第38讲-隧道构造与监控量测技术

围岩体内位移 地面钻孔中安设各类位移 每代表性地段1～2 个断面，每
3
0.1mm
（地表设点）
计
断面钢支撑内力3～5 个钻孔
每代表性地段1～2 个断面，每
4
围岩压力
各种类型岩土压力盒
0.01MPa
断面钢支撑内力3～7 个测点
两层支护间压 5
力
压力盒
每代表性地段1～2 个断面，每 0.01MPa
断面钢支撑内力3～7 个测点
每代表性地段1～2 个断面，每
6
锚杆轴力
钢筋计、锚杆测力计 断面钢支撑内力 3～7 个锚杆 0.01MPa
（索），每根锚杆 2～4 个测点
3
每代表性地段1～2 个断面，每
7
隧底隆起 水准仪、铟钢尺或全站仪
0.5～1mm
断面钢支撑内力3～7 个测点
支护、初衬内 各类混凝土内应变计及表 每代表性地段1～2 个断面，每
超前导洞法 可采用平行超前导洞法和隧道内超前导洞法 水力联系观测 隧道排水或突涌水对地下水资源或周围建（构）筑物产生重大影响
1
【例题 9·多选】隧道地质超前预报方法主要有（
）。
A.超前钻探法
B.地质调查法
C.TSP 法
D.TGP 法
E.TRM 法
答案：ABCD
解析：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、
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 17·单选】隧道监控量测时，当位移—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
答案：C
解析：当位移一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。
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 19·案例节选】
【背景资料】【2018】
5
某山岭隧道为单洞双向两车道公路隧道，其起讫桩号为 K68+238～K69+538，隧道长 1300m。该隧道设计图中描述的地质情况为：K68+238～K68+298 段以及 K69+498～K69+538 段为洞口浅埋段，地下水不发育，出露岩体极破碎，呈碎、裂状；K68+298～K68+598 段和 K69+008～K69+498 段，地下水不发育，岩体为较坚硬岩，岩体较破碎，裂隙较发育且有夹 泥，其中，K68+398～K68+489 段隧道的最小埋深为 80m；K68+598～K69+008 段，地下水不 发育，岩体为较坚硬岩，岩体较为完整，呈块状体或中厚层结构，裂隙面内夹软塑状黄泥。
应进行锚杆抗拔力试验。位于Ⅳ～Ⅵ级围岩中且覆盖层厚度小于 40m 的隧道，应进行地表
沉降量测。
【例题 14·单选】下列隧道现场监控量测项目中，属于必测项目的是（
）。【2017】
A.围岩压力
B.锚杆压力
C.周边位移
D.爆破震动
答案：C
解析：隧道现场监控量测必测项目有洞内外观察、周边位移、拱顶下沉、地表下沉。
危害程度
预报方式
存在重大地质灾害隐患的地段，特殊地质地段，重大物探异常地段， Ⅰ级
A 级 可能产生大型、特大型突水突泥地段，诱发重大环境地质灾害的地段，
高地应力、瓦斯、天然气问题严重的地段以及人为坑洞等。
存在中、小型突水突泥隐患的地段，物探有较大异常的地段，断裂带
B级
Ⅱ级
等。
C 级 水文地质条件较好的碳酸盐岩及碎屑岩地段、小型断层破碎带，发生 Ⅲ级
D.小型断层破碎带，发生突水、突泥可能性较小地段
答案：C
解析：本题考查的是隧道地质超前预报。选项 A 属于 B 级地质灾害，选项 B 属于 D 级
地质灾害，选项 D 属于 C 级地质灾害。
【例题 12·单选】存在中、小型突水突泥隐患的地段，物探有较大异常的地段，断裂带等
属于（
）级地质灾害。
A. A
B. B
【例题 18·多选】隧道二次衬砌的施作前应满足的条件有（
）。
A.隧道水平净空变化速度明显下降
B.初期支护已拆除
C.隧道位移相对值已达到相对位移量的 90%以上
D.二次衬砌距开挖距离较长
E.拱顶或底板垂直位移速度明显下降
答案：ACE
解析：二次衬砌的施作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
6
铟钢尺等
隧道现场监控量测选测项目
序号 项目名称
方法及工具
布置
测试精度
每代表性地段1～2 个断面，每
钢架内力及外
0.1MPa
1
支柱压力计或其它压力计 断面钢支撑内力3～7 个测点，
力
或外力 1 对测力计
围岩体内位移 洞内钻孔中安设单点、多 每代表性地段1～2 个断面，每
2
0.1mm
（洞内设点） 点杆式或钢丝式位移计 断面钢支撑内力3～7 个钻孔
选项 ABD 属于选测项目。所以本题选 C。
【例题 15·多选】下列隧道现场监控量测项目中，属于选测项目的是（
）。
A.围岩体内位移 B.围岩压力 C.周边位移 D.支护初砌内应力 E.锚杆轴力
答案：ABDE
解析：周边位移属于隧道现场监控量测必测项目。
【例题 16·多选】隧道在量测地表下沉项目时，应采用（
C. C
D. D
答案：B
解析：存在中、小型突水突泥隐患的地段，物探有较大异常的地段，断裂带等属于 B 级
地质灾害。
【例题 13·单选】 Ⅱ级预报可用于（
）地质灾害。
A.A 级 答案：B
B.B 级
C.C 级
D.D 级
2
解析：Ⅰ级预报可用于 A 级地质灾害。Ⅱ级预报可用于 B 级地质灾害。Ⅲ级预报可
用于 C 级地质灾害。Ⅳ级预报可用于 D 级地质灾害。
8
0.01MPa
应力
面应力解除法
断面钢支撑内力3～7 个测点
围岩弹性波速
9
各种声波仪及配套探头
在有代表性地段设置
—
度
10
爆破震动
测震及配套传感器
临近建（构）筑物
—
渗水压力、水 11
流量
渗压计、流量计
—
0.01MPa
水准测量的方法，水准仪、
12
地表下沉
洞口段、浅埋段（h0＞2b）
0.5mm
钢铟尺等
隧道开挖后应及时进行围岩、初期支护的周边位移量测，拱顶下沉量测；安设锚杆后，
温等发育情况。 4.地下水，特别是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴及富水地层。 三、隧道地质超前预报的方法
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。
地质调查法 适用于各种地质条件隧道超前地质预报 适用于长、特长隧道或地质条件复杂隧道的超前地质预报，包括有弹性波反 射法、地质雷达法、陆地声纳法、红外探测法、瞬变电磁法、高分辨直流电 法
K68＋298～K68＋598 段围岩为Ⅳ级围岩、 K68＋598～K69＋008 段围岩为Ⅲ级围岩、 K69＋008～K69＋498 段围岩为Ⅳ级围岩、 K69＋498～K69＋538 段围岩为Ⅴ级围岩。 （2） 事件一中比选出的开挖方法为环形开挖预留核心土法。 2.（1） K68+398～K68+489 段隧道现场监控量测必测项目为：洞内、外观察；周边位移； 拱顶下沉。 （2） 拱顶下沉量测的方法：水准测量的方法；工具：水准仪、钢尺（或收敛计）。
物理勘探法 TSP 法适用于各种地质条件，尤其断层、软硬接触面等面状结构 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 富水构造破碎带、富水岩溶发育地段、煤系或油气地层、瓦斯发育区、采空
超前钻探法 区以及重大物探异常地段等地质复杂隧道和水下隧道必须采用超前钻探法
）进行量测。
A.水准仪
B.地质罗盘
C.皮尺
D.铟钢尺
E.测杆
答案：AD
解析：隧道现场监控量测项目及量测方法：地表下沉项目时，采用水准测量的方法，
使用工具有水准仪、铟钢尺。
三、量测数据处理与应用
1.当位移-时间曲线趋于平缓时，应进行数据处理或回归分析，以推算最终位移和掌握位移
变化规律。
2.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
测试精度
1 洞内、外观察 现场观测、地质罗盘等
开挖及初期支护后进行
—
每 5～50m 一个断面，每断
2
周边位移 各种类型收敛计、全站仪
0.1mm
面 2～3 对测点
水准测量的方法，水准仪、
3
拱顶下沉
每 5～50m 一个断面
钢尺等
0.1mm
水准测量的方法，水准仪、
4
地表下沉
洞口段、浅埋段（h0≤2b） 0.5mm
《公路工程管理与实务》
基础篇（38）
2B314020 隧道地质超前预报和监控量测技术
2B314021 隧道地质超前预报 一、隧道地质超前预报的目的 1.在施工前期地质勘察成果的基础上，进一步查明掌子面前方一定范围内围岩的地质条件，
进而预测前方的不良地质以及隐伏的重大地质问题。 2.为信息化设计和施工提供可靠依据。 3.降低地质灾害发生的风险。 4.为编制竣工文件提供可靠的地质资料。 二、隧道地质超前预报的内容 1.地层岩性，重点为对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土等。 2.地质构造，重点为对断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况。 3.不良地质，特别是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性、有害气体、高地应力高地温、高岩
突水突泥的可能性较小。
D 级 非可熔岩地段，发生突水突泥的可能性极小。
Ⅳ级
【例题 11·单选】隧道地质灾害分为四类，属于 A 级地质灾害的是（
）。
A.存在中、小型突水突泥隐患地段，物探有较大异常地段，断裂带
B.非可溶岩地段，发生突水、突泥可能性极小地段
C.存在重大地质灾害地段，重大物探异常地段，可能产生大型、特大型突水突泥地段
（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。
3.二次衬砌的施作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。
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，实行分级管理。
位移管理等级
管理等级
管理位移（mm）
施工状态
Ⅲ
U＜（U0/3）
可正常施工
Ⅱ
（U0/3）≤U≤（2 U0/3）
应加强支护
Ⅰ
U＞（2U0/3）
应采Hale Waihona Puke Baidu特殊措施
注：U—实测位移值；U0—设计极限位移值。
遇到下列情况之一时，也应提出预警并分级管理:
TGP 法和 TRT 法)、超前导洞法、水力联系观测。
【例题 10·单选】适用于长、特长隧道或地质复杂隧道的超前地质预报方法是（
）。
A.地质调查法
B.物理勘探法
C.超前钻探法
D.超前导洞法
答案：B
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。
四、隧道地质超前预报的分级
地质灾 害分级
施工过程中发生如下事件： 事件一：施工单位对该隧道的围岩进行了分级。按安全、经济原则从①全断面法、② 环形开挖留核心土法、③双侧壁导坑法中比选出了一种浅埋段隧道施工方法。 事件二：根据设计要求，施工单位计划对 K68+398～K68+489 段隧道实施监控，量测 项目有：洞内外观察、地表下沉、钢架内力和外力、围岩压力、周边位移、拱顶下沉、锚 杆轴力等。 【问题】 1.判断隧道各段围岩的级别。指出事件一中比选出的施工方法。 2.事件二中哪三项为必测项目？写出拱顶下沉量测的方法和工具。 【参考答案】 1.（1） K68＋238～K68＋298 段围岩为Ⅴ级围岩、
2B314022 隧道施工监控量测技术【2016-2018】
一、监控量测的目的
1.掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈，指导施工作业。
2.通过对围岩和支护的变形、应力量测，为修改设计提供依据。
3.分析各项量测信息，确认或修正设计参数。
二、量测内容与方法
隧道现场监控量测必测项目
序号 项目名称
方法及工具
布置