【铁路实务】陈士甲 教材精讲班教案 21-第5章-5.2-隧道超前地质预报与监控量测.docx

5.2隧道超前地质预报与监控量测

5.2.1超前地质预报

一、隧道超前地质预报目的

进一步查清隧道开挖工作面前方工程地质与水文地质条件，指导工程施工顺利进行；

降低地质灾害发生概率和危害程度；

为优化工程设计提供地质依据；

为编制竣工文件提供地质资料。

二、超前地质预报主要内容

1.地层岩性（软弱夹层）

2.地质构造（断层）

3.不良地质（岩溶、人为坑洞、暗河）

4.地下水预测预报

三、参建各方在超前地质预报工作中职责与分工

1.建设单位应负责隧道超前地质预报实施大纲审批，并对地质预报工作实施情况进行监督和检查。

2.勘察设计单位应进行隧道地质复杂程度分级，进行超前地质预报方案设计，编制工程概算，分析和研究施工超前地质预报成果，发现地质情况不符，按程序及时变更设计。

3.施工图阶段，经评估为高风险和极高风险的软弱围岩及不良地质隧道，超前地质预报的责任主体为设计单位。其他隧道超前地质预报的责任主体单位为施工单位。

四、超前地质预报常用方法

1.地质调查法

2.钻探法（超前水平钻探）

3.物探法。包括弹性波反射法（地震波反射法、水平声波剖面法、负视速度法和极小偏移距离高频反射连续剖面法等）、电磁波反射法（地质雷达探测）、高分辨直流电法等。

4.超前导坑预报法

五、超前地质预报长度划分和预报方法选择

1.长距离预报。预报长度100m以上。可采用地质调查法、地震波反射法及100m以上的超前钻探等。

2.中距离预报。预报长度30-100m。可采用地质调查法、弹性波反射法及30-100m的超前钻探等。

3.短距离预报。预报长度30m以内。可采用地质调查法、弹性波反射法、电磁波反射法（地质雷达探测）及小于30m的超前钻探等。

5.2.2监控量测

地质复杂隧道宜由监控量测专门机构负责实施。对周边建筑物可能产生严重影响的城市铁路隧道，应实施第三方监测。

一、围岩监控量测项目

必测项目有：（删除一项）

序号

监控量测项目

常用量测仪器

备注

1

洞内、外观察

现场观察、数码相机、罗盘仪

2

拱顶下沉

水准仪、钢挂尺或全站仪

3

净空变化

收敛计、全站仪

4

地表沉降

水准仪、铟钢尺或全站仪

隧道浅埋段

5

拱脚下沉

水准仪或全站仪

不良地质和特殊岩土隧道浅埋段

二、量测

1.监控量测断面及测点布置原则

（1）浅埋及下穿建筑物在隧道开挖前布设地表沉降测点。

（2）地表沉降测点横向间距为2～5m。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围应不小于H0+B

2.拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上，并在开挖12h内埋设。监控量测断面间距：

必测项目监控量测断面间距

围岩级别

断面间距

V～VI

5～10

IV

10～30

Ⅲ

30～50

3.全断面开挖应布设一条水平测线，两条斜测线，台阶法、中隔壁法、双侧壁导坑法等分部开挖法应在每个分部布设一条水平测线、两条斜测线，必要时增加水平测线和斜测线数。

通过综合这三条测线的监测数据，

工程师可以全面了解开挖面的变形情况

三、监控量测频率和控制基准

B为最大开挖宽度

按距开挖面距离确定的监控量测频率

断面距开挖面距离（m）

检测频率

（0-1）B

2次/d

（1-2）B

1次/d

（2-5）B

1次/（2～3d）

＞5B

1次/7d

按位移速度确定的监控量测频率

位移速度（mm/d）

监控量测频率

≥5

2次/d

1-5

1次/d

0.5-1

1次/（2～3d）

＜0.5

1次/7d

位移控制基准

四、工程安全性评价

工程安全性评价应根据位移控制基准，分三个管理等级，并根据位移管理等级采用相应的应对措施。（见下页）

管理等级

距开挖面1B

距开挖面2B

工程对策

Ⅲ

量测小组负责人应向现场技术负责人汇报，并通知现场继续施工

Ⅱ

量测小组负责人应向现场技术负责人汇报，现场技术负责人对分析结果进行复核，并将复核结果立即反馈到有关各方。监理单位立即召集有关各方进行综合评价，提出处理意见。现场在上报分析结果的同时，应加密监控量测频次，必要时采取适当工程措施。

Ⅰ

量测小组负责人应立即向现场技术负责人汇报，确定后采取应急措施（包括暂停施工、实施应急支护、撤离工作面作业人员和设备等），加强现场观测，防止危害。同时立即将信息反馈到有关各方。建设单位应召集有关各方综合评价，制定处理方案。

五、暂停掘进情况

当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时，应暂停掘进，并及时分析原因，采取处理措施。

六、工程措施

1.工程对策分一般措施和辅助施工措施。

一般措施包括：

（1）稳定开挖工作面；

（2）调整开挖方法；

（3）调整初期支护强度和刚度并及时支护；

（4）降低爆破振动影响；

（5）围岩与支护结构间回填注浆。

辅助施工措施包括：

（1）地层预处理，包括注浆加固、降水、冻结等方