【公路實務(wù)】安慧 教材精講班 課件 92-第4章-4.2-隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)

4.2

隧道地質(zhì)超前預(yù)報和

監(jiān)控量測技術(shù)4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)考綱知識點4.2.1隧道地質(zhì)超前預(yù)報4.2.2隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)近五年考試分值匹配情況考點20232022202120202019單選多選案例單選多選案例單選多選案例單選多選案例單選多選案例隧道地質(zhì)超前預(yù)報1隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)14.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)4.2.1隧道地質(zhì)超前預(yù)報2.隧道地質(zhì)超前預(yù)報的內(nèi)容（1）地層巖性預(yù)報，特別是對軟弱夾層、破碎地層、煤層及特殊巖土的巖性預(yù)報。（2）地質(zhì)構(gòu)造預(yù)報，特別是對斷層、節(jié)理裂隙密集帶、褶皺等影響巖體完整性的構(gòu)造發(fā)育情況的預(yù)報。（3）不良地質(zhì)預(yù)報，特別是對巖溶、人為坑洞、瓦斯等發(fā)育情況的預(yù)報。（4）地下水預(yù)報，特別是對巖溶管道水以及富水斷層、富水褶皺軸及富水地層中的裂隙水等發(fā)育情況的預(yù)報。4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)3.隧道地質(zhì)超前預(yù)報方法隧道地質(zhì)超前預(yù)報方法主要有：地質(zhì)調(diào)查法、超前鉆探法、物理勘探法（TSP法、TGP法和TRT法）、超前導(dǎo)洞法、水力聯(lián)系觀測。4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)1、地質(zhì)調(diào)查法是隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報的基礎(chǔ)，適用于各種地質(zhì)條件隧道超前地質(zhì)預(yù)報，調(diào)查內(nèi)容應(yīng)包括隧道地表補充地質(zhì)調(diào)查和隧道內(nèi)地質(zhì)調(diào)查。（2）物理勘探法適用于長、特長隧道或地質(zhì)條件復(fù)雜隧道的超前地質(zhì)預(yù)報，主要包括彈性波反射法、地質(zhì)雷達法、陸地聲納法、紅外探測法、瞬變電磁法、高分辨直流電法。4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)（3）TSP法適用于各種地質(zhì)條件，對斷層、軟硬接觸面等面狀結(jié)構(gòu)反射信號較為明顯，每次預(yù)報的距離宜為100~150m，連續(xù)預(yù)報時，前后兩次應(yīng)重疊10m以上。（4）地質(zhì)雷達法適用于巖溶、采空區(qū)探測，也可用于探測斷層破碎帶、軟弱夾層等不均勻地質(zhì)體，巖溶不發(fā)育地段每次預(yù)報距離宜為10~20m，巖溶發(fā)育地段預(yù)報長度可根據(jù)電磁波波形確定，連續(xù)預(yù)報時，前后兩次重疊不應(yīng)小于5m。4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)（5）超前水平鉆探每循環(huán)鉆孔長度應(yīng)不低于30m，連續(xù)預(yù)報時，前后兩循環(huán)孔應(yīng)重疊5~8m；可能發(fā)生突泥涌水的地段，超前鉆探應(yīng)設(shè)孔口管和出水裝置，防止高壓水突出；富含瓦斯的煤系地層或富含石油天然氣地層應(yīng)采用長短結(jié)合的鉆孔方式進行探測。4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)（6）富水構(gòu)造破碎帶、富水巖溶發(fā)育地段、煤系或油氣地層、瓦斯發(fā)育區(qū)、采空區(qū)以及重大物探異常地段等地質(zhì)復(fù)雜隧道和水下隧道必須采用超前鉆探法預(yù)報、評價前方地質(zhì)情況。（7）超前導(dǎo)洞法可采用平行超前導(dǎo)洞法和隧道內(nèi)超前導(dǎo)洞法，兩座并行隧道可根據(jù)先行開挖的隧道預(yù)測后開挖隧道的地質(zhì)條件。（8）當隧道排水或突涌水對地下水資源或周圍建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生重大影響時，應(yīng)進行水力聯(lián)系觀測。4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)4.隧道地質(zhì)超前預(yù)報的分級與分類1）超前地質(zhì)預(yù)報的分級根據(jù)地質(zhì)復(fù)雜程度，包括巖溶發(fā)育程度、涌水涌泥程度、斷層穩(wěn)定程度、地應(yīng)力影響程度和瓦斯影響程度，地質(zhì)預(yù)測預(yù)報分為A、B、C和D四個等級。4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)A級超前地質(zhì)預(yù)報方法采用地質(zhì)分析法、彈性波反射法（地震波法、水平聲波剖面法、陸地聲納法）、地質(zhì)雷達法、高分辨直流電法、超前水平鉆探法等進行綜合預(yù)報。B級超前地質(zhì)預(yù)報方法采用地質(zhì)分析法、彈性波反射法（地震波法、水平聲波剖面法、陸地聲納法）、輔以高分辨直流電法、地質(zhì)雷達法，必要時進行超前水平鉆孔。4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)C級超前地質(zhì)預(yù)報方法以地質(zhì)分析法為主。對重要地質(zhì)層界面、斷層或物探異常地段宜采用彈性波反射法（地震波法、水平聲波剖面法、陸地聲納法）進行探測，必要時采用超前水平鉆孔。D級超前地質(zhì)預(yù)報方法采用地質(zhì)分析法，必要時補充其他方法。4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)超前地質(zhì)預(yù)報按預(yù)報長度可分為以下3類：1、短距離預(yù)報。預(yù)報長度小于30m，可采用地質(zhì)調(diào)查法、地質(zhì)雷達法及超前鉆探法等。2、中距離預(yù)報。預(yù)報長度大于或等于30m并小于100m，可采用地質(zhì)調(diào)查法、彈性波反射法及超前鉆探法等。3、長距離預(yù)報。預(yù)報長度大于或等于100m，可采用地質(zhì)調(diào)查法、彈性波反射法及超前鉆探法等。4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)下列隧道超前地質(zhì)預(yù)報方法中，屬于物理勘探法的是（）。A.地質(zhì)調(diào)查法 B.超前導(dǎo)洞法C.地質(zhì)雷達法 D.水力聯(lián)系觀測法答案：C解析：物理勘探法適用于長、特長隧道或地質(zhì)條件復(fù)雜隧道的超前地質(zhì)預(yù)報，主要方法包括有彈性波反射法地質(zhì)雷達法、陸地聲吶法、紅外探測法瞬變電磁法、高分辨直流電法4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)4.2.2

隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)隧道開工前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求，結(jié)合隧道規(guī)模、地形地質(zhì)條件、施工方法、支護類型和參數(shù)、工期安排等編制施工全過程監(jiān)控量測方案。編制內(nèi)容應(yīng)包括：量測項目、量測儀器選擇、測點布置、量測頻率、數(shù)據(jù)處理、信息反饋、組織機構(gòu)、管理體系等。量測計劃應(yīng)與施工進度計劃相適應(yīng)。序號項目名稱方法及工具測點布置精度量測間隔時間

1～15d16d～1個月1～3個月大于3個月1洞內(nèi)、外觀察現(xiàn)場觀測、地質(zhì)羅盤等開挖及初期支護后進行——2周邊位移各種類型收斂計、全站儀或其他非接觸量測儀器每5～100m一個斷面，每斷面2～3對測點0.5mm（預(yù)留變形量不大于30mm時）；1mm（預(yù)留變形量不大于30mm時）1～2次/d1次/2d1～2次/周1～3次/月3拱頂下沉水準儀、銦鋼尺、全站儀或其他非接觸量測儀器每5～100m一個斷面

1～2次/d1次/2d1～2次/周1～3次/月4地表下沉水準儀、銦鋼尺、全站儀等洞口段、淺埋段（h≤2.5b），布置不小于2個斷面，每斷面不小于3個測點0.5mm開挖面距量測斷面前后＜2.5b時，1～2次/d；開挖面距量測斷面前后＜5b時，1次/2～3d；開挖面距量測斷面前后＞5b時，1次/3～7d5拱腳下沉水準儀、銦鋼尺、全站儀等富水軟弱破碎圍巖、流沙、軟巖大變形、含水黃土、膨脹巖土等不良地質(zhì)和特殊性巖土段0.5mm仰供施工前，1~2次/d4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)（2）復(fù)合式襯砌和噴錨襯砌隧道施工時必須進行必測項目的量測。應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求、隧道橫斷面形狀和斷面大小、埋設(shè)、圍巖條件、周邊環(huán)境條件、支護類型和參數(shù)、施工方法等綜合確定選測項目。（3）洞內(nèi)必測項目，各測點宜在靠近掌子面、不受爆破影響范圍內(nèi)盡快安設(shè)，初讀數(shù)應(yīng)在每次開挖后12h內(nèi)、下一循環(huán)開挖前取得，最遲不得超過24h。選測項目測點埋設(shè)時間宜根據(jù)實際需要確定。4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)（4）測點應(yīng)牢固、可靠、易于識別，應(yīng)能真實反映圍巖、支護的動態(tài)變化信息。洞內(nèi)必測項目各測點應(yīng)埋入圍巖中，深度不應(yīng)小于0.2m，不應(yīng)焊接在鋼架上，外露部分應(yīng)有保護裝置。（5）各項量測作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到量測斷面開挖支護全部結(jié)束，臨時支護拆除完成，且變形基本穩(wěn)定后15~20d。4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)3.量測數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用1）應(yīng)及時對現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)繪制時態(tài)曲線（或散點圖）和空間關(guān)系曲線。2）當位移—時間曲線趨于平緩時，應(yīng)進行數(shù)據(jù)處理回歸分析，以推算最終位移和掌握位移變化規(guī)律。3）當位移—時間曲線出現(xiàn)反彎點時，則表明圍巖和支護已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，此時應(yīng)密切監(jiān)視圍巖動態(tài)，并加強支護，必要時暫停開挖。4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)4）隧道監(jiān)控量測工作應(yīng)根據(jù)控制基準建立預(yù)警機制，可按表4.2-3實行分級管理。

表4.2-3位移管理等級管理等級管理位移（mm）施工狀態(tài)ⅢU<（U0/3）可正常施工Ⅱ（U0/3）≤U≤（2U0/3）應(yīng)加強支護ⅠU＞（2U0/3）應(yīng)采取特殊措施4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)遇到下列情況之一時，也應(yīng)提出預(yù)警并分級管理。（1）支護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂，實行Ⅰ級管理；（2）地表出現(xiàn)開裂、坍塌，實行Ⅰ級管理；（3）滲水壓力或水流量突然增大，實行Ⅱ級管理；（4）水體顏色或懸著物發(fā)生變化，實行Ⅱ級管理。4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)5）二次襯砌應(yīng)在滿足下列要求時進行：（1）隧道水平凈空變化速度及拱頂或底板垂直位移速度明顯下降；（2）隧道位移相對值已達到相對位移量的90%以上。4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)4.量測管理隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測應(yīng)成立專門測量小組，由施工單位或委托其他單位承擔量測任務(wù)。量測組負責測點埋設(shè)、日常量測、數(shù)據(jù)處理和儀器保養(yǎng)維修工作，并及時將量測信息反饋于施工和設(shè)計?，F(xiàn)場監(jiān)控量測應(yīng)按量測計劃認真組織實施，并與其他施工環(huán)節(jié)緊密配合，不得中斷工作。各預(yù)埋測點應(yīng)牢固可靠，易于識別并妥善保護，不得任意撤換和遭到破壞。4.2隧道地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測技術(shù)5.竣工文件中應(yīng)包括的量測資料（1）現(xiàn)場監(jiān)控量測計劃。（2）實際測點布置圖。（3