi)軸向應(yīng)力、二次襯砌內(nèi)應(yīng)力以及鋼支撐內(nèi)力監(jiān)測工程布置在同一斷面，斷面布置原那么上、級圍巖需至少布置一個(gè)，另根據(jù)需求在斷層破碎帶等地質(zhì)條件復(fù)雜地段布置。詳細(xì)布置情況根據(jù)隧道設(shè)計(jì)及施工實(shí)踐情況而定。表7 斷面布置數(shù)量表工程單位左線合計(jì)右線合計(jì)備注地質(zhì)描畫和支護(hù)察看個(gè)150150每掘

34、進(jìn)20m進(jìn)展拱頂下沉、周邊收斂監(jiān)測個(gè)3637詳細(xì)里程見附表地表下沉監(jiān)測個(gè)22選在隧道進(jìn)出口錨桿內(nèi)力及檢測個(gè)915914按總量5%抽檢選測組合個(gè)33每種圍巖選一個(gè)代表截面?zhèn)渥ⅲ罕敬伪O(jiān)控量測為抽檢性質(zhì)，上表所列工程量為實(shí)踐監(jiān)控量的20%8、 監(jiān)控量測信息的采集、整理、分析、處置及反響系統(tǒng)8.1、數(shù)據(jù)采集斷面測點(diǎn)布置好后即可經(jīng)過各種監(jiān)控量測儀表進(jìn)展數(shù)據(jù)的采集任務(wù)。現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集任務(wù)應(yīng)有兩名專職人員擔(dān)任，測取的讀數(shù)記錄在預(yù)先設(shè)計(jì)好的原始記錄表中，每個(gè)數(shù)據(jù)至少測讀兩次，同時(shí)記錄下當(dāng)時(shí)的施工情況，還要監(jiān)控量測斷面距掌子面的間隔 ，及本次監(jiān)控量測的詳細(xì)日期和時(shí)間，最后原始記錄表中要有兩名測試人員的簽名。每次采

35、集的數(shù)據(jù)，測試人員要立刻交數(shù)據(jù)處置員輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)展初步分析處置。為了滿足分析數(shù)據(jù)的需求，參考規(guī)范中的要求，采集數(shù)據(jù)的頻率如下表8所示。表8 監(jiān)測頻率 測試工程類別序號量測工程監(jiān)測頻率115天16天1個(gè)月13個(gè)月3個(gè)月以后必測1地質(zhì)及支護(hù)情況察看描畫每次爆破后、支護(hù)構(gòu)造施做完成后進(jìn)展2拱頂下沉12次/天1次/2天2次/周2次/月3凈空收斂2次/天1次/2天2次/周3次/月選測4淺埋段地表沉降12次/天1次/2天2次/周3次/月5圍巖壓力包括圍巖與初支之間、初支與二襯之間1次/天1次/2天2次/周3次/月6襯砌應(yīng)力1次/天1次/2天2次/周3次/月10鋼支撐內(nèi)力1次/天1次/2天2次/周3次/月8

36、.2、實(shí)測資料的整理詳細(xì)的觀測記錄、觀測時(shí)的環(huán)境、開挖情況是資料整理的根底，應(yīng)與成果報(bào)告同時(shí)提供。每次觀測后24小時(shí)內(nèi)提交觀測成果，異常的觀測數(shù)據(jù)應(yīng)隨時(shí)測得隨時(shí)提供。對各物理量值按各類儀器的任務(wù)特征，埋設(shè)情況進(jìn)展修正。繪制各量值與時(shí)間、空間的關(guān)系曲線。8.3、實(shí)測資料分析、信息反響與預(yù)告根據(jù)量測情況，按月提交監(jiān)控量測階段報(bào)告，如遇量測數(shù)據(jù)異常及險(xiǎn)情，以緊急報(bào)告或異常報(bào)告的方式向業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工等有關(guān)單位通報(bào)，同時(shí)在施工現(xiàn)場及時(shí)將量測信息反響到施工過程中去，指點(diǎn)施工。在復(fù)雜多變的隧道施工條件下，如何進(jìn)展準(zhǔn)確的信息反響是本項(xiàng)研討的主要內(nèi)容之一。信息反響綜合分析可以經(jīng)過以下途徑來實(shí)現(xiàn)： 1力學(xué)

37、計(jì)算法支護(hù)系統(tǒng)是確保隧道施工平安與進(jìn)度的關(guān)鍵?？梢越?jīng)過力學(xué)計(jì)算來調(diào)整和確定支護(hù)系統(tǒng)。力學(xué)計(jì)算所需的輸入數(shù)據(jù)那么根據(jù)現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)來推算。2閱歷法此法也是建立在現(xiàn)場量測的根底之上的；其中心是根據(jù)閱歷建立一些判別規(guī)范來直接根據(jù)量測結(jié)果或回歸分析數(shù)據(jù)來判別圍巖的穩(wěn)定性和支護(hù)系統(tǒng)的任務(wù)形狀。在施工監(jiān)測過程中，數(shù)據(jù)“異常景象的出現(xiàn)可以作為調(diào)整支護(hù)參數(shù)和采取相應(yīng)的施工技術(shù)措施的根據(jù)。何為“異常，這就需求針對不同的工程條件(例如圍巖地層、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)的任務(wù)條件進(jìn)展判別的準(zhǔn)那么： 根據(jù)圍巖或凈空變化量值或估計(jì)最終位移值與位移臨界值對比來判別。位移臨

38、界值確實(shí)定需根據(jù)詳細(xì)工程詳細(xì)確定。預(yù)測最大位移值不大于下表所列極限相對位移值的2/3，可以以為初期支護(hù)已到達(dá)根本穩(wěn)定：表6 初期支護(hù)極限相對位移%圍巖級別埋 深m5050300300500拱 腳 水 平 相 對 凈 空 變 化0.20.50.42.01.83.00.10.30.20.80.71.20.030.10.080.40.30.6拱 頂 相 對 下 沉0.080.160.141.100.81.40.060.10.080.40.30.80.030.060.040.150.120.3 根據(jù)位移變化速率來判別：當(dāng)拱腳程度相對凈空變化速度大于1020mm/d時(shí)，闡明圍巖處于急劇變外形狀; 當(dāng)變化

39、速度小于0.2mm/d時(shí), 可以以為圍巖到達(dá)根本穩(wěn)定(淺埋段不適用)。根據(jù) 位移時(shí)間曲線來判別：根據(jù)現(xiàn)場量測的位移時(shí)間曲線進(jìn)展如下判別：當(dāng)，闡明變形速率不斷下降，位移趨于穩(wěn)定； ，變形速率堅(jiān)持不變，經(jīng)發(fā)出警告，應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)支護(hù)系統(tǒng)； ，那么表示已進(jìn)入危險(xiǎn)形狀，須立刻停工，并盡快采取有效的工程措施進(jìn)展加固補(bǔ)強(qiáng)。這樣，根據(jù)量測結(jié)果就可以按下表所列變形等級來指點(diǎn)施工表7。表7 圍巖變形管理等級管理等級管理位移施工形狀U2U0/3應(yīng)采取特殊措施注：U為實(shí)測位移值；U0為最大允許位移值。二襯施作那么應(yīng)在滿足以下要求時(shí)進(jìn)展： = 1 * GB2 各測試工程的位移速率明顯收斂，圍巖根本穩(wěn)定； = 2 * GB

40、2 已產(chǎn)生的各項(xiàng)位移已達(dá)估計(jì)總位移量的80%-90%； = 3 * GB2 周邊位移速率小于0.1-0.2mm/d，或拱頂下沉速率小于0.07-0.15mm/d。監(jiān)測警戒值也可由設(shè)計(jì)單位提出，經(jīng)有關(guān)單位認(rèn)可后執(zhí)行。7 隧道施工階段有限元數(shù)值分析1分析目的根據(jù)施工過程，采用有限元分析軟件，選擇特殊地質(zhì)段、代表性路段進(jìn)展分析：預(yù)測特殊地質(zhì)段、代表性路段施工各階段的位移、應(yīng)力形狀，預(yù)測施工平安。分析圍巖、初襯、二襯的任務(wù)性能，優(yōu)化錨桿尺寸與布設(shè)方式，調(diào)整隧道支護(hù)方案。2技術(shù)要求分析模型必需與現(xiàn)場地質(zhì)情況一致。本構(gòu)關(guān)系、破壞準(zhǔn)那么、邊境條件等要正確。9、監(jiān)控量測任務(wù)質(zhì)量的保證措施為保證量測數(shù)據(jù)的真實(shí)可

41、靠及延續(xù)性，特采取以下措施：1、量測人員相對固定；2、儀器的管理采用專人運(yùn)用專人保養(yǎng)，專人檢驗(yàn)的方法；3、量測設(shè)備，傳感器等各種元器件在運(yùn)用前均經(jīng)檢查校準(zhǔn)合格后方投入運(yùn)用；4、直讀式儀表每月檢查一次，以保證儀表的準(zhǔn)確度。填寫觀測記錄表，注明儀器異常，儀表或安裝缺點(diǎn)，電纜長度變卦及集線箱檢修情況；5、各量測工程在監(jiān)測過程中必需嚴(yán)厲遵守相應(yīng)的監(jiān)測工程實(shí)施細(xì)那么；6、量測數(shù)據(jù)均經(jīng)現(xiàn)場檢查，室內(nèi)復(fù)核兩次檢查后方可上報(bào)；7、量測數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)計(jì)算管理均采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)展；8、各量測工程從設(shè)備的管理，運(yùn)用及量測資料的整理均設(shè)專人擔(dān)任。10、 平安保證及環(huán)保措施1進(jìn)場前對相關(guān)人員進(jìn)展平安思想教育，清醒地認(rèn)識(shí)平安捍衛(wèi)任務(wù)的重要性。嚴(yán)厲遵守業(yè)主為保證檢測平安所制定的各項(xiàng)規(guī)章制度。2檢測人員要留意帶平安帽，穿任務(wù)鞋，高空作業(yè)必需系平安帶。3現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙。施工現(xiàn)場杜絕帶進(jìn)火種，杜絕帶進(jìn)與檢測無關(guān)的易燃易爆等危險(xiǎn)品。4用電前應(yīng)有專門人員檢查設(shè)備能否平安可靠。暫時(shí)電源的導(dǎo)線不得有破損，接頭必需用絕緣膠布或公用接頭。5留意環(huán)境維護(hù)，保證文明檢測。11