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
第一章总则
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，对开挖工作面前方围岩软硬变化区域、断层、破碎带、溶洞、暗河等
不良地质的位置、产状及围岩结构的完整性与含水的可能性等做出预测，并为预防突泥、突水、坍塌等可能形成的灾害性事故及时提供信息，据此优化设计参数和施工方案，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判断围岩、支护、衬砌的稳定性和应力应变状态，据此校正、修改设计参数，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。

1.3隧道超前地质预报与监控量测相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设技术
的重要手段，是确保隧道工程建设安全、质量、工期目标、提升隧道
建设水平的重要工作。

1.4隧道超前地质预报与监控量测工作是完整履行合同和
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投标承诺的重要内容，参建各方必须高度重视，严格遵守本细则要求，切实做好此项工作。

第二章编制依据
1.《公路工程地质勘察规范》（JTG C20-2011）
2．《工程测量规范》（GB50026-2007）
公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）
公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）
公路隧道施工技术细则》（JTG/T F60-2009）
公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2017）
公路隧道监控量测技术规程》（DB 42/T 900-2013）
公路隧道施工地质预报技术规程》（DB 42/T 561-2009）
项目隧道施工图设计文件
北省内其它类似建设项目隧道超前地质预报和监控量测管理文件
第三章组织管理
3.1按照《关于湖北省交通投资集团有限公司交通基础设施建设项目材料供应及工程检测备选库的公告》文件要求，隧道超前地质预报和监控量测单位（以下简称“隧道监控单位”）由施工单位从备选库中优选，优选的
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隧道监控单位需报总监办、公司备案。

3.2隧道监控单位进场人员资质和数量、设备类型和数量须满足工作要求，并保持人员和设备的稳定，不得随意调整，以保证隧道超前地质预报和监控量测工作（以下简称“隧道预报和监测”）的一致性和连续性。

隧道监控单位负责人调整须经公司同意。

3.3施工单位对隧道预报和监测工作负有主体责任，须有专人负责对隧道预报和监测工作管理。

施工单位不因委托其它单位承担隧道预报和监测工作而免除其自身应该为此承担的责任。

3.4驻地办、总监办对隧道预报和监测工作负有监管责任，必须有专人负责对隧道预报和监测工作进行监理。

监理内容包括审查审批隧道预报和监测实施方案、预报和监测旁站监理、检查审核资料成果等。

3.5公司工程技术部负责隧道预报和监测工作的总体归口管理。

3.6隧道监控单位、施工单位、驻地办、总监办、设计代表处、公司工程技术部指定专人成立日常工作联系小组，小组成员应保持通信联络渠道畅通。

3.7隧道预报和监测出现异常情况时，隧道监控单位及时向
参建各方反映，由驻地办向施工单位下发相应指令。

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第四章工作程序
4.1隧道预报和监测工作程序为：收集资料―编制实施方案及审批―开展隧道预报和监测工作―报送资料―发出预警―下达指令。

4.2隧道监控单位进场后，收集前期勘察设计文件和风险评估报告等资料，迅速展开地质调查，对每座隧道不同区段可能存在的岩溶、突水突泥、塌方、软岩大变形、岩爆、瓦斯等风险进行调查、分析、评价，为编制实施方案准备好基础资料。

4.3在隧道工程开工前，监控单位应根据相关规范、风险评估报告、设计文件等要求，编制隧道预报和监测实施方案，实施方案不仅应全面，更应有针对性，要针对不同区段可能存在的不同风险而编制对应的监控方法和内容。

4.4监控单位编制的隧道预报和监测实施方案经施工单位审查、驻地办审核、总监办批准后实施，在总监办批准前必要时邀请专家进行评审。

批准后的实施方案需报公司备案。

4.5监控单位依据批复后的实施方案开展隧道预报和监测工作，及时完成数据采集和分析，并对数据的准确性负责。

4.6监控单位根据预报和监测数据及相关资料，对隧道地质情况、支护结构变形等情况进行综合分析、评价，并对隧道下一
步施工提出合理化建议后形成报告，及时报送相关单位。

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4.7出现异常情况时，由监控单位按照预警机制，及时发出
警报，并报送相关单位。

4.8在预警情况下，Ⅰ级警报由总监办组织各方商讨解决，必要时邀请专家召开方案处治会；Ⅱ级警报由驻地办组织各方商讨解决。

解决方案由驻地办下达监理指令，并督促施工单位落实到位。

4.9在隧道出现突发事件或将要出现突发事件，将会引起人员或财产损失的紧急情况下，施工单位可在口头征求总监办和公司领导意见后，立即启动应急预案，采取应对措施，随后将有关情况报总监办，经总监办组织研究后做进一步处理。

第五章超前地质预报工作项目
5.1所有隧道施工均必须进行超前地质预报。

超前地质预报应在地质调绘基础上，合理运用物探、钻探等技术，将地面与地下探测相结合、长距离与短距离探测相结合、定性与定量分析相结合，对多种预报成果综合分析，相互验证，提高预报准确性。

5.2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、有害气体、膨胀岩等，同时预判开挖面前方的围岩级别。

5.3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
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处理措施，有效控制地质灾害，确保隧道施工安全。

5.4超前地质预报可采用下列方法：地质调绘、物探、地质超前钻探等，其中物探方法有：弹性波反射法（采用 TSP、TGP、TRT、TST 设备）、地质雷达法、红外探测法等。

超前地质预报宜按以下次序实施：地质调绘、物探、地质超前钻探，以有效探查隧道开挖工作面前方围岩地质条件为原则。

超前地质预报方法的选用和组合，根据以下条款执行。

5.4.1地质调绘：由富有经验的地质专业工程师根据设计勘察资料、已揭露的围岩地层、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、地表不良地质体情况及其它特殊工程地质现象等，综合研判后进行宏观预测预报。

所有隧道每一区段均应进行地质调绘。

5.4.2弹性波反射法：利用人工激发的弹性波（地震波）或声波在不同波阻抗地质体中产生的反射波特性来预报隧道开挖工作面前方地质条件的物探方法。

该方法预报距离较长（100～150 米），操作方便，提交资料及时，对施工干扰小，结论相对可靠。

施作频率要求一般地段洞身每 100～150 米施作一次探测预报，地质复杂地段视情况加密进行。

下列隧道施工应采用弹性波反射法：1）地质条件复杂的特长及长隧道；
2）推测存在大断层、大涌水涌泥、岩爆、有害气体突出等
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严重工程地质灾害的隧道；
3）全部或大部分通过可溶岩，特别是强溶岩地层的隧道；
4）设计明确指定使用弹性波反射法超前地质预报的隧道位置。

5.4.3地质雷达法：借助空间探测雷达原理，使用仪器向被
探测物体发射高频脉冲电磁波，通过观测研究反射电磁波的时间滞后及强弱特征研究地质体特征的电磁类物探方法。

该方法预报距离小于50 米。

下列隧道地段应采用地质雷达法进行预报：
1）短隧道及地质简单且围岩较好的中长隧道；
2）全部或大部分通过可溶岩，特别是强溶岩地层的隧道；
3）需要和其它超前探测方法进行综合判定时。

5.4.4红外探测法：利用已开挖洞身围岩散发的红外辐射场差异，探测隧道前方及周边地质体引起的红外场变化异常的物探方法。

该方法主要应用在隧道推测富水地段。

下列隧道地段应采用红外探测法进行预报：
1）勘测设计推测隧道富水地段；
2）使用其它预报方法推测隧道富水地段；
3）推测断层破碎带部位。

5.4.5地质超前钻探：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。

地质超前钻探探测长度分为短距离（3m～
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6m）、中距离（6m～30m）、长距离（30m～150m）
，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。

下列隧道地段应采用地质超前钻探进行预报：1）勘测设计推测断层破碎带部位；
2）岩溶涌水突泥地段；
3）设计指定使用地质超前钻探的地段；
4）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。

第六章监控量测工作项目
6.1监控量测项目原则上根据规范和设计文件进行，遭遇不良地质体或特殊地段的针对性监控量测项目按照实际需要进行，科研项目需要的特殊监测根据科研要求进行。

6.2监控量测的重点在对可能出现的变形和塌方提出预警，主要区段为洞口段、软岩破碎富水段、岩溶发育段、突水突泥段、断层破碎带段、浅埋偏压段等。

6.3必测项目
监控量测必测项目有洞内外观察、洞口及浅埋段地表变形、拱顶下沉、水平收敛。

6.3.1洞内外观察：每循环爆破后由地质专业工程师进行岩
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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、钢拱架有无被压曲、有无底鼓现象等进行观测并做出表格记录。

6.3.2洞口及浅埋段地表变形：测点布置和观测频率按照规
范和设计文件执行，测点布置应与洞内拱顶下沉、水平收敛量测布设在同一断面；浅埋偏压隧道洞口除沉降观测外要同时量测水平和纵向位移；量测发现位移量过大、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。

6.3.3拱顶下沉量测：测点布置和观测频率按照规范和设计
文件制定详细观测计划执行。

一般在Ⅴ级围岩地段每 10～20 米布设一个断面，Ⅳ级围岩地段每 20～40 米布设一个断面，Ⅲ级围岩地段每 30～50 米布设一个断面，测点原则布设在拱顶中心线上，当围岩较差时在拱顶设置三个测点。

在工作面开挖后 24 小时内测取初始数据。

开挖工作面距量测断面 0～18 米时，每天量测1～2 次；18～36 米时，每天量测1 次；36～90 米时，每2 天量测1 次；大于90 米时，每周量测1 次。

6.3.4水平收敛量测：测点布置和观测频率按照规范和设计
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，每个断面根据开挖方法布置 1～3 对测点（每台阶1 对测点），观测频率同拱顶下沉。

6.3.5拱顶下沉、水平收敛在下列情况下还应增加监测断面
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和频率：隧道埋深较浅或洞口附近区域；隧道出现大变形、塌方、突水突泥等重大事故的事故区域；在围岩的不同分级接触区域。

6.4选测项目
选测项目有仰拱隆起、围岩内部位移、应力、接触压力、爆破震动等，选测项目根据隧道特点和需要进行，一般选择代表性断面，按照规范和设计文件布置测点，制定观测计划后实施。

对于有高地应力的隧道需做接触压力量测。

6.4.1仰拱隆起量测：测点布置和观测频率按照规范和设计
文件制定详细观测计划执行，一般在Ⅴ级围岩地段每 10～20 米布设一个断面，Ⅳ级围岩地段每 20～40 米布设一个断面，测点原则布设在仰拱中心线上，且测点布置应与拱顶下沉、水平收敛量测布设在同一断面。

6.4.2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、软岩大变形段、塌方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量测，测点布设和观测频率参照设计文件执行。

6.4.3应力量测：包括钢架内力、锚杆轴力和混凝土应力量测，目的在于了解钢架、锚杆、混凝土等结构物内部受力状况，以便合理确定支护参数。

测点布设和观测频率可以参照设计文件执行。

6.4.4接触压力量测：目的在于了解围岩与初期支护之间的
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接触压力或初期支护与二次衬砌之间的接触压力，一般用于偏压段、深埋段或特殊结构洞身段，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。

6.4.5爆破震动测试：目的在于检测爆破对同一洞内或相邻
洞内围岩、初支、二衬的影响，取得爆破震动相关速度参数，以便确定隧道开挖的爆破参数，测点布设在隧道有代表性断面上。

第七章预警机制
7.1超前地质预报预警
超前地质预报预警实行三级管理。

1）当预报开挖后毛洞稳定；应力条件一般，不成岩爆，轻微变形；少量渗水或无水等，实行Ⅲ级管理，隧道正常施工。

2）当预报有小断层、软弱夹层、弱富水，个别小型塌方或有局部块石跨落；中等应力，弱岩爆，中～弱变形；小型突水、突泥；结构层间破碎带等，实行Ⅱ级管理，监控单位应通报施工单位、驻地办，并加强监测，谨慎施工。

3）当预报有大～中型断层带、富水、形成失稳塌方、可能酿成大型事故；高地应力，强岩爆，围岩大变形；大～中型突水、突泥、大的涌水等，实行Ⅰ级管理，暂停施工，监控单位第一时间通报施工单位、驻地办、总监办、设计单位、公司，由总监办组织会商决策，必要时邀请专家召开方案处治会。

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7.2监控量测预警
7.2.1预警相关数值
监控量测极限位移值应根据地形情况、地质情况、软岩和硬岩性质、隧道结构类型、周边建筑物特点和重要性，结合工程类比及工程经验等因素制定，一般情况下宜将隧道设计的预留变形量作为极限位移值。

1）地表沉降极限位移值为 5cm，警戒值为 3cm，基准值为2cm。

2）拱顶下沉、水平收敛极限位移值：正洞Ⅴ级围岩 10cm、Ⅳ级围岩 7cm、Ⅲ级围岩 4cm；紧急停车带Ⅴ级围岩 12cm、Ⅳ级围岩10cm、Ⅲ级围岩7cm。

上述数值的三分之二即为警戒值，三分之一为基准值。

在监控量测工作开展过程中，参建各方可根据隧道具体区段的实际地质条件和前一区段监控量测的结果，综合研究后，对极限位移值进行修正。

7.2.2预警管理
监控量测预警实行三级管理，当监测数据在基准值以下时实行Ⅲ级管理，隧道可正常施工；分布在基准值和警戒值之间时实行Ⅱ级管理，监控单位应通报施工单位、驻地办，并加强监测，谨慎施工；超过警戒值时实行Ⅰ级管理，即暂停施工，监控单位第一时间通报施工单位、驻地办、总监办、设计单位、公司，
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由总监办组织会商决策，必要时邀请专家召开方案处治会。

当施工中出现下列情况之一时，也应采取Ⅰ级管理：
1）当变形速率连续 3 天大于等于 5mm，或者单日变形速率大于等于 10mm；
2）量测值出现突变；
3）初期支护出现较大开裂、明显内鼓、钢拱架弯曲折断或
二次衬砌有较大开裂；
4）洞外地表出现较大开裂、坍塌；
5）时态曲线长时间没有变缓的趋势；
6）洞内压力有明显异常。

第八章信息反馈及资料整理
8.1信息反馈
8.1.1监控单位要严格数据复核、审查制度，保证数据的准确性，发现异常及时进行重测。

8.1.2监控单位要以日报、周报、月报、年报、警报等形式
及时反馈隧道预报和监测成果，保证施工单位、驻地办、总监办、设计代表、公司等相关单位能及时掌握隧道施工实际状态。

驻地办需对超前预报、监控量测成果进行审核。

8.1.3隧道预报和监测日报、周报、月报、年报、警报电子
版需及时报送施工单位、驻地办、总监办、设计代表、公司；
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日报纸质版当日报送施工单位，警报纸质版当日、周报纸质版当周末报送施工单位、驻地办，月报、年报纸质版分别在月末、年末报送施工、驻地办、总监办、公司。

8.1.4正常情况下，监控单位应在每次超前地质预报、监控
量测外业完成后 24 小时内将成果以电子版形式报送施工单位、驻地办、总监办、设计代表、公司，同时以纸质版报送施工单位。

8.1.5预报或监测数据出现反常或危险信息时，监控单位立
即将成果以电子版形式报送施工单位、驻地办、总监办、设计代表、公司，同时以纸质版报送施工单位；如发现影响安全的重大异常，立即电话通知施工单位、驻地办、总监办、设计代表、公司。

8.1.6监控单位要通过预报和监测等信息的收集、总结分析后，对隧道施工现状进行风险评估和风险预测，提出应对措施，避免工程事故的发生。

8.1.7监控单位在隧道工程完工后编写总体工作报告报送相关单位。

对于重点部位、异常部位，及时开展专项分析，及时提交专项分析报告。

8.1.8隧道超前地质预报和监控量测要紧密结合，预报地质
复杂地段要加密监控量测，监控量测发现位移变形过大的地段其前方围岩条件可能恶化，施工中要加强超前地质预报，防止发生
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事故。

8.2资料整理
8.2.1超前地质预报和监控量测的资料整理按照规范和设
计文件进行，要求建立健全的档案管理制度，做好工程信息的收
集、整理和归档，并保证现场记录、试验、检测等资料的真实、准确、完整、清晰。

8.2.2超前地质预报的成果资料要及时与开挖后情况进行
核对，总结经验，提高预报水平；要求将预报资料和开挖后对比总结资料（含影像资料）一并整理纳入竣工文件归档。

8.2.3监控量测资料应注明监控量测时工作面施工工序和
开挖工作面距监控量测断面的距离，以及工程的具体条件(如埋深、地质条件、支护参数等)，以便分析不同埋深、地质条件、支护参数等条件下各施工工序、时间、空间与监控量测数据的关系。

8.2.4所有超前地质预报和监控量测数据及分析结果必须
全部纳入竣工资料归档。

第九章其它
9.1没有相应的超前地质预报和监控量测资料，不予批准隧道围岩级别和支护参数的变更。

9.2监控单位要按照国家现行规范和标准独立、公正、有效
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地开展工作，不受任何干扰和影响，保证超前地质预报、监控量测成果准确、客观。

9.3监控单位要确保量测频率、精度符合规范和实际要求，保证数据真实有效，严禁数据造假。

9.4监控单位的能力不能完成此项工作或其工作水平不能满足业主要求，导致安全质量隐患或事故的，公司可以另行委托具有业绩和能力的单位承担相应工作，由此发生的费用由违约单位承担。

9.5监理单位需对隧道预报和监测全过程进行监督，并每天对预报和监测成果进行审核。

9.6总监办、公司检查发现应作而未作隧道超前地质预报、监控量测工作的，视由此造成的后果，将给予相关监控单位、
施工单位和监理单位人员经济处罚、通报批评、解除合同等处罚。

9.7本细则自发布之日起执行，公司工程技术部负责解
释。

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