泰和隧道地質(zhì)超前預(yù)報與施工監(jiān)控量測施工方案_secret

1、玉溪至臨滄高速公路普洱（振太）至臨滄（臨翔）段控制性工程試驗段泰和隧道地質(zhì)超前預(yù)報及監(jiān)控量測施工專項方案編制：復(fù)核：審批：云南公投建設(shè)集團有限公司玉臨勘察試驗段土建施工第二合同段項目部目錄第一一章 工程概況 .1第二章地質(zhì)超前預(yù)報和量測的依據(jù) 2第三章地質(zhì)超前預(yù)報和量測的目的 3第四章地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測方法 4第五章測點布置原則、各隧道量測測點及斷面布置 .27第六章信息反饋與預(yù)測預(yù)報 .28第七章質(zhì)量保證方案及措施 .30第八章量測過程中的應(yīng)急處理措施 .32第九章人員與組織機構(gòu).34第一章 工程概況1.1 概 述1.1.1 工程概述玉溪至臨滄高速公路采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計

2、速度80km/h,整體式路基寬度25.5m,分離式路基寬度 2X 12.75m。泰和隧道為分離式隧道，隧道右幅起止樁號為K201+49A K207+870，全長 6380米；隧道全線位于直線上，隧道所在路段縱坡： K201+490-K204+320為 +0.4%、K204+320-K207+870為-1.9%，最大埋深約 730m 隧道左幅起止樁號 為ZK201+510-ZK207+930全長6420米；隧道全線位于直線上，隧道所在路段 縱坡：K201+510-K204+260為 +0.4%、K204+260-K207+930為-1.9%，最大埋深 約737m本標(biāo)段右幅長度2976米，左幅長度

3、2976米。1.1.2 地層巖性泰和隧道段為中淺切割中山地貌區(qū)。上覆層為第四系坡殘積（Qdl+el ）層,下伏基巖為白堊系下統(tǒng)曼崗組（K1n）地層。第四系覆蓋層厚度不大，分布廣， 基巖出露一般。按照工程力學(xué)性能并結(jié)合工程特征共劃分為四個工程 地質(zhì)單元層。自上而下分述如下：1 、第四系坡殘積（ Qdl+el ）層1 ）粉質(zhì)粘土：淺黃色、灰綠色, 硬塑狀。主要有安山玢巖風(fēng)化后的碎石、 角礫組成,碎石約占 25%左右,表面無光澤,切面粗燥。承載力基本容許值 240Kpa。2）塊石：雜色,中密。骨架顆粒主要由強風(fēng)化砂巖、泥巖等碎塊組成。一般粒組為200mn顆粒質(zhì)量約占55% 200mr20mn顆粒質(zhì)量

4、約占20% 20 2mn顆粒質(zhì)量約占15%其余為粘性土及砂粒充填。承載力基本容許值400kPa。2、白堊系下統(tǒng)曼崗組（K1m地層1 ）砂巖：紫灰、灰紫色，局部呈灰白色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，局部含礫，中厚層 狀構(gòu)造，鈣質(zhì)膠結(jié)，上部強風(fēng)化節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，多呈碎塊狀，巖 質(zhì)較硬，承載力基本容許值 500Kpa;下部中風(fēng)化，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較完整，機械破碎后巖芯呈碎塊狀，短柱狀及柱狀，巖質(zhì)較硬。承載力基本容 許值 800kpa。2）粉砂巖：紫灰、灰白等色，粉粒結(jié)構(gòu)，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，中厚層狀構(gòu)造。 上部強風(fēng)化節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，巖芯多呈碎石狀，巖質(zhì)較軟，承載力 基本容許值450kpa;下部中風(fēng)化，節(jié)理

5、裂隙較發(fā)育，巖體較完整，機械破碎 后巖芯呈碎塊狀、短柱狀及柱狀，巖質(zhì)較軟。承載力基本容許值700kpa。3）泥巖：紫紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)膠結(jié)，中厚層狀構(gòu)造，局部砂質(zhì)含量 較高。上部強風(fēng)化節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，巖芯呈碎塊狀，巖質(zhì)軟，承載 力基本容許值400kpa;下部中風(fēng)化，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較完整，機械破 碎后巖芯呈碎塊狀、短柱狀及柱狀，巖質(zhì)較軟。承載力基本容許值600kpa。1.2.3 水文地質(zhì)條件（1）地表水 洞外地表水發(fā)育，河床縱坡較小，具有山區(qū)河谷暴漲暴跌的特性，最高洪水位漲幅約1.5m。河流寬度約48m水深約0.20.5m,水流量均約1mVs ;隧道洞身段季節(jié)性沖溝呈樹枝狀發(fā)育，

6、水量大小不一，總體水量均不大，水 流量 Q=0.055L/s 不等。隧址區(qū)降雨充沛，植被茂密，地表水系較發(fā)育，地 表水主要接受大氣降雨的補給，匯水面積較大，流量受區(qū)內(nèi)降雨量和季節(jié)性 控制。（2）地下水 隧道區(qū)地下水為第四系孔隙水類型和基巖裂隙水類型。隧址區(qū)第四系孔隙水多賦存于第四系松散土體中，多以潛水形式出現(xiàn)，水位嚴(yán)格受季節(jié)控制， 徑流途徑較短，水量甚微;基巖裂隙水埋藏于白堊系巖層的構(gòu)造裂隙和風(fēng)化 裂隙中，受地形地貌、氣候、地層巖性及構(gòu)造裂隙和風(fēng)化裂隙發(fā)育程度的控 制，水量相對較大，隧址區(qū)溝谷地帶均有泉點出露。1.2.4 氣象隧址區(qū)總體屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，地形十分復(fù)雜，氣候垂直變化明顯。年平均

7、氣溫在10C13C之間，最熱時間是5月和6月，月平均氣溫在18C25C之間。年均降水量在1500mn左右。第二章 方案編制依據(jù) 根據(jù)普洱（振太）至臨滄（臨翔）段控制性工程試驗段（泰和隧道） 兩階段施工圖設(shè)計 地質(zhì)超前預(yù)報及監(jiān)控量測的有關(guān)內(nèi)容，為掌握隧道在施 工期間圍巖發(fā)生的變形，確保隧道施工安全，結(jié)合泰和隧道所穿越地層的工 程地質(zhì)條件，針對該公路隧道的結(jié)構(gòu)特點，制訂現(xiàn)場監(jiān)控量測實施方案，以 利于本項目工作的實施，為隧道的安全施工提供科學(xué)依據(jù)。本監(jiān)控量測實施 方案的制訂主要依據(jù)以下文件和標(biāo)準(zhǔn)：（1 ）普洱（振太）至臨滄（臨翔）段控制性工程試驗段（泰和隧道） 兩階段施工圖設(shè)計；（2）泰和隧道地質(zhì)勘

8、察成果報告 ；（ 3）公路隧道設(shè)計規(guī)范 （JTG D70-2004）（ 4）公路隧道施工技術(shù)規(guī)范 （JTG F60-2009）（5）公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范 （JTJC20-2011）（ 6）工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn) （GB 50218-2014）第三章 地質(zhì)超前預(yù)報和量測的目的 隧道施工監(jiān)控量測、現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查及地質(zhì)超前預(yù)報是在隧道開挖過程中 進行，通過現(xiàn)場勘察及使用各種量測儀器和傳感器對圍巖與支護結(jié)構(gòu)的工作 狀態(tài)進行測量，掌握隧道圍巖與支護結(jié)構(gòu)的工作狀況和安全信息，及時預(yù)見 事故和險情，并為調(diào)整和修改支護設(shè)計參數(shù)提供重要依據(jù)，特別是在采用新 奧法修建的復(fù)合式襯砌的隧道支護體系當(dāng)中，可以根據(jù)圍巖及初期支護

9、結(jié)構(gòu) 的力學(xué)與變形信息來確定二次襯砌的施作時間。通過對泰和隧道在施工過程中圍巖與支護結(jié)構(gòu)變形與力學(xué)特性的現(xiàn)場監(jiān) 控量測以及圍巖前方的超前地質(zhì)預(yù)報，主要達到如下的目的和任務(wù)：1、監(jiān)控量測的目的隧道監(jiān)控量測是隧道施工管理的重要組成部分，應(yīng)將現(xiàn)場監(jiān)控量測項目 列入施工管理文件。作為不可缺少的施工工序，它不僅監(jiān)測各施工階段圍巖 動態(tài)，確保施工安全，而且通過 現(xiàn)場監(jiān)測獲得圍巖動態(tài)和支護工作狀態(tài)的信 息（數(shù)據(jù)），為修正初期支護參數(shù)，確定二次襯砌和抑拱施工作時間提拱信息 依據(jù)，還能為隧道工程設(shè)計與施工積累資料，為今后的設(shè)計和施工提拱類比 依據(jù)。（1）掌握圍巖動態(tài)和支護結(jié)構(gòu)的工作動態(tài)，利用量測結(jié)果修改設(shè)計，指

10、 導(dǎo)施工；（2）預(yù)見事故和險情，以便及時采取措施，防范于未然；（3）積累資料，為以后的工程設(shè)計、施工提供經(jīng)驗；（4）為隧道施工提供可靠的信息；（5）量測數(shù)據(jù)經(jīng)分析處理與必要的計算和判斷后，進行預(yù)測和反饋，以 保證施工安全和隧道穩(wěn)定。2、監(jiān)控量測的任務(wù)（1）制定可靠的監(jiān)控量測方案，為隧道的安全和優(yōu)化施工及地下水的自 然狀態(tài)的保護提供技術(shù)支撐；（2）指導(dǎo)并校核項目部的日常量測和掌子面觀測；（3）負(fù)責(zé)對典型斷面的量測斷面的測點埋設(shè)、量測，對開挖后的圍巖狀 態(tài)做出評價，對量測數(shù)據(jù)及時分析整理并及時向業(yè)主、監(jiān)理單位通報；（4）對支護結(jié)構(gòu)型式，支護參數(shù)和二次襯砌支護時間提出建議，并書面 通知監(jiān)理及業(yè)主；（

11、5）參與由業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理及項目部參加的支護結(jié)構(gòu)型式及參數(shù)、圍 巖類別變更及其它一些變更討論會議；（6）對出現(xiàn)的異常情況迅速向有關(guān)部門發(fā)出警報并及時提出處理方案， 對支護結(jié)構(gòu)的合理性及安全性作出評價；（7）對本隧道水壓力對支護襯砌受力影響進行監(jiān)測和評價；（8）每周和每月提交監(jiān)控量測報告。每季度在原計劃基礎(chǔ)上向業(yè)主和監(jiān) 理提交修正下季度工作安排，工作完后向業(yè)主提交系統(tǒng)的、完整的監(jiān)控報告 及其原始資料，報告的電子文本；（9）根據(jù)施工需要向業(yè)主提出召開監(jiān)控工作會議的建議。第四章 地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控量測方法4.1 地質(zhì)超前預(yù)報的內(nèi)容與工作方法 隧道地質(zhì)超前預(yù)報主要是在隧道施工過程中，根據(jù)巖土工程勘察及

12、設(shè)計 資料和已經(jīng)揭露的地質(zhì)情況，采用儀器設(shè)備和地質(zhì)數(shù)學(xué)方法，對隧道圍巖級 別變化、不良地質(zhì)做出預(yù)測，根據(jù)預(yù)測的結(jié)果優(yōu)化方案并指導(dǎo)施工，有效地 控制災(zāi)害。4.1.1 地質(zhì)超前預(yù)報內(nèi)容 根據(jù)工程所處的地質(zhì)環(huán)境，本次隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報的內(nèi)容包括： （1）預(yù)報掌子面前方的圍巖級別與設(shè)計是否吻合，并判斷其穩(wěn)定性，隨 時提供修改設(shè)計、調(diào)整支護類型、確定二次襯砌時間的建議等；（2）預(yù)報前方可能出現(xiàn)塌方、滑動的部位、形式、規(guī)模及發(fā)展趨勢；（3）預(yù)報圍巖裂隙發(fā)育狀態(tài)，可能出現(xiàn)突然涌水的地點、涌水量的大小 及對施工的影響；（4）對隧道將要穿過不穩(wěn)定巖層或較大的斷層破碎帶做出預(yù)報，以便提 早改變施工方法，做好應(yīng)急

13、預(yù)案；（5）淺埋隧道地表出現(xiàn)下沉或裂縫時，預(yù)報對隧道穩(wěn)定和施工的影響程 度；4.1.2 超前地質(zhì)預(yù)報方案 根據(jù)普洱（振太）至臨滄（臨翔）段控制性工程試驗段（泰和隧道） 兩階段施工圖設(shè)計，超前地質(zhì)預(yù)報主要采取如下方案：（1）采用地質(zhì)雷達進行近距離（20m- 40m較微觀近期預(yù)報；(2)采用TSP202/203隧道地震探測儀進行遠(yuǎn)距離(200m)較宏觀長期預(yù)報；( 3 ) 二者可以相互補充和印證；(4)根據(jù)以上綜合結(jié)果確定是否需要打探孔以及探孔位置和數(shù)量(13個為宜)；( 5) 可探測預(yù)報孤石、斷層(風(fēng)化)破碎帶及含水量等；(6) TSP每次掌子面探測約1h;( 7) 地質(zhì)雷達每次掌子面探測約需

14、30min；( 8)通過探測預(yù)報，超到補充勘探、提高勘探精度、防災(zāi)減災(zāi)作用。4.1.3 地質(zhì)雷達探測預(yù)報工作方法地質(zhì)雷達方法是利用發(fā)射天線向地下介質(zhì)發(fā)射廣譜、高頻電磁波，當(dāng)電 磁波遇到電性(介電常數(shù)、電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率)差異界面時將發(fā)生折射和反射 現(xiàn)象，同時介質(zhì)對傳播的電磁波也會產(chǎn)生吸收濾波和散射作用。用接收天線 接收來自地下的反射波并做記錄，采用相應(yīng)的雷達信號處理軟件進行數(shù)據(jù)處 理，然后根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)圖像結(jié)合工程地質(zhì)及地球物理特征進行推斷解釋， 對掌子面前方的工程地質(zhì)情況(圍巖性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造、圍巖完整性、地 下水和溶洞等情況)做出預(yù)測。擬采用預(yù)報的儀器為瑞典 MALA公司的RAMAC/X3

15、型地質(zhì)雷達，探測剖面 如圖2-1所示布置。探測中使用了 100MH瀕率天線，時窗設(shè)置為：693ns, 采樣頻率： 1104MH，z 樣點數(shù)： 766，迭加次數(shù)： 128次，采集方式：剖面法， 收發(fā)距 0.1 米,點觸發(fā)。圖2-1地質(zhì)雷達探測剖面布置示意圖開展地質(zhì)雷達探測以前，必須依據(jù)以下條款檢查探測適應(yīng)性：1）探測對象與周圍介質(zhì)之間應(yīng)存在明顯電性差異且電性穩(wěn)定；40m2）探測對象與探測距離相比應(yīng)具有一定規(guī)模，探測距離不宜過大（ 以內(nèi)）；3）探測目的體在探測天線偶極子軸方向上的厚度應(yīng)大于所用電磁波在圍 巖中有效波長的1/4 ；4）掌子面不能被極咼電導(dǎo)屏蔽層如金屬板等覆蓋；5）探測工作區(qū)內(nèi)不能有大

16、范圍的金屬構(gòu)件或無線電發(fā)射頻淵等較強的人 工電磁干擾；測網(wǎng)布置應(yīng)符合下列規(guī)定：1）應(yīng)根據(jù)設(shè)計、監(jiān)理等相關(guān)單位的技術(shù)文件或合同規(guī)定布置測線，應(yīng)使 檢測成果具有代表性，并能真實地探測區(qū)域的工程地質(zhì)情況；2）測網(wǎng)布置應(yīng)根據(jù)任務(wù)要求，探測對象的大小與探測距離等因素綜合考 慮。儀器參數(shù)選取應(yīng)符合下列規(guī)定：1）通過現(xiàn)場試驗確定天線和儀器參數(shù)，應(yīng)得出試驗結(jié)論。2）記錄時窗的選擇由最大探測距離、上覆地層的平均電磁波波速以及雷 達反射信號的質(zhì)量來確定，要保證所有可用信號全部被采集。3）采樣間隔宜根據(jù)天線中心頻率而定；現(xiàn)場工作應(yīng)符合下列規(guī)定1）應(yīng)根據(jù)工程圖的要求，繪制測線分布的截面圖； 2）應(yīng)詳細(xì)查驗測區(qū)內(nèi)及附近

17、電磁干擾情況和干擾源位置、特性；3）現(xiàn)場測量時，應(yīng)清除天線和天線電纜附近的金屬物；4）檢查工作應(yīng)均勻分布在不同測線段，重點選擇在主要異常地段或質(zhì)量 可疑地段。檢查工作量不得少于總工作量的5% 20%。4.2 隧道施工監(jiān)控量測方法監(jiān)控量測工作流程 工作流程應(yīng)在現(xiàn)場監(jiān)測工作完成后，及時對量測數(shù)據(jù)進行處理、計算和 分析，具體工作流程見圖 4-2 所示圖4-2工作流程圖422監(jiān)控量測的內(nèi)容根據(jù)普洱（振太）至臨滄（臨翔）段控制性工程試驗段（泰和隧道）兩階段施工圖設(shè)計，本次監(jiān)控量測內(nèi)容如表4-2所示表4-2隧道主要監(jiān)控量測項目表編號項目名稱方法及工具布置測試時間ii藏1天1個月1W月3個月以上必測頂目地辰

18、反支護狀坤巖性，結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及支護毀縫現(xiàn)察 布菰迅地質(zhì)羅盤、幣屈扎或蠶影機隧道全長度,開幣殿初期支護后進卷駅睡戰(zhàn)后攻初期支羅后地霞法、地責(zé)超前預(yù)報牧TSP2O2、如3、她質(zhì)雷達，超前探孔等地質(zhì)雷達聞剛卜0米、地質(zhì)菇前預(yù)眾儀間隔滬100米 f新耳二者相結(jié)相互應(yīng)證施表下抗高獺全站憶水平儀、朮推尺理尉于略開抵矍黜涓口娥霞開挖面更量瀏斷面帽后時.沁天 開挖面距畳別廿面前后舊竝h iW-3天 開挖面距量割斷面前后5B時+ 1恥T天 估為隧道亓槪戯周邊亙移各種類鍛射懈項冃監(jiān)跚雅本按般下 境処璉忙Vgtl巖加如戲、IV級 罪加毗咪淞-臘鵬面在 同巖菽韓帝適當(dāng)im密.躍與埶項冃跆監(jiān)酗面原 期上W、V級圍巖每段捱

19、擇1孑亞典 型斷面泄仏1-2 陽天1陽躍12 ft/周旳月拱項下沉高範(fàn)喪金站憶水平儀、水準(zhǔn)尺、 鋼尺或腿桿1-2勿天1陽狀1-2 陽周1-3 阿月選測項目舉內(nèi)力酬力支柱壓力計、鋼觀- 脫面戟計就其刪力計陽天W3天1-2 況調(diào)1-3 陽月園巖悴內(nèi)鰭詞內(nèi)設(shè)直）洞孔申蚪單氏 多直桿式或韓式葩計1切陽天M天1-2 陽周1-3 陽月團巖怵內(nèi)世鶴 佩設(shè)點）地面鉆孔中安設(shè)各類位移卄同地龍下沉晏求闔巖壓力各神類型巖土壓力會1-2 陽天1陽狀1-2 況調(diào)1-3 陽月兩層支護睚力壓力盒IT 陽天加無1-2 陽周Z ! 陽月轎桿軸力鋼筋計、翔f劇力廿1-2 陽天:I加天1-2 陽周1F 陽月支扒襯副內(nèi)應(yīng)力各類暹農(nóng)土

20、內(nèi)應(yīng)吏計畏表面蠱力翼除法1-2M天沏天1-2Z 陽月圍饌性凝度各種聲被陋配套探頭魁1內(nèi)設(shè)4個斷而剰簽及配李傳爾器臨近畫謂）O隨烽班逬療針繭力、水觀潴壓訊勵量計地表下乳礪度全站益廉平tt水準(zhǔn)尺幵挖面逼量瀏斷頁新后陽昭Z機天 開挖面生觀斷西前后亦1切T天 開挖面距量渕斷而前后韶時 1EV3-7天腦罹斷挖寬度注:1、型測斷面可根據(jù)現(xiàn)場幀情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整.2. 必測和選擇頂目聯(lián)合監(jiān)測斷面根據(jù)工程投資及工程箱況由業(yè)主晞定是否設(shè)置*1. 地質(zhì)及支護狀態(tài)觀察（ 1） 觀測內(nèi)容1） 對開挖后沒有支護的圍巖：a. 巖質(zhì)各類和分布狀態(tài)，近界面位置的狀態(tài)；b. 巖性特征：巖石的顏色、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造；c. 地層時代

21、歸屬及產(chǎn)狀；d. 節(jié)理性質(zhì)、組數(shù)、間距、規(guī)模、節(jié)理裂隙的發(fā)育程度和方向性，斷面 狀態(tài)特征，充填物的類型和產(chǎn)狀等；e. 斷層的性質(zhì)，產(chǎn)狀，破碎帶寬度、特征；f. 石煤層情況；g. 溶洞的情況；h. 地下水類型，涌水量大小，涌水壓力、水的化學(xué)成分，濕度等；i. 開挖工作面的穩(wěn)定狀態(tài)，頂板有無剝落現(xiàn)象。2）開挖后已支護段：a. 初期支護完成后對噴層表面的觀測及裂縫狀況的描述和記錄；b. 有無錨桿被拉脫或墊板陷入圍巖內(nèi)部的現(xiàn)象；c. 噴混凝土是否產(chǎn)生裂隙或剝離， 要特別注意混凝土是否發(fā)生剪切破壞；d. 鋼拱架有無被壓曲現(xiàn)象；e. 是否有底鼓現(xiàn)象。（ 2） 量測目的a. 預(yù)測開挖面前方的地質(zhì)條件及圍巖級別；b. 為判斷圍巖、隧道的穩(wěn)定性提供地質(zhì)依據(jù)；c. 根據(jù)噴層表面狀態(tài)及錨桿的工作狀態(tài)，分析支護結(jié)構(gòu)的可靠程度。（ 3） 量測方法 根據(jù)不良地質(zhì)、突水、洞口淺埋等