隧道監(jiān)控量測(cè)及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專項(xiàng)施工方案

中交一公局建興高速隧道監(jiān)控量測(cè)及地質(zhì)預(yù)報(bào)施工方案建昌至興城高速速公路隧道監(jiān)控量測(cè)及及超前地質(zhì)預(yù)預(yù)報(bào)專項(xiàng)施工工方案中交第一公路工工程局有限公公司二〇一二年六月月大葦溝隧道監(jiān)控控量測(cè)及超前前地質(zhì)預(yù)報(bào)專專項(xiàng)施工方案案一、工程概況1、基本概況大葦溝隧道位于于建昌縣，呈呈北東向展布布，設(shè)計(jì)兩條條分離式單向向隧道，屬于于中隧道，具具體概況見(jiàn)下下表：大葦溝隧道概況況表起訖樁號(hào)長(zhǎng)度圍巖級(jí)別長(zhǎng)度（m）洞門(mén)形式建昌端興城端（m）明洞Ⅳ1級(jí)Ⅳ2級(jí)Ⅳ3級(jí)Ⅴ1級(jí)Ⅴ2級(jí)建昌端興城端ZK37+9440ZK38+744580540-40060205100削竹式削竹式K37+9555K38+695574060-3606020060削竹式削竹式2、氣象水文項(xiàng)目區(qū)屬半干大大陸性氣候帶帶，夏季炎熱熱，冬季寒冷冷，風(fēng)沙干旱旱，雨量很少少。多年平均均降水量450～591mm，約有70%集中在六月月至八月，多多年平均蒸發(fā)發(fā)量1512..4～1929..3mm。年平均氣氣溫8.3～9.2℃，極端最高高氣溫40.8～43.3℃，極端最低低氣溫-27.5～-29.5℃，最冷月為1月，無(wú)霜期140天左右，最最大凍土深度度0.99～1.67m，標(biāo)準(zhǔn)凍深深為1.2m。3、地形地貌隧道區(qū)屬低山區(qū)區(qū)，地形較簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，兩側(cè)洞洞口處為坡積積地貌，溝壑壑發(fā)育，兩側(cè)側(cè)洞口坡度較較緩，為5度～15度。山體總總體呈西南向向，最高海拔拔468.77m，最低海拔283.33m，相對(duì)高差186.44m。經(jīng)地面調(diào)查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)隧道區(qū)地表表巖溶特別發(fā)發(fā)育，地表出出露巖體溶隙隙，溶孔發(fā)育育，局部出現(xiàn)現(xiàn)小型溶洞。4、區(qū)域地質(zhì)概概況區(qū)域構(gòu)造：設(shè)計(jì)計(jì)帶處于陰山山緯向構(gòu)造體體系中東段與與大興安嶺-太行山新華華夏構(gòu)造體系系東緣的交接接部位，地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)復(fù)雜，按構(gòu)造造體系可分東東西向、構(gòu)造造北東向、構(gòu)構(gòu)造北北東向向、構(gòu)造南北北向構(gòu)造。受受構(gòu)造影響，區(qū)區(qū)內(nèi)斷裂較為為發(fā)育，以東東西向和北東東向斷裂為主主。區(qū)域地震情況：：項(xiàng)目區(qū)域地地震基本烈度度為Ⅵ度，設(shè)計(jì)基基本地震加速速度值為0.05g，屬區(qū)域地地殼穩(wěn)定區(qū)，按Ⅶ度的要求加強(qiáng)抗震措施。5、工程地質(zhì)情情況隧道區(qū)白云質(zhì)灰灰?guī)r巖體層狀狀較穩(wěn)定，產(chǎn)產(chǎn)狀為325?！?50?！?5?！?5。，層厚0.1米-0.3米，呈中厚厚層狀，局部部較薄層狀，結(jié)結(jié)合較好，無(wú)無(wú)填充。節(jié)理理裂隙發(fā)育，不不規(guī)則，主要要有兩組；J1：190。∠80。，間距0.1-00.5米，結(jié)合好好，無(wú)充填。J2：105?！?0。，間距0.3-00.1米，結(jié)合好好，無(wú)充填；；地下水類型主要要為第四系孔孔隙水及碎屑屑巖風(fēng)化、構(gòu)構(gòu)造裂隙水。主主要為潛水及及包氣帶水，其其賦存于坡積積粉質(zhì)粘土碎碎石等松散土土層及全強(qiáng)風(fēng)風(fēng)化巖體空隙隙中，受氣候候影響變化較較明顯。預(yù)測(cè)測(cè)隧道總涌水水量為698.776m3∕d。隧道區(qū)地地下水對(duì)砼無(wú)無(wú)腐蝕。洞口段為Ⅴ2級(jí)級(jí)、Ⅴ1級(jí)圍巖，洞洞身為Ⅳ3級(jí)、Ⅳ2級(jí)圍巖。6、洞口邊坡及及仰拱穩(wěn)定性性洞口所處地貌為為低山地貌，山山體自然坡度度為5。～10。，斜坡自然然條件下較穩(wěn)穩(wěn)定，邊坡開(kāi)開(kāi)挖地層主要要為碎石及全全-強(qiáng)風(fēng)化白云云質(zhì)灰?guī)r層，開(kāi)開(kāi)挖高度內(nèi)巖巖土體較穩(wěn)定定。7、不良地質(zhì)現(xiàn)現(xiàn)象隧道區(qū)基巖出露露情況較好。地地層主要為第第四系全新統(tǒng)統(tǒng)沖積碎石，侏侏羅系霧迷山山組白云質(zhì)灰灰?guī)r。隧道興興城端洞口ZK38++850附近通過(guò)一一斷層，受構(gòu)構(gòu)造影響，層層理解理裂隙隙發(fā)育，淺部部存在溶蝕現(xiàn)現(xiàn)象。經(jīng)地面調(diào)查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)隧道區(qū)地表表巖溶較發(fā)育育，地表出露露巖體溶隙，溶溶孔發(fā)育，局局部出現(xiàn)小型型溶洞，鉆探探過(guò)程中在鉆鉆孔SZK37703中也揭露部部分溶洞及溶溶蝕現(xiàn)象。且且補(bǔ)充勘察顯顯示瞬變電磁磁法電阻率異異常均為局部部異常，異常常水平方向較較窄，垂直方方向?yàn)楫惓ｉL(zhǎng)長(zhǎng)軸方向，說(shuō)說(shuō)明巖溶以豎豎向發(fā)育為主主，水平方向向連續(xù)性較差差。因而分析析確定ZK37++990-ZZK38+0010段巖溶發(fā)育育區(qū)，豎向發(fā)發(fā)育，水平連連通性差。8、設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（1）隧道按高高速公路標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)設(shè)計(jì)里程段落工程地質(zhì)特點(diǎn)預(yù)報(bào)方法重點(diǎn)預(yù)報(bào)內(nèi)容ZK38+1005～ZK38++555K38+0855～K38+4495主要為白云質(zhì)灰灰?guī)r，層理節(jié)節(jié)理裂隙發(fā)育育，淺部存在在溶蝕現(xiàn)象，地地下水以第四四系孔隙水及及碎屑巖風(fēng)化化裂隙水為主主，水量隨節(jié)節(jié)理裂隙的發(fā)發(fā)育情況變化化而變化，圍圍巖富水性極極不均一，透透水性較弱TSP地震儀遠(yuǎn)遠(yuǎn)距離探測(cè)、地地質(zhì)雷達(dá)法、加加深炮眼超前前探測(cè)和洞內(nèi)內(nèi)綜合地質(zhì)法法1.驗(yàn)證實(shí)際的的圍巖級(jí)別，為為實(shí)際施工方方案的確定提提供依據(jù)。2.對(duì)放生涌水水突泥坍塌和和冒頂?shù)仁┕す?zāi)害的危險(xiǎn)險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)價(jià)ZK37+9660～ZK38++105ZK38+5555～ZK38++725K37+9800～K38+0085K38+4955～K38+6660洞口附近Ⅴ級(jí)圍圍巖段，主要要為白云質(zhì)灰灰?guī)r，巖石節(jié)節(jié)理裂隙發(fā)育育，地下水以以第四系孔隙隙水及碎屑巖巖風(fēng)化裂隙水水為主，水量量隨節(jié)理裂隙隙的發(fā)育情況況變化而變化化，圍巖富水水性極不均一一，透水性較較弱TSP地震儀遠(yuǎn)遠(yuǎn)距離探測(cè)、地地質(zhì)雷達(dá)法、加加深炮眼超前前探測(cè)和洞內(nèi)內(nèi)綜合地質(zhì)法法1.此處為Ⅴ級(jí)級(jí)圍巖，驗(yàn)證證實(shí)際的圍巖巖級(jí)別，為實(shí)實(shí)際施工方案案的確定提供供依據(jù)。2.對(duì)放生涌水水突泥、坍塌塌和冒頂?shù)仁┦┕?zāi)害的危危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)評(píng)價(jià)ZK37+9660～ZK38++020K37+9800～K38+0030層理節(jié)理裂隙發(fā)發(fā)育，存在溶溶洞TSP地震儀遠(yuǎn)遠(yuǎn)距離探測(cè)、地地質(zhì)雷達(dá)法、加加深炮眼超前前探測(cè)和洞內(nèi)內(nèi)綜合地質(zhì)法法對(duì)不同巖性分界界處進(jìn)行預(yù)測(cè)測(cè)其實(shí)際可能能的圍巖情況況，驗(yàn)證實(shí)際際存在的巖石石破碎帶、節(jié)節(jié)理發(fā)育帶和和溶洞區(qū)的大大小、范圍情情況，為實(shí)際際施工方案的的確定提供依依據(jù)。二、綜合地質(zhì)超超前預(yù)報(bào)為驗(yàn)證隧道洞身身所穿越的巖巖溶發(fā)育，對(duì)對(duì)發(fā)生涌水突突泥、坍塌、冒冒頂?shù)仁┕?zāi)災(zāi)害的危險(xiǎn)性性進(jìn)行評(píng)價(jià)，施施工時(shí)采用地地震波地質(zhì)探探測(cè)儀、地質(zhì)質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行綜綜合物探草簽簽探測(cè)技術(shù)、水水平取芯鉆探探、加深炮眼眼和紅外探水水等超前探測(cè)測(cè)手段，結(jié)合合洞內(nèi)地質(zhì)素素描、涌水監(jiān)監(jiān)測(cè)、溫度濕濕度監(jiān)測(cè)等綜綜合地質(zhì)法進(jìn)進(jìn)行超前地質(zhì)質(zhì)預(yù)報(bào)，根據(jù)據(jù)洞口和洞身身的水文地質(zhì)質(zhì)特征，豐水水期采用加長(zhǎng)長(zhǎng)炮眼鉆孔的的方法對(duì)全隧隧進(jìn)行地下水水超前預(yù)報(bào)，并并對(duì)涌水進(jìn)行行動(dòng)態(tài)量測(cè)和和檢驗(yàn)，必要要時(shí)可根據(jù)實(shí)實(shí)際需要選用用紅外探測(cè)。本本隧道超前地地質(zhì)預(yù)報(bào)采用用地質(zhì)雷達(dá)法法。三、監(jiān)控量測(cè)1、監(jiān)控量測(cè)和和動(dòng)態(tài)施工1.1施工監(jiān)控控量測(cè)的目的的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)是是“新奧法原理”施工的三大大要素之一，是是復(fù)合式襯砌砌設(shè)計(jì)、施工工的核心技術(shù)術(shù)。本隧按新新奧法設(shè)計(jì)施施工，施工中中加強(qiáng)監(jiān)控量量測(cè)對(duì)準(zhǔn)確判判定圍巖的安安全狀態(tài)、合合理確定二次次襯砌的施作作時(shí)間起著重重要作用。同同時(shí)通過(guò)監(jiān)測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)的反饋饋分析，驗(yàn)證證施工設(shè)計(jì)的的科學(xué)性和合合理性，以及及施工方法、支支護(hù)方案的可可行性，以便便及時(shí)、準(zhǔn)確確地調(diào)整支護(hù)護(hù)參數(shù)，修正正施工方法及及施工程序，確確保施工安全全。1.2施工監(jiān)測(cè)測(cè)流程圖施工監(jiān)測(cè)流程圖圖見(jiàn)下圖。監(jiān)控量測(cè)監(jiān)控量測(cè)圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)觀測(cè)圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)變量測(cè)指標(biāo)體系應(yīng)急措施綜合判斷分析調(diào)整施工程序、修改支護(hù)參數(shù)施工1.3施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)監(jiān)控項(xiàng)目和和主要內(nèi)容隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控項(xiàng)項(xiàng)目及內(nèi)容見(jiàn)見(jiàn)表。隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控項(xiàng)項(xiàng)目及內(nèi)容表表工程地質(zhì)及現(xiàn)狀狀的觀察周邊收斂位移拱頂下沉地表下沉用途及應(yīng)用場(chǎng)合合核對(duì)地質(zhì)資料，判判別圍巖-支護(hù)體系的的穩(wěn)定性，應(yīng)應(yīng)用于整個(gè)隧隧道的施工中中，為施工管管理和工序安安排提供依據(jù)據(jù)，檢驗(yàn)支護(hù)護(hù)參數(shù)圍巖穩(wěn)定性的判判別以及位移移反分析，應(yīng)應(yīng)用于整個(gè)隧隧道的施工過(guò)過(guò)程中，為二二次襯砌的施施設(shè)提供依據(jù)據(jù)，并為預(yù)測(cè)測(cè)和反饋提供供參數(shù)。圍巖穩(wěn)定性的判判別以及位移移反分析，應(yīng)應(yīng)用于整個(gè)隧隧道的施工過(guò)過(guò)程中，為二二次襯砌的施施設(shè)提供依據(jù)據(jù)，并為預(yù)測(cè)測(cè)和反饋提供供參數(shù)根據(jù)下沉位移量量判定開(kāi)挖對(duì)對(duì)地表下沉的的影響，以確確定隧道支護(hù)護(hù)結(jié)果，應(yīng)用用于整個(gè)隧道道的施工過(guò)程程中，為二次次襯砌的施設(shè)設(shè)提供依據(jù)，并并為預(yù)測(cè)和反反饋提供參數(shù)數(shù)方法與工具直觀或取樣試驗(yàn)驗(yàn)，對(duì)魏延和和支護(hù)作以下下觀察：1.及時(shí)觀察巖巖性，結(jié)構(gòu)面面產(chǎn)狀等，核核對(duì)圍巖分級(jí)級(jí)，并繪制地地質(zhì)素描圖2.經(jīng)常檢查噴噴層有無(wú)裂損損，錨桿有無(wú)無(wú)松動(dòng)，并做做好觀察和描描述記錄3.按規(guī)定取樣樣，并測(cè)試出出圍巖的物理理力學(xué)性質(zhì)4.采用鋼卷尺尺，地質(zhì)羅盤(pán)盤(pán)和數(shù)碼相機(jī)機(jī)各種類型收斂計(jì)計(jì)精密水平儀，水水準(zhǔn)尺，鋼尺尺或測(cè)桿等精密水平儀，水水準(zhǔn)尺布置開(kāi)挖后及初期支支護(hù)后立即進(jìn)進(jìn)行每10～50米米一個(gè)斷面，測(cè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)距開(kāi)挖挖面2m的范圍內(nèi)進(jìn)進(jìn)款安設(shè)，并并應(yīng)保證爆破破后24小時(shí)內(nèi)或下下一次爆破前前測(cè)讀初次讀讀數(shù)。每10～50米米一個(gè)斷面，測(cè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)距開(kāi)挖挖面2m的范圍內(nèi)進(jìn)進(jìn)款安設(shè)，并并應(yīng)保證爆破破后24小時(shí)內(nèi)或下下一次爆破前前測(cè)讀初次讀讀數(shù)。Ⅴ級(jí)圍巖段兩兩側(cè)斷面宜取取低值每10～50米米一個(gè)斷面，每每個(gè)隧道至少少2個(gè)斷面，中中線每5～20米一個(gè)測(cè)點(diǎn)Ⅴ級(jí)圍巖段兩兩側(cè)斷面宜取取低值量測(cè)時(shí)間每次爆破后進(jìn)行行1～15天1～2次∕天1～15天1～2次∕天開(kāi)挖面距量測(cè)斷斷面前后∠2B時(shí)，1～2次∕天；開(kāi)挖面面距量測(cè)斷面面前后∠5B時(shí)，1次∕2天，開(kāi)挖面面距量測(cè)斷面面前后>5B時(shí)1次∕周16天～一個(gè)月月1次∕2天16天～一個(gè)月月1次∕2天1～3個(gè)月1～2次∕周1～3個(gè)月1～2次∕周3個(gè)月以后1～3次∕月3個(gè)月以后1～3次∕月1.4.量測(cè)方方法1.4.1測(cè)試試前檢查儀器器是否完好，若若發(fā)現(xiàn)故障及及時(shí)進(jìn)行修理理或更換；確確認(rèn)測(cè)點(diǎn)是否否松動(dòng)或發(fā)生生人為破壞，只只有在測(cè)點(diǎn)狀狀態(tài)良好時(shí)方方可進(jìn)行測(cè)試試工作。1.4.2測(cè)試試中按各項(xiàng)測(cè)測(cè)量操作規(guī)程程安裝好測(cè)試試儀器，每測(cè)測(cè)點(diǎn)一般讀數(shù)數(shù)三次，三次次讀數(shù)相差不不大時(shí)取算術(shù)術(shù)平均值作為為觀測(cè)值，否否則進(jìn)行判斷斷，是由于人人為破壞、測(cè)測(cè)點(diǎn)松動(dòng)或需需要進(jìn)行重測(cè)測(cè)。1.4.3測(cè)試試完畢后檢查查儀器做好養(yǎng)養(yǎng)護(hù)、保管工工作，及時(shí)進(jìn)進(jìn)行資料整理理。1.4.4圍巖巖及支護(hù)狀態(tài)態(tài)監(jiān)測(cè)開(kāi)挖工作面的觀觀察，在每個(gè)個(gè)開(kāi)挖面進(jìn)行行，特別是在在軟弱圍巖地地段，開(kāi)挖后后立即進(jìn)行地地質(zhì)調(diào)查，繪繪出地質(zhì)素描描圖。若遇特特殊地質(zhì)情況況時(shí)，派專人人進(jìn)行不間斷斷的觀察。觀測(cè)內(nèi)容：巖層層結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀狀、節(jié)理裂隙隙發(fā)育程度及及其方向、開(kāi)開(kāi)挖面的穩(wěn)定定狀態(tài)、涌水水情況、是否否有底板隆起起等的觀察；；對(duì)于已初期期支護(hù)地段，加加強(qiáng)對(duì)圍巖動(dòng)動(dòng)態(tài)情況的觀觀察：錨桿的的受力變形情情況、噴射混混凝土是否發(fā)發(fā)生裂隙和剝剝離現(xiàn)象、拱拱架是否受壓壓變形等。1.4.5周邊邊水平位移、凈凈空量測(cè)測(cè)點(diǎn)布置：初期期支護(hù)施做后后，用風(fēng)鉆鑿鑿φ40mm、深200mm的孔，用1：1砂漿填滿再再插入測(cè)點(diǎn)固固定桿，使同同一極限兩測(cè)測(cè)點(diǎn)的固定方方向在同一直直線上，待砂砂漿固后即可可進(jìn)行量測(cè)工工作。量測(cè)方法：采用用WPm-3型收斂計(jì)監(jiān)監(jiān)測(cè)。測(cè)點(diǎn)布置：如下下圖，洞中和和一般地質(zhì)地地段設(shè)置1～2條水平基線線，其它地段段設(shè)置3條基線?；€在橫斷面面上的布置見(jiàn)見(jiàn)下圖采用三三條基線。凈空變化量測(cè)基基線布置圖1.4.6拱項(xiàng)項(xiàng)下沉量測(cè)拱頂下沉量測(cè)測(cè)測(cè)點(diǎn)和地表下下沉量測(cè)斷面面相應(yīng)里程處處，布設(shè)一個(gè)個(gè)量測(cè)斷面。隧隧底隆起觀測(cè)測(cè)點(diǎn)布設(shè)在仰仰拱中心，與與拱頂下沉觀觀測(cè)點(diǎn)斷面上上。測(cè)點(diǎn)用風(fēng)風(fēng)鉆打眼埋設(shè)設(shè)好固定桿，并并在外露桿頭頭設(shè)掛鉤。支支護(hù)結(jié)構(gòu)施工工時(shí)要注意保保護(hù)觀測(cè)點(diǎn)，一一旦發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)被埋或損毀毀，要盡快重重新設(shè)置，保保證量測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)不中斷。拱頂下沉量測(cè)測(cè)測(cè)點(diǎn)，布置在在拱中和兩側(cè)側(cè)拱腰，每斷斷面布置三點(diǎn)點(diǎn)，當(dāng)受通風(fēng)風(fēng)管限制或遇遇到其它障礙礙時(shí)，可適當(dāng)當(dāng)移動(dòng)位置。拱拱頂下沉監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置圖見(jiàn)見(jiàn)下圖。拱頂下沉監(jiān)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)布置圖測(cè)量方法：采用用水平儀、水水準(zhǔn)儀、掛鉤鉤式鋼尺配合合測(cè)量拱頂下下沉，精度可可達(dá)1～2mm，量測(cè)時(shí)用用一把2～4m長(zhǎng)的掛鉤式式鋼尺掛上。1.4.7變形形管理等級(jí)管理等級(jí)管理位移施工動(dòng)態(tài)Ⅲu0＜un/33可正常施工Ⅱun/3＜u00＜2un/3應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)Ⅰu0＞2un//3應(yīng)采取特殊措施施表中：un--允許變位值值；u0-實(shí)測(cè)變位值值1.4.8監(jiān)控控信息動(dòng)態(tài)管管理見(jiàn)下圖。監(jiān)控信息動(dòng)態(tài)管管理圖監(jiān)測(cè)結(jié)果監(jiān)測(cè)結(jié)果是否超過(guò)Ⅰ級(jí)管理是否超過(guò)Ⅱ級(jí)管理是否超過(guò)Ⅲ級(jí)管理繼續(xù)施工暫停施工采取特殊措施綜合判斷是否安全加強(qiáng)支護(hù)否否否否量測(cè)數(shù)量的處理理與反饋：及及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)量量測(cè)數(shù)據(jù)繪制制時(shí)間曲線和和空間關(guān)系曲曲線。當(dāng)位移-時(shí)間曲曲線趨于平緩緩時(shí)，進(jìn)行數(shù)數(shù)據(jù)處理、回回歸分析，推推算最終位移移和掌握位移移變化規(guī)律。當(dāng)位移-時(shí)間曲曲線出現(xiàn)反彎彎點(diǎn)時(shí)，表明明圍巖和支護(hù)護(hù)已呈不穩(wěn)定定狀態(tài)，此時(shí)時(shí)增加量測(cè)頻頻率、密切監(jiān)監(jiān)視圍巖動(dòng)態(tài)態(tài)，并加強(qiáng)支支護(hù)，必要時(shí)時(shí)暫停開(kāi)挖。隧道周邊任意點(diǎn)點(diǎn)的相對(duì)