长大隧道超前地质预报及监控量测QC成果

长大隧道超前地质预报及监控量测QC成果一、工程概况1.1项目简述温州绕城高速西南线工程（仰义至阁巷）第02标段，全长3.355公里，共设隧道1座：乌岩尖隧道，采用双洞六车道形式（上下行分离）。

本标段隧道设置汇总表见下表。

本标段隧道设置汇总表1.2隧道工程地质概况乌岩尖隧道处于低山丘陵区，地面最高点225m左右，隧道设计洞顶高程49 ~30m。

隧道进洞口处于沟谷中，地形坡度大，地势陡峭，洞口段有季节性溪流，水流不大，受流水作用，部分段中风化基岩裸露，较完整，呈大块状，进口段地质条件较好，围岩岩性有粉砂岩、细砂岩，属于硬质岩，抗风化能力较强，但该段隧道埋深较小，小于45m，受隧道埋深、风化及水文地质条件影响，围岩为Ⅳ~Ⅴ级；出洞口段处于丘陵山脊处，地形坡度较缓，围岩岩性有粉砂岩、细砂岩，岩质较坚硬，岩体较完整，属硬质岩，抗风化能力较强，出洞段工程地质条件较好，但该段隧道埋深一般较小，围岩以Ⅳ~Ⅴ级为主；隧道洞身段埋深一般在50 ~160m，其中发育一条节理密集带和霏细斑岩穿插其中，洞身段岩性一般为粉砂岩，属硬质岩，除节理密集带和霏细斑岩岩脉属于Ⅳ级围岩外，一般围岩稳定性较好，属于Ⅲ级。

二、QC小组概况制表人：柳磊日期：2014年12月3日三、监控量测作业监控量测读取数据洞内收敛测量现场测量拱顶沉降测量四、选题理由及确定课题1、本隧道属于长大公路隧道，设计为双向六车道，开挖断面大，不良地质情况较复杂，如何加强隧道施工过程中围岩的变形、沉降，确保隧道施工的安全极为重要的；2、通过现场施工监控测量，及时有效提高隧道围岩险情预报，防止事故发生；3、隧道施工量测是新奥法施工的重要环节，是反馈动态设计的重要依据，它关系到施工安全、结构稳定及工程造价等方面；4、本工程工期紧，任务重，抓好围岩监控量测，指导隧道施工，以确保隧道安全施工是保证工程施工进度和质量的关键；5、监控量测是温州绕城高速西南公司强力要求在每座隧道施工中实施，我项目部把围岩量测工作作为隧道施工的头等大事之一。

2013年11月1日项目部成立了QC小组，召开了第一次小组会议，确定了《加强隧道监控量测有效控制隧道施工安全》的课题，商讨如何提高围岩监控量测对隧道施工的指导作用。

五、现场调查项目部管段内乌岩尖隧道在进洞施工时，洞顶、洞内均设置了观测点，对地表沉降、洞内水平收敛进行了观测。

现场技术进行了观测，发现洞顶地表K8+290断面有一条长约6m,宽1～2mm的横向裂缝。

我们项目部及时组织工程部、安质部和项目部的各级技术质量管理人员及项目部QC小组开展了对管段内隧道开挖施工中存在的沉降、变形问题的QC攻关活动。

通过现场施工调查，以及查阅相关施工技术资料后，经会讨论分析主要原因如下：调查一：经QC小组调查，乌岩尖隧道洞口处于浅埋地段，围岩为强风化粉砂岩，节理裂隙发育，自稳性较差；调查二：乌岩尖隧道进洞开挖工法采用双侧壁导坑法施工，但未严格控制左、右侧导坑步距大于15m，现场实际为两侧导坑同时并进；调查三：乌岩尖隧道进洞施工时逢多雨季节，虽然洞顶截水沟已施作，并按设计对边仰坡进行了锚喷支护，但洞口段基岩裂隙水发育，造成土体承载力及自稳性降低，从而加剧了地表沉降；调查四：隧道进口段拱脚处基岩较硬，开挖采取浅孔爆破，爆破振动对地表沉降有一定的影响；调查五：监控量测点已按要求布设，并及时进行了监控量测。

六、确定目标及可行性论证1、确定目标：（1）测点布设、检测及时规范，切实反映隧道的沉降、变形情况，及时对变形超限的段落采取加固措施。

（2）确保施工安全及结构的长期稳定性；（3）验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法的准确性或为调整支护参数和施工方法提供依据；（4）确定二次衬砌施作时间；（5）监控工程对周围环境的影响；（6）积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据。

2、可行性论证：（1）公司、业主及项目部对隧道施工监控量测工作的重视、支持和隧道施工的需要；（2）QC成员有着丰富的隧道施工、监测经验，为我们攻关提供了有力的技术保证；（3）我项目部与西安长大公路工程检测中心合作，成立乌岩尖隧道监测小组，专门负责隧道监控量测及超前地质预报工作。

七、要因分析及确定1、要因分析：（1）现场作业人员培训教育工作不到位，部分人员的安全、质量意识不强，对双侧壁导坑工法的严格实施存在消极抵抗心理；（2）双侧壁导坑工法实施过程中，左右侧导坑同时并进，未严格按照工法要求控制两侧导坑步距不小于15m，造成开挖过程中沉降量偏大；（3）隧道进口段拱脚处基岩较硬，开挖采取浅孔爆破，爆破振动对地表沉降有一定的影响；（3）洞口段埋深仅5m左右，拱顶覆盖土层较薄，且较为松散；（4）乌岩尖隧道进洞施工时逢多雨季节，虽然洞顶截水沟已施作，并按设计对边仰坡进行了锚喷支护，但洞口段基岩裂隙水发育，造成土体承载力及自稳性降低，从而加剧了地表沉降；（5）监控人员对布设的测点及时进行了测量，但缺乏对隧道沉降、变形的数据进行分析、处理，没有起到对隧道施工的指导作用。

2、要因确认以上多方面原因是引起隧道地表沉降、开裂的主要因素，所以应及时进行测点的布设和监控量测，从而进一步掌握隧道施工中的沉降、收敛及稳定情况，以便及时采取措施、调整预留沉降和变形量。

八、对策实施1、根据调查结果和我们QC小组在共同研究得出结论，针对主要因素采取的对策如下：（1）加强现场作业人员及管理人员的培训、教育，对工法进行详细交底，扭转作业人员的思想认识，提高其安全质量意识；同时，要求技术人员对监控测点的埋设及数据量测、分析做到及时、规范；（2）加强现场监管力度，严格按照工法要求执行，规范双侧壁导坑法施工工序，提升现场施工质量；（3）洞口浅埋段加强监控量测频率，确保施工安全可控；（4）对乌岩尖隧道右线洞顶处裂缝，采取灌注水泥浆进行封堵，并加强观测；后续施工过程中，对于洞口段的开挖、支护，尽量避开雨季施工，以减小地表沉降；（5）加强隧道监控量测工作，做到及时检测，并对隧道沉降、变形的数据进行分析、处理，以起到对隧道施工的检测指导。

2、培训教育：2014.4.20 QC小组现场技术人员、施工作业人员以及监控量测小组人员召开了思想教育及工法培训会，对双侧壁导坑工法进行了培训，同时讲解了监控量测对隧道施工的重要性。

2014.4.25上午8:00小组成员组织全体现场技术人员和监控量测小组人员进行培训，主要培训以下内容：（1）提高全员的责任心和责任感，以及我小组为此立下的决心和管理力度；（2）监控量测点的埋设、保护；（3）按要求的频次对测点进行监测，并及时做出数据分析，对隧道沉降和变形做出准确判断。

3、隧道监控量测目的：（1）监视围岩和围岩应力分布状态，掌握围岩和围岩应力分布状态和围岩、隧道支护变形发展趋势；（2）确定二次衬砌支护的最佳时间，使围岩和隧道支护结构达到最佳工作应力状态；（3）了解在不同工作状态下围岩和隧道支护的受力状态及应力分布；（4）评价隧道支护结构和隧道施工方法的合理性和安全性；（5）为判断二次衬砌支护成型后围岩和隧道支护系统是否稳定提供依据；（6）为实现动态变更设计，调整施工方法，修正支护参数提供依据。

4、监控量测制度和资料完善（1）小组人员积极组织量测小组对监控量测制度、方案等进行完善和整理，并对大家进行了技术培训和交底。

（2）在进行洞内拱顶沉降监测、净空收敛监测的同时，地表沉降监测也同样重要，特别是对有断层、地质条件较差、围岩不稳定、浅埋、偏压、洞口段等地表的沉降变化进行观测。

（3）监控量测小组人员对监控量测数据及时进行变形、沉降分析，对超限的隧道积极分析原因，采取措施，防止沉降、变形过大造成隧道施工的不安全因素。

九、效果检查通过QC活动的开展，监控量测人员及现场技术人员的责任心得到加强，监控量测的各种制度、方案等资料得到了完善，规范的量测点布置和保护，监测小组人员及时对测点按照频率进行量测，同时能做到及时对测点的沉降、变形数据分析，以便及时调整开挖方法、预留变形量、支护参数、二衬施作时间等。

在管段内乌岩尖隧施工时，监控量测工作顺利及时进行，有效监控。

2014年度，QC小组共编制、发布《工程地质超前预测报告》32期，《监控量测月报》16期，为现场安全、优质施工提供了坚实的技术支撑。

在几次围岩急剧变化的情况下，通过及时、精确的超前地质预报及监控量测工作，我们提前进行了策划，及时采取了支护变更加固措施，取得了良好的效果。

在小组人员及监控量测小组成员的努力下，监控量测工作得到了业主、监理单位的一致肯定和表扬。

《工程地质超前预测报告》《监控量测月报》十、小组总结通过加强监控量测在隧道施工中的QC应用，我们获得了效益、声誉的双丰收，现总结如下：1、通过开展QC活动，增强了我项目部技术人员的素质，提高了在监控量测技术方面的攻关能力，为今后更好的开展技术攻关工作奠定基础；2、解决了因为监控量测工作的不及时不规范，造成的在隧道变形和沉降过大的情况下，没有及时改变施工工艺和支护参数等问题，避免了无监测情况下的施工不安全因素；3、通过监控量测检测到围岩的变化情况，及时反馈围岩的变形和沉降量，有效指导隧道安全施工作业，同时实现效益最大化；通过通过目前测量所取得的数据统计分析，不同级别围岩收敛稳定时间如下表所示：4、通过本次活动丰富了大家的QC活动经验，同时增强了团队精神。

十一、巩固措施1、对全体技术人员继续进行技术培训教育，更深入的分析围岩监控量测在隧道施工中的重要作用，使其认识程度进一步深化；2、组织制定围岩监控量测方案和管理办法，在变形、沉降量较大的情况下，积极采取有效的措施对其进行加固的指导意义，根据量测数据及时排除险情、及时排除安全隐患。

十二、未来活动规划目前隧道施工正在进行，剩余工程施工仍需小组各成员集思广益，不断探索新型组织管理、技术方法，只有通过大家的不断努力，才能确保整个工程安全、优质、按期的顺利完工。