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（试行）

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，对掌子面前方围岩软硬变化区域、断层、破碎带、溶洞、暗河等不良地质体的位置、产状及围岩结构的完整性和含水性等做出预测，据此优化方案指导施工，有效控制地质灾害的发生。

1.2 隧道监控量测是在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、衬砌的稳定性和应力应变状态，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 隧道超前地质预报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建造技术的重要手段，是确保宜巴高速公路隧道工程建设安全、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，宜巴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 隧道超前地质预报和监控量测工作由施工单位委托具备专业资质及类似工程业绩的单位承担（施工单位如具备相应资质和业绩条件亦可自行承担）。主要资质要求为：承担单位应具有试验检测公路工程综合甲级资质，并且从事高速公路隧道超前地质预报五年以上，近两年承担过5个隧道以上的超前地质预报及监控量测工作,(要求有证明材料)，仪器操作和分析人员要求为地质、测量工程师以上，且从事隧道超前地质预报、监控量测三年以上。施工单位在签署隧道超前地质预报委托合同前，须将委托协议书草本、承担单位的资质以及人员履历报高监办、业主代表处审查、指挥部批准。对于少数重点隧道，可由指挥部专门委托具备资质的单位承担该项工作。

2.2 承担单位须组建隧道超前地质预报和监控量测实施专门工作小组，并制定详细实施方案。小组成员由地质专业工程师、地球物理专业工程师、隧道专YHZJ Q/T

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业工程师、测量工程师和技工组成。工作小组的组建情况以及实施方案须报高监办审查、业主代表处批准。

2.3 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。

2.4 施工单位不因委托其它单位承担隧道超前地质预报和监控量测工作而免除其自身应该为此担负的责任。

3 仪器设备

3.1 进行超前地质预报一般采用TSP隧道超前预报系统、地质雷达、红外线探水仪、瞬变电磁仪、地质钻机等。

3.2 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、锚杆无损检测仪、压力盒等等。有关仪器必须检校标定合格，确保量测数据准确。

3.3 监测单位还应具备计算机和相关的分析计算软件。

3.4 施工单位应该自有或者其委托的承担单位应拥有上述仪器设备。

4 隧道超前地质预报

4.1 所有隧道施工均必须进行超前地质预报。超前地质预报预判成果要及时反馈指导信息化设计与施工，对前方软弱围岩或其他不良地质体提前主动采取相应加固处理措施，有效控制地质灾害发生，确保隧道施工安全。

4.1.1 隧道超前地质预报的重点在于预报和探测可能引发灾害的下列不良地质现象：断层破碎带、岩溶、涌水突泥、软弱夹层、煤层瓦斯等等。

4.1.2 超前地质预报可采用以下方法：经验法、TSP超前预报系统、地质雷达法、红外探水法、瞬变电磁超前探测、超前地质钻探等。超前地质预报宜以经验法（必做项）、TSP超前预报和超前地质钻探为主，配合其它方法进行，具体方法的选用和组合，根据以下条款执行。

4.2 经验法：即传统地质学分析方法，主要内容包括断层参数预测、地质体投射预报、正洞地质编录与预报。由至少一名地质高级工程师或富有经验的地YHZJ Q/T

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质专业工程师，根据设计勘察资料、已揭露的围岩地层情况、地质构造、赋水构造、岩层含水情况、涌水量大小、炮眼钻孔回水返渣情况及其他特殊工程地质现象等等，综合研判后进行的宏观预测预报。所有隧道施工均应配备地质专业工程师进行此项工作。

4.3 TSP超前预报系统：利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧洞掌子面前方及周围临近区域的地质情况的方法。该方法预报距离较长（100~200m），操作方便、提交资料及时，对施工干扰小，结论相对可靠。

4.3.1 下列隧道施工均必须采用TSP超前地质预报：

4.3.1.1 特长隧道

4.3.1.2 地质复杂的中长隧道

4.3.1.3 设计明确指定使用TSP超前地质预报的隧道里程位置

4.3.2 TSP超前地质预报施作频率：要求一般地段洞身每50~100米施作一次探测预报；地质条件复杂地段，视情况加密进行。

4.3.3 TSP超前地质预报的操作和探测数据解释参照《TSP203隧道超前地质预报技术规范》（见附件）执行。

4.4 地质雷达法：利用超高频窄脉冲电磁波反射探测不同介质分界面的一种勘探方法。一般准确预报距离小于50米。施作频率要求洞身每20米施作一次。下列隧道地段均应采用地质雷达进行预报：

4.4.1 短隧道及地质简单且围岩较好的中长隧道

4.4.2 需要变更围岩类别的隧道洞身段落

4.4.3 需要和其它超前探测方法进行综合判定时

4.5 红外探水法：利用探测目标体红外线场能量变化来判断掌子面前方是否存在隐伏含水构造的一种勘探方法。根据前期超前探测结果的相关资料，针对已经临近的岩溶等含水体进行红外遥感探测。主要应用在推测隧道富水地段和岩溶发育地段。下列隧道地段均应采用红外遥感进行预报：

4.5.1 设计勘测推测岩溶发育的隧道及其岩溶发育部位

4.5.2 使用其它预报方法推测富水的隧道部位

4.5.3 可溶岩地层推测断层破碎带部位

4.5.4 可溶岩地层隧道雨季施工时 YHZJ Q/T

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4.6 瞬变电磁超前探测：瞬变电磁法（简称TEM）是利用不接地回线向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。其基本工作方法是：于掌子面设置通以一定波形电流的发射线圈，从而在其周围空间产生一次电磁场，并在掌子面前方导电岩矿体中产生感应电流，断电后，感应电流由于热损耗而随时间衰减。通过测量断电后各个时间段的二次场随时间衰减变化规律，可得到掌子面前方岩石的地电特征。瞬变电磁法超前探测一般准确距离可达120m。下列隧道地段均应采用瞬变电磁超前探测进行预报：

4.6.1 设计勘测推测岩溶发育的隧道及其岩溶发育部位

4.6.2 使用其它预报方法推测富水的隧道部位和可能存在暗河部位

4.6.3 可溶岩地层推测断层破碎带部位

4.6.4 可溶岩地层隧道雨季施工时

4.7 超前地质钻探：预报对象主要针对已经临近的不良地质体，利用钻孔直观探明不良地质体性质、准确位置、岩溶裂隙、地下水压力、储量等。超前钻孔探测长度一般为30米左右，施工中可以根据现场实际情况对钻孔长度进行调整，探孔数量1~3孔或根据实际需要布置。下列隧道地段均应采用超前地质钻探进行预报：

4.7.1 勘测设计推测岩溶发育的隧道通过岩溶发育部位时

4.7.2 可溶岩地层隧道推测断层破碎带部位

4.7.3 设计指定使用超前地质钻探的地段

4.7.4 岩溶涌水突泥地段

4.7.5 使用其它超前预报方法不能满足对前方地质状况准确判断时

5 隧道监控量测

5.1 监控量测项目原则上根据合同和设计文件进行；遭遇不良地质体或特殊地段的针对性监控量测项目按照变更设计进行；科研项目需要的特殊监测根据科研要求进行。施工单位有义务配合做好相关工作。

5.2 必测项目

5.2.1 地质及支护状态观测：每座隧道均应进行；每循环爆破后由地质专业YHZJ Q/T

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工程师进行岩性、结构面产状、节理裂隙、断层和地下水状况的描述和记录，形成隧道地质展示图；对支护是否开裂脱皮掉块等进行观测并做出表格记录。

5.2.2 洞口地表变形观测：每座隧道均应进行；测点布置和观测频率按照设计文件执行；浅埋偏压隧道洞口除沉降观测外要同时测量水平和纵向位移；监测发现位移量过大、边仰坡开裂或者变形速度无稳定趋势时要加密观测频率并及时反馈处理。

5.2.3 隧道拱顶下沉观测：每座隧道均应进行；测点布置和观测频率按照设计文件制定详细观测计划执行。一般在IV类围岩地段每5~20米布设一个断面，每个断面5个测点；III类围岩地段每20~40米布设一个断面，每个断面3个测点；II类围岩地段每40~100米布设一个断面，每个断面1~2个测点；根据现场实际情况，在变形较大区域还要加密测点和观测频率并及时反馈处理。

5.2.4 隧道净空收敛量测：每座隧道均应进行；测点布置和观测频率按照设计文件制定详细观测计划执行；且测点布置应与拱顶下沉量测布设在同一断面。根据现场实际情况，在变形较大区域还要加密测点和观测频率并及时反馈处理。

5.2.5 锚杆拉拔试验：每座隧道均应进行；目的在于检查锚杆的安装质量、注浆效果和受力情况。每一类围岩选择一组，每组3~5根或每10米选择一个断面，每个断面拉拔3根锚杆进行测试。

5.2.6 锚杆密实度检测：每座隧道均应进行，目的在于检测锚杆长度、注浆密实度等参数。锚杆灌浆7天后进行检测，一般部位按总锚杆数的10%抽检，每单元工程锚杆抽检数不得少于10根；地质条件复杂的重点部位按总锚杆数的50%抽检，每单元工程锚杆抽检数不得少于20根；对于施工中指定的关键部位锚杆要求进行全检。对于不合格锚杆应进行补强或重新补打锚杆。

5.3 选测项目

5.3.1 选测项目根据隧道特点和需要进行，一般选择代表性断面，按照设计文件布置测点和观测频率，制定观测计划后实施。

5.3.2 围岩内部位移量测（洞内设点）：目的在于了解围岩深部变形情况，用于洞口浅埋偏压段或软岩大变形地段以及特殊结构洞身段；一般采用洞内钻孔安设多点杆式位移计的方法进行。测点布设及观测频率可以参照设计文件执YHZJ Q/T

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5.3.3 钢支撑内力量测：在隧道初期支护钢拱架表面焊接应变片进行量测，了解施工过程中钢支撑受力情况。一般每20~30榀钢支撑中选择一榀进行测试；测点布设和观测频率参照设计文件执行。

5.3.4 二次衬砌钢筋应力量测：目的在于了解二次衬砌结构受力情况，一般用于大变形地段、岩溶涌水地段、高水头地段或特殊结构地段。一般采用在钢筋上焊接钢筋应立计进行测试 ，测点布设和观测频率可以参照设计文件执行。

5.3.5 围岩压力和接触应力量测：目的在于了解喷射砼与围岩之间的径向压力或作用于初期支护与二次衬砌之间的接触应力，一般用于浅埋段、大变形地段、岩溶处理地段或特殊结构洞身段。一般采用在二个层面之间埋设压力盒的方法进行测试，测点布设和观测频率可以参照设计文件执行。