高速公路隧道超前地質(zhì)預報作業(yè)指導書

1、隧道工程超前地質(zhì)預報作業(yè)指導書編制:審核: 般人員不得操作。進洞應戴好平安帽、穿防高壓電的雨靴，注意操作空間上方、周圍有 無 平安隱患，特別是鉆探掌子面附近是否有危石存在。假設巖體中含有煤層瓦斯、石油天然氣等易燃易爆物，應采用水循環(huán)鉆， 且勿干鉆，電機、照明設備、開關及其它機械設備也應采用防爆型，且不 得 攜帶煙火進洞。為便于控制超前鉆孔揭露巖溶水時的水流及采取措施，孔口應安設孔 口管和閘閥，但孔口管必須安設牢固，防止水壓將孔口管沖出傷人。鉆孔時，鉆機前方安設擋板，防止泥砂沖出傷人。八、TSP隧蜘前地質(zhì)硼信息反應及異常皤的婀信息反應：在實際的開挖過程中，假設發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場的圍巖與預報的圍巖不相符，現(xiàn)

2、場出 現(xiàn)斷層、含水破碎帶、溶洞溶蝕現(xiàn)象等影響圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及平安的情況，請 及時與預報單位聯(lián)系。異常段落處理：1、嚴格落實“短進尺、弱爆破、勤支護”的施工理念，同時加深炮孔 探測，進一步明確前方圍巖情況2、異常段落圍巖開挖后加強支護，防止掌子面的塌方、掉塊等3、采用地質(zhì)雷達進一步明確掌子面前方短距離的地質(zhì)情況4、與設計單位，施工單位，業(yè)主組織召開4方會議，及時的進行圍巖級別調(diào)整及支護參數(shù)的調(diào)整 TOC o 1-5 h z 一、工程概況1二、編制目的2三、編制參考資料2四、TSP203隧道地質(zhì)超前預報工作原理3五、TSP203隧道地質(zhì)超前預報數(shù)據(jù)采集4六、TSP隧道超前地質(zhì)預報對地質(zhì)的分析判斷6七

3、、TSP隧道地質(zhì)超前預報考前須知7八、TSP隧道超前地質(zhì)預報信息反應及異常段落的處理8九、TSP隧道地質(zhì)超前預報現(xiàn)場采集照片錯誤!未定義書簽。隧道工程超前地質(zhì)預報作業(yè)指導書高速公路共有隧道19條，其中：主線隧道17條，雙洞總長：15617米; 連接線隧道2條，單洞總長：1650米；長大隧道2條：官舟隧道2295m、張 家寨隧道2041m；全部隧道共有23個施工作業(yè)面，21個施工隊伍。高速公路隧道圍巖等級以IV、V級為主，中長隧道個別段落存在HI 級圍巖，具體隧道情況見下表：表一：高速公路主線隧道統(tǒng)計表1序號標段隧道名稱結(jié)構(gòu)形式圍巖長度備注IIIIVV11標青楓山隧道別離/p>

4、2偏巖隧道別離式851008910032標大坪隧道別離式4604954205604安家坡隧道別離式80234752505窄巖隧道別離式19028819026063標艾壩隧道別離式89030389030274標官舟隧道別離式6601275345660121538185標盧溪洞隧道別離式37655570698245709下宅隧道別離式540374745623617210青龍隧道別離式783135777002008211官莊隧道別離式3711524943013745126標汪家坡隧道別離式12252351310110137標安家田隧道別離式447412456391148標洞子頭隧道別離式402905

5、02681510標官林隧道別離式770105477101156716張家寨隧道別離式1640388167535517馬頭山隧道別離式2153754422039041表二：連接線隧道統(tǒng)計表序號標段隧道名稱結(jié)構(gòu)形式圍巖長度IIIIVV12標沙子連接線沙子隧道單洞3305802桐園隧道單洞350359根據(jù)施工圖設計地質(zhì)鉆探文件所示內(nèi)容，要求隧道內(nèi)主洞V級圍巖采用 留核心土法環(huán)形開挖；隧道內(nèi)主洞圍巖區(qū)段采用臺階法開挖；隧道內(nèi)主洞圍 巖區(qū)段采用臺階法或全斷面法開挖；隧道內(nèi)緊急停車帶ni級圍巖區(qū)段采用臺 階法開挖。二、編制目的由于隧道地質(zhì)條件的復雜性和多變性，在勘察階段要準確無誤地確定圍 巖的狀態(tài)、特征，

6、并準確預測隧道施工中可能引發(fā)的地質(zhì)災害的位置、規(guī)模 及性質(zhì)是十分困難的。超前地質(zhì)預報可查明掌子面前方圍巖的地質(zhì)情況、不 良地質(zhì)體的位置、水文地質(zhì)狀況等信息，預報隧道圍巖級別，為隧道施工支 護方式提供參考、防止可能出現(xiàn)的工程險情、確保合理的施工措施、降低施 工風險，促使施工技術更趨科學合理。為了進一步重視和加強地質(zhì)超前預報 工作，特編制本作業(yè)指導書，以確保超前地質(zhì)預報工作有序開展，并在實踐 過程中進一步完善預測預報方法的針對性，提高預測預報結(jié)果的準確性，及 時指導施工和修正工程設計，確定施工方案和措施。三、慘考資料1、公路隧道施工技術規(guī)范(JTG F60-2009)；2、公路隧道施工技術細那么(

7、JTG/T F60-2009)3、巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001)；4、高速公路隧道兩階段施工設計文件。四、TSP203隧道地質(zhì)超前讖工作原理利用人工激發(fā)的地震波在不均勻地質(zhì)體中所產(chǎn)生的反射波特性來預報 隧道開挖工作面前方地質(zhì)情況，用于劃分地層界線、查找地質(zhì)構(gòu)造、探測不 良地質(zhì)體的厚度和范圍。TSP和其它地震反射波方法一樣，采用了回聲測量原理(如圖1所示)。 地震波在巖石中以球面波形式傳播,當遇到巖石物性界面(如斷層、巖石破碎 帶和巖性變化等)時，一局部地震信號反射回來，一局部信號透射進入前方 介質(zhì)。反射的地震信號被檢波器接收，反射信號的傳播時間和反射界面的距 離成正比，故而能提供

8、一種直接的測量。再通過專用軟件的分析處理，判讀出前方的地質(zhì)狀況。其技術要求為：(1)彈性波反射法連續(xù)預報時前后兩次應重疊10m以上。(2)在軟弱破碎地層或巖溶發(fā)育區(qū)，一般每次預報距離100m左右， 不宜超過150m。(3)在巖體完整的硬質(zhì)巖地層每次可預報120180nl，但不宜超過200m。圖1 TSP203隧道地質(zhì)超前預報原理五、TSP203隧道地質(zhì)超前碰數(shù)據(jù)穗1）檢測現(xiàn)場的空間要求TSP測量時，要求布置激發(fā)點24個，點距1.5m,接收點兩個，距離最近 的激發(fā)點15-20mo同時，由于系統(tǒng)要求測線呈直線排列，按照檢測技術要 求，在首次進行TSP勘測時要求隧道挖空的最少空間長度為55米，同時，

9、 當測區(qū)第四系覆蓋層比擬厚的情況下，還應增加空間長度，以確保傳感器安 置在較為致密的圍巖中，以免傳感器安放在松散土層中時影響信號接收，因 為松散土層有很嚴重的濾波效應。2）激發(fā)點炮孔布置測試孔布設應根據(jù)隧道施工工程地質(zhì)情況和主要結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀，進行合 理的爆破孔布置。炮孔布置示意圖（如圖2所示）。接收器和第一個炮眼的 距離應該控制在大約20m,在任何情況下都不允許小于15m。測量時必須布 置TSP測量所必需的最少炮眼數(shù)，最少不得少于18個。圖2測點布置示意圖炮孔孔位的基本要求: 數(shù)量：24個，根據(jù)實際位置可以選擇多于18個。直徑：38mm （20-45mm）,用40的鉆頭鉆孔,孔深1. 5m。布

10、置：沿軸徑向，向下傾斜1020 （便于水封填炮孔）。高度：距離隧道隧洞底板約lmo位置：第一個鉆孔離接收器約20m,其余炮眼間距1. 5m。3）接收點孔位的布置接收點孔位布置基本要求：數(shù)量：2個，隧道左右壁面對稱各布置一個。直徑：4345mm,用50的鉆頭鉆孔，深度2m。布置：沿軸徑向，當安置傳感器的套管用環(huán)氧樹脂固結(jié)時，接收點鉆 孔向上傾斜510 ,防止水進入傳感器。高度：距離地面約lmo位置：距離掌子面大約55m,距離第一個炮孔20m。4）裝藥及起爆準備TSP203探測屬于地震勘探，需要瞬發(fā)電雷管和乳化炸藥作為震源產(chǎn)生 地震波。瞬發(fā)電雷管是爆炸無時間延遲的雷管，可以獲得準確的零計時時間。

11、乳化炸藥防水、具有較強的能量，產(chǎn)生的脈沖尖銳，頻率范圍較寬。爆破炸 藥可以使用一、二級巖石乳化炸藥，每孔裝藥量介于80200g之間；雷管 采用瞬發(fā)電雷管；裝藥完成后，采用水封孔，以保證炸藥與炮孔嚴密耦合； 傳感器套管與圍巖之間用環(huán)氧樹脂耦合。裝藥及起爆準備應遵守爆破平安 規(guī)程的規(guī)定。以上所有準備工作都可以與隧道施工平行作業(yè)，不占用隧道施工時間。 但進行數(shù)據(jù)采集時，為減少噪音對地震波信號的影響，要求隧道內(nèi)的各工作 面均要暫停3045min。TSP203隧道地質(zhì)超前預報現(xiàn)場及現(xiàn)場工作流程圖見圖3和圖4O圖3 TSP203隧道地質(zhì)超前預報現(xiàn)場TSP203超前地質(zhì)預報系統(tǒng)探II程序圖4 TSP隧道地質(zhì)

12、超前預報現(xiàn)場工作流程圖六、TSP隧嗡前地質(zhì)哪對地質(zhì)的分析判斷數(shù)據(jù)解譯是超前地質(zhì)預報的最后一步，也是最核心的一步，解譯的準確 與否直接關系到預報的質(zhì)量。解譯技術是實現(xiàn)高水平超前地質(zhì)預報的關鍵技 術，也是難度最大的技術。一方面要求解譯人員具有豐富的解譯經(jīng)驗，另一 方面，要求解譯人員具有豐富的地質(zhì)工作經(jīng)驗。地質(zhì)解譯過程以縱、橫波的速度及其比值為基礎，利用巖土體的速度參 數(shù)，結(jié)合巖土體的密度信息計算出巖土體的其他動力學參數(shù)（如彈性模量， 泊松比等）。依此判斷掌子面前方巖體的工程類別、破碎帶以及富水情況等，為隧道 平安施工提供基礎資料，在解譯過程中需參考以下規(guī)那么：1）通過反射振幅的相位推斷巖性的相對好

13、壞，正相反射說明前方為硬 巖，負相反射說明前方巖性變軟；2）反射縱波變?nèi)?，說明裂隙發(fā)育或孔隙度增加；3）反射橫波能量比反射縱波強，那么說明前方巖體含水；4）流體的存在通常會引起縱、橫波速度比增加；5）楊氏模量、剪切模量、體積模量反映的是圍巖的抗壓能力，一般模 量越大，圍巖越堅硬越難變形，越小那么相反。由于縱波與橫波的偏移特點不同，縱波與轉(zhuǎn)換橫波對相同的構(gòu)造會有不 同的響應。一般地，縱波剖面上反映的斷層等構(gòu)造帶在轉(zhuǎn)換波剖面上會有所 反映，同時橫波剖面上還會出現(xiàn)縱波剖面上沒有顯示的小斷層或破碎帶等信 息。因此，在進行地質(zhì)解譯時，需以縱波的偏移剖面解譯為主，但需要綜合 考慮橫波剖面中的異常點。同時TSP資料的解譯一定要結(jié)合地質(zhì)資料以及盡可能的結(jié)合其他物探方 法來綜合解譯。在采集數(shù)據(jù)工作時要