k隧道超前地質(zhì)預(yù)報作業(yè)指導(dǎo)書

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。k隧道超前地質(zhì)預(yù)報作業(yè)指導(dǎo)書隧道超前地質(zhì)預(yù)報作業(yè)指導(dǎo)書隧道超前地質(zhì)預(yù)報作業(yè)指導(dǎo)書一、適用范圍適用于中鐵十四局集團(tuán)貴廣鐵路第三項(xiàng)目部范圍內(nèi)的隧道超前地質(zhì)預(yù)報工作。二、作業(yè)準(zhǔn)備1、內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備（1）、施工前組織技術(shù)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)，閱讀、審核圖紙，熟悉技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（2）、統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)圖中超前地質(zhì)預(yù)報方式和預(yù)報里程，建立超前地質(zhì)預(yù)報臺帳。2、外業(yè)方面（1）、由測量人員提供檢測面的施工里程。（2）、根據(jù)采用的超前地質(zhì)預(yù)報方式做好現(xiàn)場打孔或機(jī)械、人員的配合工作。三、技術(shù)要求1、隧道爆破開挖后及時查看掌子面地質(zhì)

2、狀況，描繪地質(zhì)圖，通過與設(shè)計(jì)的對比，提供地質(zhì)情況預(yù)報。2、隧道施工期的地質(zhì)預(yù)測，應(yīng)包含以下：（1）、斷層及斷面影響帶的位置、規(guī)模及其性質(zhì)。（2）、軟弱夾層的位置、規(guī)模及其性質(zhì)。（3）、巖溶的位置、規(guī)模及性質(zhì)。（4）、不同巖性、圍巖級別變化界面的位置。（5）、工程地質(zhì)災(zāi)害可能發(fā)生的位置和規(guī)模。（6）、含水構(gòu)造的位置、規(guī)模及其性質(zhì)。四、施工程序和工藝流程1、超前地質(zhì)預(yù)報施作工藝流程見下圖所示：采用TSP-203、超前鉆探、地質(zhì)雷達(dá)、地質(zhì)素描法等進(jìn)行綜合探測；超前地質(zhì)預(yù)報要對多種手段所得的資料進(jìn)行綜合分析與評判，相互印證，結(jié)合掌子面揭示的地質(zhì)條件、發(fā)展規(guī)律、趨勢及前兆進(jìn)行預(yù)測、判斷。施工期間施工量測

3、地質(zhì)預(yù)報洞體素描水文地質(zhì)調(diào)查洞內(nèi)量測洞體巖體實(shí)測繪制各類橫斷面繪制隧道縱斷面繪制洞體展示圖綜合研究巖組劃分巖體結(jié)構(gòu)調(diào)查巖體質(zhì)量劃分巖體力學(xué)測試變形量測破碎帶夾層現(xiàn)場力學(xué)測試洞內(nèi)涌水實(shí)測富水地段調(diào)查涌水地段調(diào)查地表洞內(nèi)水監(jiān)測地質(zhì)素描法預(yù)測預(yù)報施工經(jīng)驗(yàn)法預(yù)測超前導(dǎo)洞預(yù)報物探法預(yù)測預(yù)報圍巖變形量測水文調(diào)查及涌水量監(jiān)測其它巖體結(jié)構(gòu)劃分、結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)面關(guān)系分析結(jié)構(gòu)面力學(xué)特征和強(qiáng)度調(diào)查測定不同巖層裂隙頻率不同巖層含水條件巖體完整系數(shù)及穩(wěn)定性聲波測試巖體節(jié)理發(fā)育情況點(diǎn)荷載試驗(yàn)洞體埋深及巖體地震波測試內(nèi)空變形量測圍巖松動圈量測提供實(shí)際涌水資料提出防排水施工建議總結(jié)涌水規(guī)律圖形分析法探洞地質(zhì)類比法鉆孔經(jīng)驗(yàn)分析法

4、TSP203探測聲波探測紅外線探測其它涌水量預(yù)報巖體穩(wěn)定預(yù)報突水、突泥預(yù)報超前鉆孔預(yù)報實(shí)體比例分析斷面圖分析結(jié)果圖表顯示提出變更圍巖類別建議提出支護(hù)建議確定施工方法編制綜合報告綜合研究總結(jié)巖體穩(wěn)定評價2、施工工藝隧道施工過程的地質(zhì)超前預(yù)報，主要是根據(jù)地表和已經(jīng)開挖的隧道的地質(zhì)調(diào)查和各種探測方法取得的資料，以及地質(zhì)推斷法預(yù)測開挖工作面前方一定長度范圍內(nèi)圍巖的工程地質(zhì)條件。如：地面地質(zhì)調(diào)查法、洞身地質(zhì)素描法、鉆速測試法、鉆探孔法、涌水量觀測、巖體結(jié)構(gòu)面量測和圍巖變形觀測。物探測試主要有TSP法、地質(zhì)雷達(dá)法。預(yù)測時根據(jù)地質(zhì)條件的不同，采用一種或幾種方法組合綜合預(yù)報，以工程地質(zhì)法（包括圖析法及地質(zhì)素描

5、法）進(jìn)行超前宏觀預(yù)報為前提，結(jié)合TSP203超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)、地質(zhì)雷達(dá)、超前探孔、經(jīng)驗(yàn)法等綜合手段，分長期預(yù)報、中期預(yù)報、短期預(yù)報三個階段對隧道巖體特征、斷層、涌水等不良工程地質(zhì)進(jìn)行超前預(yù)測預(yù)報:采用TSP系統(tǒng)與地質(zhì)分析法相結(jié)合進(jìn)行長期（長距離）（80m范圍）地質(zhì)預(yù)報；采用儀器鉆孔進(jìn)行3080m距離的中期地質(zhì)預(yù)報；利用臺車鉆孔和地質(zhì)雷達(dá)相結(jié)合，進(jìn)行距離小于30m的短期地質(zhì)預(yù)報；采用在鉆爆循環(huán)中加深（4m）35個炮孔進(jìn)行掌子面前方4m范圍的下一循環(huán)的探測。結(jié)合掌子面地質(zhì)素描預(yù)測法進(jìn)行掌子面作業(yè)影響區(qū)域內(nèi)的當(dāng)前地質(zhì)預(yù)報。對物探異常區(qū)采用鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證，以便指導(dǎo)施工。五、施工要求根據(jù)隧道地質(zhì)復(fù)雜的特點(diǎn)

6、，本著以“早預(yù)報、早預(yù)防”的原則組織施工，采用地質(zhì)調(diào)查、地震波法、超前鉆孔、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探水和地質(zhì)觀測素描等綜合手段進(jìn)行超前探測，根據(jù)探測手段劃分為經(jīng)驗(yàn)類比法和儀器探測兩種預(yù)報方式。5.1經(jīng)驗(yàn)類比法進(jìn)行預(yù)報以往隧道施工經(jīng)驗(yàn)，在施工揭露的斷層帶構(gòu)造、洞內(nèi)滲水、涌水特性以及施工方法、工藝類比該標(biāo)段的地質(zhì)情況、施工方法及工藝,并根據(jù)類比情況對相關(guān)問題提出預(yù)報。5.2、利用地質(zhì)儀器探測進(jìn)行預(yù)報(1)TSP203探測法TSP超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)是目前國內(nèi)外在這一領(lǐng)域里應(yīng)用較多的隧道及地下工程探測設(shè)備。TSP203是最新一代智能型預(yù)報儀，傳感器能采集不同方向的地震信號，能根據(jù)地震反射波判斷發(fā)射截面的三維幾何

7、形態(tài)，經(jīng)電腦分析，自動得出圖像和結(jié)果?？梢员容^準(zhǔn)確的預(yù)報工作面前方100200m范圍內(nèi)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，TSP超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)可以解決的主要技術(shù)問題如下：能探測工作面前方存在的斷層、破碎帶、特殊軟巖、富水巖層和煤系地層與其他地層的界線，還能探測巖漿巖巖體、巖脈等特殊地質(zhì)體。能查明前述不良地質(zhì)體的位置和規(guī)模，能判別不同類別圍巖的分界線，并提供相應(yīng)巖層的地質(zhì)力學(xué)參數(shù)。能探測和較準(zhǔn)確的解釋距離為:軟巖一般能探測150m（最大可達(dá)300m）,硬巖一般能探測250m（最大可達(dá)400m）,有效解釋距離為150m。對不良地質(zhì)體的地質(zhì)性質(zhì)判斷，一般較準(zhǔn)確；對不良地質(zhì)體的位置判斷精度可達(dá)90以上；對不良地

8、質(zhì)體的規(guī)模的判斷精度可達(dá)8590以上。應(yīng)用TSP203超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)進(jìn)行地質(zhì)探測的頻率為：巖層完整、巖性一致地段1次/100m，斷層破碎帶地段1次/50m，必要時再增加頻率，以相互重疊、復(fù)核，提高預(yù)測精度。操作方法是：在開挖工作面排列布置地震激發(fā)和反射波接收的裝置，為排除表面波的影響，傳感器對稱布置在隧洞兩側(cè)的側(cè)幫，距洞表面23m的圍巖內(nèi)部，安裝時使傳感器與巖石結(jié)合緊密；激發(fā)地震波信號的爆破孔，第一排緊靠掌子面，最后一排距傳感器1520m，正常布置24孔，用YT28風(fēng)槍鉆孔，孔徑為3242mm之間，鉆孔間距13m，孔深23m，每孔裝藥量50100g。爆破后，測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄部分實(shí)時顯示所有的

9、數(shù)據(jù)采集通道，并實(shí)時通過測量系統(tǒng)計(jì)算機(jī)顯示監(jiān)視爆破信號的質(zhì)量和傳感器與巖石之間的耦合狀況，初步評價結(jié)果在測量完成后8h內(nèi)即能讀出，以圖像和表格的直觀形式顯示隧道施工前方和四周測量范圍內(nèi)的不良地質(zhì)帶和不連續(xù)界面的位置。(2)地質(zhì)雷達(dá)法采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)報，該方法可以探查斷層及破碎帶、大節(jié)理、巖脈、陡傾角巖體分界線，以及洞穴等。其工作原理是高頻電磁波以寬頻帶脈沖形式，通過發(fā)射天線被定向送入地下，經(jīng)存在電性差異的地下地層或目標(biāo)體反射返回地面，由接收天線接收。高頻電磁波在介質(zhì)中傳播時，其路徑、電磁波強(qiáng)度與波形隨所通過介質(zhì)的電性特征及幾何形態(tài)而變化。所以通過對時域波形的采集、處理和分析，可確定地

10、下界面或地質(zhì)體的空間位置和結(jié)構(gòu)。 (3)地質(zhì)素描及數(shù)碼相機(jī)分析法預(yù)報利用地質(zhì)素描判定工作面前方短距離范圍內(nèi)的地質(zhì)情況。掘進(jìn)施工時，派有經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)工程師在每排炮后對工作面進(jìn)行地質(zhì)觀察、記錄，并用數(shù)碼相機(jī)照相攝影，繪制地質(zhì)素描圖。地質(zhì)素描的主要內(nèi)容包括：地下水狀態(tài)（出水點(diǎn)、出水量、水壓力、突水情況等）；地層巖性（產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造影響程度等）；巖石特性（巖石名稱、風(fēng)化狀況、巖石結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、強(qiáng)度）；地質(zhì)結(jié)構(gòu)面（間距、延伸性、粗糙度、張開性等）；軟弱夾層，貫穿性強(qiáng)的大節(jié)理、斷層（填充情況、風(fēng)化程度、開度、滲漏）等。根據(jù)掌子面地質(zhì)情況，通過對地質(zhì)素描圖的分析，用工程類比法對開挖面前方短距離內(nèi)的巖體穩(wěn)定

11、性進(jìn)行分析，通過綜合分析判斷，提出地質(zhì)預(yù)測報告。(4)超前探孔取芯驗(yàn)證法預(yù)報根據(jù)設(shè)計(jì)地質(zhì)資料及TSP等長期預(yù)報提供的不良地質(zhì)資料，在掌子面距不良地質(zhì)地段約25m左右時，采用輕型地質(zhì)鉆機(jī)在掌子面進(jìn)行鉆孔探測，以便相互印證，根據(jù)TSP探測資料選擇探孔位置，布置兩個探孔，需要時對其中一個進(jìn)行取芯，孔深6080m。在鉆孔的同時，記錄鉆孔速度、巖碴巖粉特征、沖洗液顏色、含泥量、出水部位、鉆桿是否突進(jìn)等情況，探明水量和水壓情況，按設(shè)計(jì)和開挖面的地質(zhì)資料，判定工作面前方的工程、水文地質(zhì)情況，以采取必要的預(yù)防措施。鉆孔前先用稍大直徑的鉆頭鉆孔，安設(shè)3m孔口管，孔口處設(shè)閘閥，在遇到高壓水時緊急關(guān)閉，防止突水。對

12、于取芯鉆孔，每次提鉆后要對巖芯進(jìn)行觀察描述和記錄，記錄各巖層位置、巖性、厚度及其裂隙發(fā)育、充填膠結(jié)情況，做好巖芯的地質(zhì)描述，同時記錄好孔內(nèi)出水情況。取出的巖芯要按孔位編號，擺放整齊，供地質(zhì)人員分析研究。超前鉆孔取芯能夠較真實(shí)地反映掌子面前方的地質(zhì)情況，在隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報中已得到廣泛應(yīng)用。除對可能突水點(diǎn)地段進(jìn)行深孔探測外，為防止意外，對非長探孔地段，用鉆孔臺車在開挖前斷面地質(zhì)較差或滲流水部位鉆不少于2個長度為28m的50超前探孔，對掌子面前方地質(zhì)進(jìn)行超前探測和核實(shí)。 5.3注意事項(xiàng)（1）、隧道超前地質(zhì)預(yù)報多在地質(zhì)情況復(fù)雜多變、圍巖地質(zhì)條件惡劣的地段進(jìn)行，在進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報施作時，要密切關(guān)注圍

13、巖的變化，詳細(xì)掌握圍巖的動態(tài)信息資料，以便及時采取措施保證地質(zhì)預(yù)報工作的順利、安全進(jìn)行；（2）、隧道超前地質(zhì)預(yù)報要采用綜合手段獲取多種參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行對照以得到較為準(zhǔn)確的地質(zhì)信息，切忌憑借單一方法得出的片面結(jié)論來指導(dǎo)施工；（3）、多項(xiàng)預(yù)測預(yù)報手段所得的資料進(jìn)行綜合分析與評判，相互印證，并結(jié)合掌子面揭示的地質(zhì)條件、發(fā)展規(guī)律、趨勢及前兆進(jìn)行預(yù)測、判斷，并根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報結(jié)果，相應(yīng)優(yōu)化調(diào)整措施，以確保施工安全及結(jié)構(gòu)安全，確保工程順利實(shí)施。六、人力資源6.1、組織機(jī)構(gòu)為確保隧道超前地質(zhì)預(yù)報工作落到實(shí)處，成立以項(xiàng)目總工為組長的超前地質(zhì)預(yù)報管理小組，其成員由專職地質(zhì)和物探工程師及長期從事隧道施工地質(zhì)預(yù)報工

14、作的技術(shù)人員組成。全面管理三項(xiàng)目部隧道超前預(yù)報工作，組織機(jī)構(gòu)如下：組長：王旭華副組長：張維組員：楊飛林、王志力、薛猛、范利民、各隧道架子隊(duì)負(fù)責(zé)人技術(shù)主管負(fù)責(zé)技術(shù)交底書的編制、發(fā)放，對工序的實(shí)施過程進(jìn)行控制檢查。根據(jù)施工進(jìn)度，提報材料計(jì)劃。生產(chǎn)保障部負(fù)責(zé)按要求購進(jìn)超前地質(zhì)預(yù)報作業(yè)所需材料；負(fù)責(zé)儀器、設(shè)備的配置、發(fā)放，檢查指導(dǎo)儀器、設(shè)備的使用、保養(yǎng)和維修工作。質(zhì)檢工程師負(fù)責(zé)對整套工序監(jiān)督檢查及抽查。架子隊(duì)隊(duì)長負(fù)責(zé)組織施工，對工序過程實(shí)施監(jiān)督檢查，協(xié)調(diào)作業(yè)班組之間的關(guān)系。地質(zhì)工程師負(fù)責(zé)組織超前地質(zhì)預(yù)報工作的實(shí)施，各隧道技術(shù)負(fù)責(zé)人及技術(shù)員負(fù)責(zé)具體落實(shí)，各施工工班負(fù)責(zé)相應(yīng)工序中的配合、協(xié)作。超前地質(zhì)預(yù)報

15、的數(shù)據(jù)由技術(shù)負(fù)責(zé)人、技術(shù)員負(fù)責(zé)采集、記錄；超前地質(zhì)預(yù)報的數(shù)據(jù)由各技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)整理、分析處理；地質(zhì)預(yù)報數(shù)據(jù)分析結(jié)果由地質(zhì)工程師審核；當(dāng)根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報分析結(jié)果需要調(diào)整后續(xù)施工的方法、方案及工藝時，由技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)編制、地質(zhì)工程師負(fù)責(zé)審核、簽發(fā)。1、人員負(fù)責(zé)超前地質(zhì)預(yù)報作業(yè)人員必須是經(jīng)過培訓(xùn)、工作熟練的技術(shù)人員或工人，并且具有較高的責(zé)任心和質(zhì)量意識。七、設(shè)備機(jī)具配置 設(shè)備（見下表）序號儀器設(shè)備名稱規(guī)格類型單位數(shù)量備注1地質(zhì)雷達(dá)探測儀BK2000套12地震波探測儀TSP-203套13水平鉆機(jī)PD-100臺14數(shù)碼相機(jī)1八、質(zhì)量控制及檢驗(yàn)8.1檢驗(yàn)頻率用TSP203超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)進(jìn)行長距離地質(zhì)探測

16、，洞身1次/100m進(jìn)行探測，通過不良地質(zhì)區(qū)域如斷層破碎帶區(qū)域、突泥涌水區(qū)域等探測頻率為1次/50m，必要時在提高探測頻率。在通過斷層及斷層破碎帶，運(yùn)用地質(zhì)雷達(dá)對掌子面、斷層及斷層破碎帶進(jìn)行探測，探測頻率為1次/30m。根據(jù)本標(biāo)段隧道的地質(zhì)特點(diǎn)，采用30m、50m兩種超前探孔進(jìn)行估算，30m探孔運(yùn)用于一般地段，在不良地質(zhì)區(qū)域，則采用50m探孔取芯。8.2、質(zhì)量保證措施（1）編制詳細(xì)周密、切實(shí)可行的超前地質(zhì)預(yù)報施作方案，合理組織，嚴(yán)格按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的程序按部就班進(jìn)行；（2）利用精密的儀器設(shè)備，縱向多設(shè)測面、橫向多布測點(diǎn)，多種探測方法并用，綜合分析得出預(yù)報信息；（3）認(rèn)真觀測，詳細(xì)記錄，確保收集數(shù)據(jù)的真實(shí)、詳盡；（4）數(shù)據(jù)分析要客觀、連貫，多探測、勤匯總，總結(jié)動態(tài)預(yù)報信息。九、安全要