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4.2 隧隧道道地地质质超超前前预预报报和和监监控控量量测测技技术术
4.2.1 隧道地质超前预报
1.隧道地质超前预报的目的
2.隧道地质超前预报的内容
（1）地层岩性预报，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土的岩性预报。
（2）地质构造预报，特别是对断层、节理裂隙密集带、褶皱等影响岩体完整性的构造发育情况的预报。
（3）不良地质预报，特别是对岩溶、人为坑洞、瓦斯等发育情况的预报。
（4）地下水预报，特别是对岩溶管道水以及富水断层、富水褶皱轴及富水地层中的裂隙水等发育情况的预报。
3.隧道地质超前预报方法
隧道地质超前预报方法主要有：地质调查法、超前钻探法、物理勘探法（TSP法、TGP法和TRT法）、超前导洞法、水力
联系观测。
（1）地质调查法是隧道施工超前地质预报的基础，适用于各种地质条件隧道，调查内容应包括隧道地表补充地质调查和
隧道内地质素描。
（2）物理勘探法适用于长、特长隧道或地质条件复杂隧道的地质超前预报，主要包括弹性波反射法、地质雷达法、陆地
声呐法、红外探测法、瞬变电磁法、高分辨直流电法。
（3）TSP法适用于各种地质条件，对断层、软硬接触面等面状结构反射信号较为明显，每次预报的距离宜为100～150m，
连续预报时，前后两次应重叠10m以上。
（4）地质雷达法适用于岩溶、采空区探测，也可用于探测断层破碎带、软弱夹层等不均匀地质体。
（5）超前水平钻探每循环钻孔长度应不低于30m。连续预报时，前后两循环孔应重叠5～8m。
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唯
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4.隧道地质超前预报的分级与分类
1）地质超前预报的分级
根据地质复杂程度，包括岩溶发育程度、涌水涌泥程度、断层稳定程度、地应力影响程度和瓦斯影响程度，地质预测预报
分为A、B、C和D四个等级。
A级地质超前预报方法采用地质分析法、弹性波反射法（地震波法、水平声波剖面法、陆地声呐法）、地质雷达法、高分
辨直流电法、超前水平钻探法等进行综合预报。
B级地质超前预报方法采用地质分析法、弹性波反射法（地震波法、水平声波剖面法、陆地声呐法），辅以高分辨直流电
法、地质雷达法，必要时进行超前水平钻孔。
C级超前地质预报方法以地质分析法为主。对重要地质层界面、断层或物探异常地段宜采用弹性波反射法（地震波法、水
平声波剖面法、陆地声呐法）进行探测，必要时采用超前水平钻孔。
D级超前地质预报方法采用地质分析法，必要时补充其他方法。
2）地质超前预报的分类 7 8
1
9
地质超前预报按预报长度可以分为以下三类8 4：
3
短距离预报，预报长度小于30m，可采用 信 地质调查法、地质雷达法及超前钻探法。
微
中距离预报，预报长度大于等于30m系，小于100m，可采用地质调查法、弹性波反射法及超前钻探法等。
联
长距离预报，预报长度大于等于1题00m，可采用地质调查法、弹性波反射法及超前钻探法等。
押
准
4.2.2 隧道施工监控量测技精术
1.监控量测的目的
监控量测的主要目的是掌握围岩和支护工作状态、判断围岩稳定性、支护结构的合理性和隧道整体安全性，确定二次衬砌
合理的施作时间，为在施工中调整围岩级 别、变更设计方案及参数、优化施工方案及为施工工艺提供依据，直接为设计和施工
管理服务。
2.量测内容与方法
（1）现场量测分为必测项目和选测项目两大类， 分別见表4.2－1、表4.2－2。
（3）洞内必测项目，各测点宜在靠近掌子面、不受 爆破影响范围内尽快安设，初读数应在每次开挖后12h内、下一循环开
挖前取得，最迟不得超过24h。选测项目测点埋设时间宜根据实际需要确定。
（4）洞内必测项目各测点应埋入围岩中，深度不应小于 0.2m，不应焊接在钢架上，外露部分8应有保护装置。
表4.2－1 隧道现场监控量测必测项目 9 1
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4
量测间隔时信 3间
序 项目 方法及工
布置 测试精度 微
号 名称 具 1～ 15d 16d～ 系1个月 1～3个月 ＞3个月
联
一
现场观 唯
洞内、 开挖及初期支
1 测、地质 — —
外观察 护后进行
罗盘
各种类型 0.5mm（预留变
收敛计、 形量不大于
每5～100m1个
周边 全站仪或 30mm时）； 1～3次/
2 断面，每断面2 1～2次/d 1次/2d 1～2次/周
位移 其他非接 1mm（预留变形 月
～3对测点
触量测仪 量大于30mm
器 时）
0.5mm（预留变
形量不大于
水准仪、
拱顶下 每5～100m1个 30mm时）； 1～3次/
3 钢尺、全 1～2次/d 1次/2d 1～2次/周
沉 断面 1mm（预留变形 月
站仪
量大于30mm
时）
洞口段、浅埋
水准测量 段
开挖面距量测断面前后＜2.5b时，1～2次/d；
地表下 的方法， （h≤2.5b），
4 0.5mm 开挖面距量测断面前后＜5b时，1次/2～3d；
沉 水准仪、 布置不少于2个
开挖面距量测断面前后≥5b时，1次/3～7d
铟钢尺等 断面，每断面
不少于3个测点
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富水软弱破碎
围岩、流沙、
水准仪、 软岩大变形、
拱脚下
5 铟钢尺、 含水黄土、膨 0.5mm 仰拱施工前，1～2次/d
沉
全站仪 胀岩土等不良
地质和特殊岩
土段
注：b——隧道开挖宽度；h——隧道埋深。
3.量测数据处理与应用
（1）应及时对现场量测数据绘制时态曲线（或散点图）和空间关系曲线。
（2）当位移－时间曲线趋于平缓时，应进行数据处理回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。
（3）当位移－时间曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时应密切监视围岩动态，并加强支护，必
要时暂停开挖。
（4）隧道监控量测工作应根据控制基准建立预警机制，可按表4.2－3实行分级管理。
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信
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系
联
题
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准
精
位移u-时间t的关系曲线图
表4.2－3 位移管理等级
管理等级 管理位移（ mm） 施工状态
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Ⅲ u＜（U 0 /3）
8
4 9 1可
7
正常施工
Ⅱ （U 0 /3）≤U≤（2U 0 /3） 微 信
3
应加强支护
Ⅰ U＞（2U 0 /3） 联
系
应采取特殊措施
一
注：U——实测位移值；U——设计 极限位唯移值。
0
遇到下列情况之一时，也应提出预警并分级管理。
①支护结构出现开裂，实行Ⅰ级管理；
②地表出现开裂、坍塌，实行Ⅰ级管理；
③渗水压力或水流量突然增大，实行Ⅱ级管理；
④水体颜色或悬着物发生变化，实行Ⅱ级管理。
（5）二次衬砌应在满足下列要求时进行：
①隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降；
②隧道位移相对值已达到相对位移量的90％以上。对浅埋、软弱、高地应力围岩等特殊地段应视现场情况确定。
【例题】下列隧道超前地质预报方法，属于物理勘探法的是（ ）。
A.地质调查法
B.超前导洞法
C.地质雷达法
D.水力联系观测法
『正确答案』C
『答案解析』物理勘探法适用于长、特长隧道或地质条件复杂隧道的超前地质预报，主要方法包括有弹性波反射法、地质雷达
法、陆地声呐法、红外探测法、瞬变电磁法、高分辨直流电法。
【例题】隧道周边位移的测量仪器一般采用（ ）。
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A.收敛计
B.测缝计
C.声波仪
D.水平仪
『正确答案』A
『答案解析』隧道周边位移的测量仪器一般采用收敛计。
【例题】隧道监控量测时，当位移一时间曲线出现反弯点时，则表明围岩（ ）。
A.刚刚稳定
B.已经稳定
C.不稳定
D.已经垮塌
『正确答案』C
『答案解析』当位移－时间曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态。
【例题】隧道工程中，以围岩分级为主要依据进行确定有（ ）。
A.设计时速
B.施工方法
C.公路等级
D.隧道施工劳动定额
E.衬砌结构类型、尺寸
『正确答案』BDE
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『答案解析』隧道围岩分级是设计、施工的基础。7施工方法的选择、衬砌结构类型及尺寸的确定、隧道施工劳动定额、材料消
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耗标准的制订都要以围岩分级作为主要依据。8 4
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【例题】下列隧道现场监控量测项目系中，属于选测项目的有（ ）。
联
A.周边位移 题
B.围岩压力 押
准
C.围岩内部位移 精
D.锚杆轴力
E.拱顶下沉
『正确答案』BCD
『答案解析』周边位移和拱顶下沉是必测项目。
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