竹盖山隧道监控量测、质量检测及地质超前预报
实施方案
1 工程概况
竹盖山隧道位于连怀公路中段，设计行车速度为100km/h，按高速公路双向四车道布置，左、右线分离布设。隧道开挖最大宽度11.4m，最大高度8.91m。隧道穿过中低山地貌区，地面标高420~640m。隧道左线起止里程为ZK68+270~Zk70+922，长2652m，隧道最大埋深约185m；隧道右线起止里程YK68+269~YK70+930，长2661m，隧道最大埋深约194m，最小埋深（洞口段除外）18m。左线连州端采用削竹式洞门，怀集（连山）端采用端墙式洞门；右线两端洞门形式与左线相同。左右两线连州端洞口段线间距约为28m，洞身段间距约40m，怀集端线间距约为24m。
勘察过程中，本段共布置钻孔21个，并在其中4个钻孔内开展了钻孔声波测井实验，布置了3630m长度的浅层地震折射波法勘探工作。调查结果显示，该区地层主要为加里东期花岗闪长岩（γδ3）及其风化层，隧址区未见大的断裂构造，隧址区地质构造以节理裂隙为主。其中，隧道进、出洞口位置结构面较为发育。进洞口段主要结构面倾向W或SW，倾角较陡（65°~85°），与洞轴线大角度相交，对洞口的稳定性影响较小；出洞口节理裂隙较为发育的有三组，分别倾向NE、SE、NW，倾角也普遍较陡（52°~79°），主要结构面走向与洞轴线斜交，对隧道围岩稳定性和出口边坡稳定性存在一定的不利影响。结构面普遍较为平直，延伸长度最大未见超过6m，进洞口节理裂隙线密度最大10条/m，出口最大4条/m。隧址区内加里东期花岗闪长岩微风化岩体属坚硬岩，其工程性质较好，饱和单轴抗压强度大于80MPa，是理想的建筑材料。覆盖层较厚，厚度3.2~69.7m，主要由残破积土构成。残破积土以粉质粘土为主，普遍
表现出遇水软化的特征。隧址区不良地质作用规模较小，以地表局部崩塌和滑塌为主。特殊性岩土规模较小，局部花岗闪长岩经绿泥石饰变、风化等改造后形成膨胀岩、高液限软土。项目区地震基本烈度< VI度，地震活动较弱。隧址区地表水系不发育，主要为季节性降雨及沟谷水；地下水以基岩裂隙水、覆盖层和全-强风化层中孔隙水为主；地下和地表水的水量均较贫乏，地下水对混凝土结构无腐蚀性。总得说来，隧道洞身部分地质条件较好，洞口地质条件较差。
竹盖山隧道由广东冠粤路桥有限公司承建，计划2013年4月完工。
2隧道监控量测
2.1 监控量测项目
根据隧道的地质特点和设计资料，综合考虑《公路隧道施工技术规范》（JTJ F60-2009），并参考《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007），主要针对以下项目开展监控量测：
? 拱顶下沉量测 ? 周边收敛量测 ? 浅埋段地表下沉量测 ? 锚杆内力量测
? 初期支护喷混凝土应力量测 ? 二次衬砌压应力量测 ? 钢支撑内力量测
各项目的主要测试目的及设备见表2.1。
表2.1 监控量测项目及仪器汇总表
序号 1 2 3 4 量测项目 拱顶下沉量测 周边收敛量测 浅埋段地表沉降量测 锚杆内力量测 仪器设备 收敛钢尺、水准仪、全站仪 收敛计、全站仪 精密水准仪、水准尺、全站仪 锚杆计、频率计 测试目的 及时掌握隧道整体的稳定情况。
判断围岩的稳定性，确定二次衬砌的施做时间。 与拱顶下沉对比，间接反映隧道的稳定及隧道拱部以上围岩的运动状况。 判断复合式衬砌中锚杆的工作状态及作用范围。 喷混凝土应力5 量测 二次衬砌压应力量测 钢支撑内力量7 测 压力盒、频率计 判断复合式衬砌中围岩载荷大小，判断初期支护与二次衬砌各自分担围岩压力的情况。 判断复合式衬砌中围岩载荷大小，判断初期支护与二次衬砌各自分担围岩压力的情况。 判初期支护中钢支撑载荷大小，判断初期支护承受围岩压力的情况。 6 压力盒、频率计 钢筋计、表面应变计、频率计 2.2 监控实施细则
2.2.1拱顶下沉与洞周收敛量测
拱顶下沉与周边收敛观测在同一个断面内进行。为了叙述方便，将洞周围岩收敛量测与拱顶下沉合并进行说明。拱顶下沉与周边收敛观测采用在每个量测断面的拱顶中心及两侧埋设收敛预埋钩，采用精密水准仪配合钢尺收敛计采集数据的方式观测。
2.2.1.1观测目的与依据
开展隧道拱顶下沉与周边收敛的主要目的在于： (1) 掌握岩体变形变化规律及发展趋势； (2) 预测预报围岩稳定性，为施工安全服务； (3) 选择合理的支护时机和判断支护效果； (4) 优化设计，及时修改喷锚支护参数；
(5) 监视工程的实际运行情况，积累运行资料，为改进设计提高设计水平提供科学依据。
观测方法、标准等参照《工程岩体试验方法标准》（GB/T 50266-99）及《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）制定。
2.2.1.2观测布置 （1）断面布置
结合工程特点，并遵循在避免爆破作业破坏的前提下在质量较差的岩体段落多布的原则，选取了如表2.2所示的监测断面间距及表2.3所示的监测频率，以确保为动态反馈设计及信息化施工提供及时的监测信息。实际工作过程中，可根据现场情况灵活增减断面，另外，一般情况下同时参考位移变化速度、量测断面距开挖面距离确定量测频率，并以位移变化速度为主要指标以便及时指导施工。
表2.2 拱顶下沉与周边收敛监测断面间距及测点数量
围岩级别 断面间距（m） 每个断面测点数量 拱顶下沉测点（个） 洞周收敛测线（条） V IV III Ⅱ 10~15 20~30 30~50 80~100 1~3 1~3 1 1 3~6 3~4 1 1 （2）测点(线)布置原则及形式
不同开挖工法下的测线测点布置图见图2.1。现场实际测点(线)布置时，要根据洞室断面的形状和大小决定，其原则是能量测到岩体的最大变形。同时还需考虑观测工作对工程施工的影响。底部隆起测点的布置重点结合开挖后岩体质量、水文地质条件等情况选择性进行布置。
表2.3 拱顶下沉与周边收敛监测频率
位移速度（mm/d） ≥5 1~5 0.2~1 <0.2 量测断面距开挖面距离（m） < 2 2~10 10~30 >30 量测频率 2次/d 1次/d 1次/2d 1次/7d
(a)短台阶法 (b)单侧壁导坑法
（c）全断面法
图2.1 拱顶下沉及洞周收敛测点布置示意图
2.2.1.3测点安装
首先，确定观测断面。临近工作面的断面、测点尽可能靠近工作面埋设，以不超过2m作为控制。测断面确定以后，首先清理岩石表面，根据测点（线）布置形式选用小型钻机进行钻孔施工。钻孔孔径与孔深视测桩直径、长短和形式而定。顶拱钻孔垂直洞壁，其余位置钻孔水平布置。各测点尽可能在一个平面内，并垂直于洞轴线。
钻孔完成后，将带膨胀管的收敛预埋件敲入孔中，旋上收敛钩后即可量测。测点要安装牢固，端头尽量卧于孔内，外露棱片尽量靠近岩面，以防施工爆破损坏。必要时要对各个测点进行保护。由于爆破或塌方造成测点损坏，应及时在相同位置重新布点，布点后观测应按初始读数观测进行。
2.2.1.4现场观测与数据整理分析 （1）初始读数观测
测点埋设牢固后，即可进行初始读数测读。各断面测点初读数应在下一循环开挖施工前完成，并在较短时间内完成测读，以不超过24h为控制。初始读数观测应反复多次，以连续三次观测读数差值在0.05mm以内为稳定标准，并同时记录现场温度值。采用钢尺收敛计进行数据采集，每次读数2次，以两次之间差值不大于0.02mm为控制标准。使用钢尺收敛计进行量测的关键是保证钢尺拉伸要连贯且用力均衡，并在量测时使用掌托的方式避免仪器本身的重力对钢尺造成影响。实测得到的位移变化量是钢尺收敛计读数、百分表读数以及温度变化引起的长度变化的总和。
测量时，在距离实测点较远的地方设置基准点，然后用水准仪自基准点向实测点进行测量，即可在得到拱顶沉降量、底板隆起量等数据的同时，获得该点高程信息。
某工程质量检测与地质超前预报实施方案(doc 44页)
