隧道监控量测与超前地质预报分析
隧道超前地质预报和监控量测实施细则
隧道超前地质预报和监控量测实施细则1．总则1.1隧道超前地质预报是在隧道施工过程中根据设计勘察地质资料和已经揭露的地质情况，采用仪器设备和地质学方法，对隧道掌子面前方围岩软硬变化，断层、破碎带、溶洞、暗河等不良地质体的位置大小等做出预测，据此优化方案指导施工，有效控制地质灾害的发生。
1.2隧道监控量测是隧道施工过程中对围岩，支护和衬砌受力变形状态的量测；通过对量测结果的分析来判断围岩、支护、衬砌的稳定性和应变状态，据此校正和修改设计参数和指导施工。
隧道监控量测是新奥法隧道设计施工的重要组成部分；采用新奥法设计施工必须进行监控量测。
1.3隧道超前地质预测与监控量测结合成为隧道信息化动态设计的依据与基础；信息化动态设计是现代信息化隧道改造技术的重要手段，是确保高速公路隧道建设安全、质量、工期目标，提升隧道建设水平的重要工作。
1.4隧道超前地质预报和监控量测工作是完整履行合同和投标承诺的重要内容，高速公路参建各方必须高度重视，严格遵循本细则要求，切实做好此项工作。
2.组织2.1施工单位必须组建隧道超前地质预报和监控量测实施专门工作小组。
小组成员由地质工程师、隧道专业工程师、测量工程师和技工组成。
工作小组成员名单、人员履历、相关资格证书须报经监理部审查批准。
2.2监理单位必须有专人负责对隧道超前地质预报和监控量测进行监理。
监理内容包括审查方案，预报和量测旁站监理、检查审核资料成果等。
2.3施工单位可以将隧道超前和监控量测工作的部分或全部内容委托其它单位承担。
被委托单位必须具有类似工作业绩，被委托单位及人员、委托方案必须经指挥部审查批准。
2.4施工单位不因委托其它单位承担隧道超前地质和监测量测工作面免除其自身应该为此担负的责任。
3.仪器设备3.1进行隧道监控量测必须具备的仪器设备根据设计要求购买和配置。
一般应具备精密水准仪、水准尺、经纬仪或全站仪、隧道激光断面仪、地质罗盘、规尺、收敛计、位移计、锚杆测力计、压力盒等等。
隧道超前地质预报及监控量测技术服务项目的管理细则
隧道超前地质预报及监控量测技术服务项目旳管理细则第一章总则第一条隧道超前地质预报及监控量测技术服务项目是保证隧道施工安全、优化工程设计、实现施工信息化旳重要基础。
通过超前地质预报工作，可以深入查清隐伏旳重大地责问题，及时掌握和反馈隧道地质条件信息；通过监控量测工作，可以及时掌握已开挖隧道段围岩旳变形状况、支护构造旳受力和隧道旳稳定性。
通过隧道超前地质预报及监控量测可为调整隧道设计参数、防护措施，为优化隧道施工组织、制定施工安全应急预案、控制工程变更设计提供根据。
第二条本细则根据福建省高速公路施工原则化管理指南（隧道）和公路隧道监控量测技术规程（DB35）制定，同步，结合福建省项目实际制定。
第二章重要人员责任项目部从接受项目任务、实行到发出超前地质预报、隧道监控量测汇报旳每一环节均有明确旳负责人，实行岗位责任制，保证责任到人。
第一条企业主管领导职责1.检查监督超前地质预报及第三方监测项目部旳工作；2.负责从全局方面协调参建各方旳关系；3.协调企业内资源，保障各项目部工作旳正常开展；4.对重大问题作出决策；5.协调与业主旳关系。
第二条项目技术负责人岗位职责1.现场工作第一负责人，负责主持项目部旳现场所有工作；2.负责项目部内部人员旳分工安排和调配工作；3.审批报表和汇报；4.协调与现场施工队伍、现场技术员和监理旳关系；5.负责质量管理工作，贯彻技术服务工作旳原则化和规范化工作（现场测点、内业资料、成果汇报等）；6.负责项目部人员、设备旳安全工作；7.参与业主等有关方面组织旳技术会议、例会等。
第三条专业工程师岗位职责1.负责监控量测和超前地质预报旳现场工作；2.整顿原始数据、组织和编制监控量测和超前地质预报汇报；3.负责本组仪器设备旳用前用后检查及平常保管、保养工作；4.负责图纸、实行方案、原始记录、汇报等资料旳保管、存档工作。
5.负责本组原始记录资料旳保管工作。
第三章隧道监控量测工作管理措施监测人员在工作过程中必须遵守如下规定：1.原始观测值应在现场用钢笔或铅笔记录在规定格式旳外业手簿中，原始记录必须清晰、完整、精确。
特殊地质超前预报及安全监控量测
G7611都匀至香格里拉高速公路守望至红山段工程A6合同段题目：特殊地质超前预报及安全监控量测编制: 余训中交第三航务工程局有限公司都香高速公路守望至红山段A6合同段项目经理部二0一八年九月特殊地质超前预报及安全监控量测摘要：以红崖山斜井为例。
特殊地质超前预报及安全监控量测是新奥法的重要部分。
在斜井施工中，通过对斜井围岩动态的预报和临测(洞门段还应对地表沉降进行观测) ,进一步查明围岩地质条件、掌握围岩和支护结构的工作状态：利用超前地质预报和安全监控量测结果调整设计支护参数，指导施工：预见事故和险情，以便及时采取措施防止事故发生，确保斜井安全，达到斜井施工安全、节约工程投资的目的。
引言：本隧道岩溶较为发育，地下水丰富，隧道超前预报处预报隧道前方的溶洞或暗河情况，还应预报隧道顶部、边墙侧、底板(仰拱)底下等空间部位岩溶发育情况，以使制定切实可行的处治方案，以防隧道营运后发生岩溶突水事故。
岩溶隧道采用地震仪等设备探测出掌子面前方100~150米范围内的不良地质体的准确属性、较准确位置与空间分布规模。
在以上基础上，如有必要，利用地质雷达等设备进一步探测学子面前方30米范围内的不良地质体的属性、位置与空间分布规模，提高探测预报精度。
对已开挖段落，应采用地质雷达探明隧道底板以下15m范围内的岩溶发育情况，对可能存在的岩溶部位，应进行钻孔验证。
目录1.工程概况 (3)2. 特殊地质超前预报方案 (3)2.1超前地质主要内容 (3)2.2超前地质预报方法 (3)2.2.1地质条件简单情况下C1级超前地质预报方法 (3)2.2.2地质条件较复杂情况下C2级超前地质预报方法 (3)2.2.3地质条件复杂情况下C3级超前地质预报方法 (3)2.3超前地质预报工作顺序 (4)3.监控量测项目 (4)3.1必测项目 (4)3.2选测项目： (4)4.量测数据处理与应用 (5)1.工程概况红崖山斜井运营通风方式采用机械通风、斜井辅助排烟，分别设置1座排烟斜井，红崖山斜井根据斜井区的地形、地质条件、交通条件、综台斜井通风和施工组织等因素，将风机房设于地面。
隧道工程超前地质预报和监控量测指南
隧道工程超前地质预报和监控量测指南1、超前地质预报(1)预报内容①地层岩性。
特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土的预测预报。
②地质构造。
特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况的预测预报。
③不良地质。
特别是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性、有害气体及高地应力等发育情况的预测预报。
④地下水。
特别是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴及富水地层等的预测预报。
(2)预报方法①超前地质预报方法按预报原理可分为地质分析法、钻探法、物探法和超前导坑法。
A、地质分析法。
包括地层分界线、构造线，地下和地表相关性分析、地质作图等。
B、钻探法。
包括深孔水平钻探、5-8m加深炮孔探测及孔内摄影。
C、物探法。
包括地震波反射法、声波反射法、电磁波反射法、红外探测法等。
D、超前导坑法。
包括平行超前导坑法、正洞超前导坑法。
②超前地质预报按预报长度可分为长距离预报(大于200m),中长距离预报(30~200m)和短距离预报(小于30m).③超前地质预报按采用的预报手段数量可分为单一方法地质预报和综合超前地质预报。
(3)预报分级①根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度，分为以下四级：A级存在重大地质灾害隐患的地段，如大型暗河系统，可溶岩与非可溶岩接触带，软弱、破碎、富水、导水性良好的地层和大型断层破碎带，特殊地质地段，重大物探异常地段，可能产生大型、特大型突水突泥地段，诱发重大环境地质灾害的地段，高地应力、瓦斯、天然气、放射性问题严重的地段以及人为坑洞等。
B级中、小型突水突泥地段，物探发现存在较大异常地段、断裂带等。
C级水文地质条件较好的碳酸盐岩及碎屑岩地段、小型断层破碎带，发生突水突泥的可能性较小。
D级非可溶岩地段，发生突水突泥的可能性极小。
②不同地质风险地段的预报方式：A级预报采用地质分析法、地震波反射法或声波反射法、地质雷达、红外探测、超前水平钻探等手段进行综合预报。
首先以地质分析法进行长距离预报，然后采用中长距离地震波反射法或声波反射法和一种或几种短距离物探方法相结合进行预报，同时进行多孔超前钻探探查。
隧道超前地质预报与监控量测施工作业指导及监控要点
隧道超前地质预报与监控量测施工作业指导及监控要点1. 超前地质预报方法要求①隧道每一循环开挖后应及时进行地质素描，核对设计地质情况，判断围岩稳定性。
②超前水平钻探每循环钻孔长度应不低于30m，连续预报时前后两循环孔应重叠5~8m。
③TSP地震波反射法每次预报的距离宜为100~150m，连续预报时，前后两次应重叠10m以上。
④地质雷达在岩溶不发育地段每次预报距离宜为10~20m；在岩溶发育地段预报长度可根据电磁波波形确定。
连续预报时前后两次重叠不应小于5m。
⑤红外探测法每次预报的距离宜为20~30m。
连续预报前后两次重叠长度应不小于5m。
表9.3 超前地质预报方法及要求超前地质预报作业安全预防措施符合设计和技术规程的要求，作业时预防坍塌、掉快、高空作业、突水突泥及其他危险因素。
2.超前地质预报监理控制要点①按照设计给定的超前地质预报设计说明书的里程进行超前地质预报。
②检查超前地质预报报告。
检查所采用的物探、钻探手段、范围、长度、搭接长度等是否与设计相符③超前地质预报应该反馈至设计院，根据超前地质预报结果修改设计，做到动态设计、动态施工。
④超前地质预报时施工单位、监理单位一定要有人员在现场并做好相应记录。
注意，不管做那种超前地质预报前施工单位必须向现场监理报验，现场监理必须旁站并做好记录。
内容有现场人员、设备、数据采集、工作量等。
超前预报资料需保存并建立台帐。
二、监控量测监理工程师审批监控量测计划,监控量测计划应包括量测项目及方法、量测仪器的选择、测点布置、量测频率、数据处理及量测作业人员的组织等内容。
1. 地表下沉量测控制要点：浅埋隧道洞顶地表下沉量测应在隧道尚未开挖前就开始进行，借以获得开挖过程中全位移曲线。
测点和拱顶下沉量测布置在同一断面上。
测点纵向间距与隧道埋深和开挖宽度有关，横向测点一般布置在4—6倍洞室宽范围，隧道中线附近密些，外侧渐稀，间距为2～5m。
在开挖影响范围以外设置2～3个水平基点。
隧道出口超前地质预报报告
改建铁路昆明枢纽扩能改造工程新官庄隧道进口：YDK8+549～YDK8+399段隧道超前地质预报报告(报告编号：TGP-KS1003)建设单位：昆明枢纽铁路建设指挥部设计单位：中铁二院工程集团有限责任公司监理单位：西南交大监理咨询有限公司施工单位：中铁六局集团有限公司报告审核人：检测负责人：检测单位：中铁六局集团有限公司桥隧分公司预报检测中心二〇一〇年六月目录一、工作概况 (1)二、探测方法、设备及原理 (1)三、测线布置 (2)四、探测数据整理与分析 (3)1．探测数据初步整理 (3)2．探测数据计算分析 (3)五、数据处理成果图表 (4)1．检测记录与测段岩体参数表 (4)2．三分量P波、SH波和SV波原始记录波形图 (5)3．综合成果图 (6)六、结论及建议 (7)附表Ⅰ (9)一、工作概况中铁六局集团有限公司检测中心于2010年6月14日对改建铁路昆明枢纽扩能改造工程新官庄隧道出口YDK8+549～YDK8+399范围段进行了隧道地质超前预报检测工作。
工作中利用地质理论分析既有地质资料、并采用先进的地质超前预报技术相结合，目的是为隧道施工提供工作面前方的围岩状态、特征，以及施工中可能引发的地质灾害位置、规模和性质。
二、探测方法及设备1．探测方法本隧道地质超前预报依据的技术文件是铁路工程施工技术指南TZ214—2005《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》，采用隧道地震反射波探测技术。
隧道地震波超前预报技术TSP(Tunnel Seismic Prediction)是利用地震波在不均匀、不连续地质体中产生反射波，实现隧道地质超前预报目的。
地震波震源采用小药量炸药在隧道边墙的风钻孔中激发产生，激发炮孔在洞壁一侧沿直线布置，一般采用24个炮孔。
地震波的接收器也安置在孔中，一般左右壁各布置一个。
地震波在岩石中以球面波形式传播，当地震波遇到弹性波阻抗差异界面时，例如断层、岩体破碎带、岩性变化或岩溶发育带等，一部分地震信号反射回来，一部分信号透射进入前方介质继续传播和发生反射（见图2.1）。
隧道监控量测及超前地质预报方案
施工组织设计（方案）报审表编号：012隧道监控量测及超前地质预报方案复核：目录一、超前地质预报、监控量测实施的重要性 0二、总体规划及组织布置 02.1 组织机构规划 02.2 人员规划 (1)2.3 时间规划 (1)三主要工作内容 (1)3.1 隧道监控量测 (2)3.2 超前地质预报 (2)四监控量测方案 (3)4.1 隧道监控量测的意义 (3)4.2 监测断面布置 (3)4.3 监控量测方法 (3)4.4 监控量测频率 (10)4.5 量测数据的传输与处理 (11)4.6 隧道监控量测资料提交 (12)4.7 监控量测质量评定 (13)五超前地质预报工作方案 (16)5.1 超前地质预报工作目的、意义 (16)5.2地质预报方法 (17)5.3 超前地质预报工作方案 (21)5.4 信息反馈及成果提交 (22)5.5 超前地质预报工作质量评定 (23)六工程质量管理体系 (23)七保证措施 (24)7.1 监控工作及时到位 (24)7.2 监控数据和结果准确可靠 (24)7.3 按时提交成果 (25)一、超前地质预报、监控量测实施的重要性根据广东省珠海市横琴新区市政道路隧道工程的设计文件可知，该工程隧道有两座，分别为一座连拱隧道及分离式隧道。
次干路市政道路DX—17#路设SD—2隧道，隧道为双向四车道小净距隧道，两洞之间净距为15~30m，其中左洞平曲线半径为4800m，右洞平曲线半径为5000m，长约2320m。
环岛西路南段设SD—1隧道，长约580米，为双向四车道的连拱隧道。
该工程区隧道地质条件主要有断层破碎带、浅埋带等地质灾害，稍有不慎，将大变形、塌方等安全事故。
因此，为降低工程施工风险，提前做好防范措施，降低施工风险，提高工程质量，做到信息化施工，对该隧道进行超前地质预报与监控量测工作主要有以下几个方面的价值：1.提前探明前方不良地质，为采取相应的施工措施及方案提供支撑与依据。
2.预测隧道掌子面前方围岩含水情况，探明地下水的具体位置及范围，防止出现涌水、突泥等地质灾害，减少施工盲区。
隧道施工监控量测及超前地质预报
隧道施工监控量测及超前地质预报3.1监控量测3.1.1监控量测的目的监控量测是新奥法施工的重要组成部分，是确保隧道施工安全的信息化手段。
监控量测的目的在于掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈，指导施工作业。
通过对围岩和支护的变位、应力量测，及时提供准确数据和可靠预测，修改支护系统设计；对已开挖、支护段的力学状态进行评价，在有险情时及时采取必要补救措施，确保隧道安全、经济、快速地施工。
监控量测是确定二次衬砌施作时机的科学技术手段；二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作。
具体为初期支护后，按指定位置钻眼，放置测点，采用锚固剂锚固。
围岩变形量较大，流变特性明显时，要加强初期支护并及早施作仰拱和二次衬砌。
围岩和初期支护变形基本稳定应符合下列条件：I、各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定；II、已产生的各项位移，已达到预计总变形量的80%以上；III、周边位移速率小于0.2mm/d，或拱顶下沉速度小于0.15mm/d。
通过监控量测可达到：3.1.1.1早预报,通过地质预报，作好各种预案，为施工方案提供科学依据。
3.1.1.2监控量测（包括拱顶下沉、水平收敛、底板变形、地表下沉等），通过数据分析，对围岩支护体系的稳定情况作出判断，采取对策，确保结构稳定，特别对浅埋偏压地段，以保证施工顺利进行。
3.1.1.3对开挖后自稳程度很差的围岩，喷射砼尚未达到一定强度即趋失稳的围岩，监控量测能够及时发现喷锚后围岩变形量超过设计允许值以及发生突变，做到及时加强临时支护。
3.1.1.4对洞内拱顶和地表布置的测点定期观测，能够发现洞内和地表位移值等于或大于允许位移值，以及地面或洞内出现裂缝，必须立即通知作业人员撤离现场，待制定处理措施后再施工。
3.1.2监控量测项目根据隧道浅埋、围岩破碎、地质条件差的特点，选择以下监控量测项目：洞内外观察（包括地质观察、支护状况观察）、地表下沉量测、净空收敛、拱顶下沉量测。
3.1.3量测断面间距和量测频率3.1.3.1量测断面的间距（1）拱顶下沉及周边收敛量测断面间距见表3-1表3-1拱顶下沉及周边收敛量测断面间距表（2）地表下沉断面间距见表3-2表3-2地表下沉断面间距表注：B表示隧道开挖宽度地表下沉、拱顶下沉预净空收敛量测在同一断面内进行。
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隧道监控量测与超前地质预报分析
杨溪隧道的地质问题比较集中，包括隧道下穿碎裂带以及丰富的地下水可能出现的涌水。
在杨溪隧道施工过程中，预警措施采用监控量测与地质超前预报相结合的方式，比较准确地判断围岩的变化及不良地质的性质，以详细的技术资料保证了施工的安全，并为工程变更提供依据。
标签：隧道施工；地质超前预报；监控量测；数据分析
前言
随着科技的进步和工程技术的发展，人们对地下空间的利用将得到更多重视。
隧道作为山岭地区公路、铁路建设不可缺少的一部分，将会起着越来越重要的作用。
尽管前期勘察进行了地质调查、地质钻探，但由于隧道位于地层之中，对周围地质环境的变化很敏感，无法完全掌握隧道所在地质条件。
这就需要在隧道工程施工过程中加强现场监控量测，从而判断围岩和隧道的稳定状态、以保证施工安全进行。
文章以广乐高速公路杨溪隧道为例，总结和提出了监控量测及信息反馈分析研究方法，对工程实践与研究具有一定的参考价值。
1 工程概况及存在的工程地质问题
广乐高速公路是京港澳高速公路粤境段的复线。
本区属中亚热带湿润型季风气候区，地震基本烈度Ⅵ度，地表水系较发育，在隧道进出口两侧冲沟处常年溪流不断，水量随季节有明显变化。
该隧道地下水为基岩风化带内的裂隙水，丰富的地下水水源，使得隧道区地下水较为发育，施工时要注意排水、预防涌水。
存在的工程地质问题有围岩变形破坏问题；涌水和突水问题；地面沉陷与塌陷问题；其他隧道地质灾害问题，如岩溶塌陷、高地温、瓦斯爆炸和有害气体的突出等灾害问题。
2 内容与目的
目前，地质超前预报分为地质构造预测预报、地层岩性预测预报、地下水预测预报和不良地质预测预报。
其主要目的：清晰的了解掌子面前方的工程地質与水文地质条件，以确保工程施工的顺利进行；进一步减小地质灾害发生的概率和造成危害的程度；为工程设计的优化提供地质依据；为竣工文件的编制提供地质资料。
3 监测方案与数据分析方法
拟监测的项目主要有拱顶下沉、地质和支护状况观察、周边收敛、锚杆拉拔力检测、地表下沉和围岩内部位移量测。
拱顶下沉量测点，在拱顶中心线上布置3个测点；围岩体内位移量测每个断面布设3～5个量测点；接触压力每断面布
设3～7个点。
一般来说，力学分析法和经验法都是分析监测数据、预测隧道的稳定性所常用的方法。
力学计算法一般用于调整和确定支护系统，而经验法则主要是依据经验建来分析监测数据，从而分析围岩的稳定性及支护系统的工作情况。
4 杨溪隧道监测数据分析
ZK66+100断面位于杨溪隧道出口洞身段，设计IV级围岩，上部为土层、强风化、中风化、夹薄层泥质砂岩，岩体破碎状、稳定性差、易坍塌，洞身开挖采用双侧壁导坑法施工。
观测数据如图2、图3、图4所示。
分析可以发现，拱顶下沉量与围岩收敛量相比更大，但二者具有相同的变化趋势，这与实际工程规律相符。
由围岩压力时序图的变化趋势，可以发现其与内空变位收敛曲线的变化趋势相近。
时序图初期的动荡变化反映了围岩原始应力状态破坏后，在开挖面周边范围的岩体出现应力重分布现象，围岩最终重新达到稳定状态。
通过施工监测，可以直观地调整施工节奏，在保证安全的情况下加快施工进度。
5 结束语
（1）监测隧道整体结构的受力变形是监控量测的主要内容。
监控量测以实时数据反馈于施工，及时发现不足之处从而优化设计方案，最终使隧道施工顺利完成。
（2）目前，外部条件因素严重制约着监控量测数据的准确性，数据需要经过相互对比才能准确的得出用于指导施工结论。
（3）开挖会破坏岩体的最初应力状态，使岩体内部应力产生重分布，出现收敛与下沉。
监控量测可以在施工过程中，及时地了解围岩和支护结构实时动态的受力与变形信息，分析判断其发展的趋势，从而对围岩的稳定性和支护系统的可靠性进行评价，以达到了及时调整施工节奏、优化支护参数并进行施工决策的目的。
同时，将量测的数据与反馈分析技术结合起来的方法，能够更全面、真实地反映围岩状态变化，以修正后的参数进行力学计算，则得出的结果将与实际情况较为吻合。
（4）监测采集了围岩和支护结构实时的变化趋势，通过对量测数据的分析，密切监视围岩和支护结构的变形，并将监控信息及时地反馈，可以确保隧道稳定和施工安全。
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