隧道工程超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方案

隧道工程超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方案１．１超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的原則本著“地表和洞內(nèi)相結(jié)合、構(gòu)造探測(cè)和水探測(cè)相結(jié)合、長(zhǎng)中短期分階段預(yù)報(bào)相結(jié)合”的原則，做到有疑必探、先探后掘，把超前地質(zhì)預(yù)報(bào)納入工序中；充分利用綜合探測(cè)手段，進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，對(duì)不良地質(zhì)段施工制定相應(yīng)的技術(shù)措施。１．２超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的方案根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)勘測(cè)資料，對(duì)隧道不良地質(zhì)段進(jìn)行補(bǔ)充地質(zhì)探查。在隧道工作面按照“由遠(yuǎn)至近，逐步加密”的方法進(jìn)行探測(cè)。⑴地面物探施工前期有條件時(shí)擬與設(shè)計(jì)單位或其它有資質(zhì)的勘測(cè)單位對(duì)地表重點(diǎn)區(qū)段進(jìn)行補(bǔ)充探查，從宏觀上查明隧道通過(guò)的地層分布、構(gòu)造及范圍較大的不良地質(zhì)體的空間位置，進(jìn)一步掌握地表水的活動(dòng)規(guī)律和分析與地下工程的相關(guān)性。⑵洞內(nèi)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)根據(jù)《鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)規(guī)程》采用地質(zhì)方法、鉆探方法、物探方法相結(jié)合，長(zhǎng)距離、中長(zhǎng)距離、短距離預(yù)報(bào)相結(jié)合的綜合預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)手段。①長(zhǎng)距離地質(zhì)預(yù)報(bào)主要采用地質(zhì)分析法，根據(jù)設(shè)計(jì)提供的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、圍巖級(jí)別、儲(chǔ)水構(gòu)造、富水規(guī)模、巖溶發(fā)育規(guī)律及特征、其它不良地質(zhì)及特殊地質(zhì)發(fā)育情況進(jìn)行宏觀預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)距離一般在掌子面前方２００ｍ以上，并根據(jù)揭示情況進(jìn)行不斷的修正。②中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)是在長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上采用地震波反射法或聲波反射法、深孔水平鉆探等對(duì)掌子面前方３０～２００ｍ范圍內(nèi)的地質(zhì)情況作進(jìn)一步的預(yù)報(bào)，如對(duì)不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模、性質(zhì)作較為詳細(xì)的預(yù)報(bào)，粗略的預(yù)報(bào)圍巖級(jí)別和地下水情況等。③短距離預(yù)報(bào)是在中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上采用掌子面素描、紅外探測(cè)、地質(zhì)雷達(dá)和超前鉆孔等方法進(jìn)行預(yù)報(bào)，探明掌子面前方３０ｍ范圍內(nèi)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)及地下水出露情況等，對(duì)可能有突泥、突水和其它不良地質(zhì)情況的地段應(yīng)進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證。１．３超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法及工藝⑴超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法主要有地質(zhì)分析法、鉆探法、物探法和超前導(dǎo)坑法等，采用單一的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)手段，不能夠取得滿意的效果時(shí)，應(yīng)該將幾種預(yù)報(bào)手段綜合運(yùn)用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互補(bǔ)充、印證。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法表地質(zhì)超前預(yù)測(cè) 預(yù)報(bào)頻預(yù)報(bào)預(yù)報(bào)儀器 預(yù)報(bào)內(nèi)容 率的方手段 及計(jì)劃法地質(zhì) 羅盤 主要對(duì)開(kāi)挖面圍巖類別、地質(zhì)素地質(zhì)分析 儀、巖性、圍巖風(fēng)化變質(zhì)情況、節(jié)描在每素描法 地質(zhì)理裂隙、產(chǎn)狀、斷層分布和形次開(kāi)挖錘、態(tài)、地下水等情況進(jìn)行觀察和后進(jìn)行放大測(cè)定后，繪制地質(zhì)素描圖，通鏡、過(guò)對(duì)洞內(nèi)圍巖地質(zhì)特征變化皮尺分析，來(lái)推測(cè)開(kāi)挖面前方的地等工質(zhì)情況。具物探

每隔ＴＳＰ２１００ｍ用ＴＳＰ０３超 重點(diǎn)探查規(guī)模較大破碎ＴＳＰ２０３技術(shù)前預(yù)帶、裂隙發(fā)育帶等。探測(cè)一報(bào)儀次法ＳＩＲ重點(diǎn)進(jìn)行隧道周邊的地探地－質(zhì)體探測(cè)，查找隧道周邊隱伏每隔雷達(dá)２０Ｂ的地質(zhì)破碎帶及其它不良地３０～周邊型地質(zhì)體，防止開(kāi)挖通過(guò)后，隧道４０ｍ內(nèi)探測(cè)質(zhì)雷頂板、底板及側(cè)壁出現(xiàn)災(zāi)害性達(dá)的突水突泥。每隔根據(jù)構(gòu)造探測(cè)結(jié)果，趨近２０ｍ～不良地質(zhì)體和地質(zhì)異常體時(shí)，３０ｍ對(duì)紅外利用便攜式紅外線探水儀進(jìn)紅外掌子面探水行含水構(gòu)造探測(cè)。當(dāng)洞內(nèi)個(gè)別探水進(jìn)行一儀區(qū)段滲水量較大時(shí)，亦用紅外次含水探水儀探測(cè)預(yù)報(bào)，探明隧道周構(gòu)造探邊隱伏的含水體。測(cè)施工中將超前鉆孔作為每次鉆水平水平水平主要的探測(cè)手段，用以驗(yàn)證超孔深度超前鉆孔超前前地質(zhì)預(yù)報(bào)的精度，并直接探１００ｍ，地質(zhì)法鉆孔明涌水壓力及其含量。水平超必要時(shí)鉆機(jī)前鉆孔徑１０８ｍｍ。取芯。ＴＳＰ長(zhǎng)距離探測(cè)：正洞施做ＴＳＰ貫通。超前鉆孔短距離驗(yàn)證探測(cè)：對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育段、淺埋段、重大物探異常段采用超前探孔進(jìn)行短距離驗(yàn)證探測(cè)。紅外探測(cè)：斷層等不良地質(zhì)發(fā)育地段應(yīng)用紅外探測(cè)輔助。隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的內(nèi)容一般包括：巖性預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)，特別是對(duì)軟弱夾層、破碎地層的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)；地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，特別是對(duì)斷層、節(jié)理密集帶、褶皺軸等影響巖體完整性的構(gòu)造發(fā)育情況的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)；不良地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，水文地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，特別是對(duì)富水?dāng)鄬?、富水褶皺軸、富水地層中的裂隙水的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)洞內(nèi)突涌水量的大小及其變化規(guī)律，并評(píng)價(jià)其對(duì)環(huán)境地質(zhì)、水文地質(zhì)的影響；圍巖級(jí)別及其穩(wěn)定性預(yù)報(bào)：預(yù)報(bào)掌子面前方的圍巖類別與設(shè)計(jì)是否吻合，并判斷其穩(wěn)定性，隨時(shí)提供修改設(shè)計(jì)、調(diào)整支護(hù)類型、確定二次襯砌時(shí)間的建議等；預(yù)測(cè)隧道內(nèi)有害氣體含量、成分及動(dòng)態(tài)變化；通過(guò)放射性的測(cè)量，通過(guò)隧道洞身段落地應(yīng)力的測(cè)試，預(yù)測(cè)隧道在硬質(zhì)巖段有無(wú)巖爆的發(fā)生及軟弱地層段有無(wú)變形發(fā)生。開(kāi)始根據(jù)設(shè)計(jì)資料和工程需要確定長(zhǎng)距離２００ｍ以上根據(jù)設(shè)計(jì)資料和其他基礎(chǔ)資料宏觀預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)地質(zhì)分析法正常決策部門按原施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行施工

中長(zhǎng)距離３０～２００ｍ地震波反射法需聲波反射發(fā)進(jìn)深孔水平鉆探一步確認(rèn)判釋不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模、性質(zhì)及粗略估計(jì)地下水情況Ｃ、Ｄ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)完善施工方案驗(yàn)證中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度驗(yàn)證長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度

短距離０～３０ｍ掌子面地質(zhì)素描掌子面超前鉆孔地質(zhì)雷達(dá)紅外探測(cè)Ａ、Ｂ級(jí) 分段風(fēng)險(xiǎn) 確認(rèn)準(zhǔn)確測(cè)定巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)、地下水出露情況是否有可能發(fā)生涌水突泥修正施工方案及搶險(xiǎn)措施，準(zhǔn)備物資、設(shè)備實(shí)施施工方案信息反饋超前地質(zhì)預(yù)報(bào)流程圖①地質(zhì)素描地質(zhì)素描人員和施工單位緊密配合，每次循環(huán)開(kāi)挖后對(duì)掌子面和左右邊墻進(jìn)行地質(zhì)素描，必要時(shí)進(jìn)行數(shù)碼照（攝）像，編錄的原始記錄、圖、表須當(dāng)天整理（繪制）。與設(shè)計(jì)不符處采用其它地質(zhì)預(yù)報(bào)方法進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)與設(shè)計(jì)不符后及時(shí)向設(shè)計(jì)單位提出對(duì)圍巖級(jí)別和支護(hù)方法提出變更。①前水平鉆探采用超前水平鉆孔進(jìn)行隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)是隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法中最直接的方法。其通過(guò)鉆孔鉆進(jìn)速度測(cè)試和所采取的鉆孔巖芯的觀察及相關(guān)試驗(yàn)獲取隧道掌子面前方巖石（體）的強(qiáng)度指標(biāo)、可鉆性指標(biāo)、地層巖性資料、巖體完整程度指標(biāo)及地下水狀況等諸多方面的直接資料。地質(zhì)素描現(xiàn)場(chǎng)影像資料為確保隧道開(kāi)挖施工安全，在開(kāi)挖至地質(zhì)異常體前約１０ｍ時(shí)，施作２０～３０ｍ的超前水平鉆孔，通過(guò)先行的其他地質(zhì)預(yù)報(bào)手段，分析判斷有較為嚴(yán)重的富水、溶洞等不良地質(zhì)段，通過(guò)水平鉆探進(jìn)行驗(yàn)證，以查明地質(zhì)異常體是否真正存在，其確切位置、破碎程度以及是否有不良?xì)怏w和涌水等，以指導(dǎo)制訂相關(guān)施工技術(shù)措施。｀超前水平鉆施工 超前水平鉆芯樣在隧洞內(nèi)使用鉆機(jī)進(jìn)行水平鉆進(jìn)，根據(jù)鉆頭鉆進(jìn)速度的變化、巖芯鑒定、鉆孔沖洗液顏色、氣味、巖粉及遇到的其它情況和鉆孔資料來(lái)推斷隧洞前方的地質(zhì)情況。此方法可以直觀反映巖體的情況，幫助施工人員根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行下一步施工組織安排。③紅外探水有效探測(cè)距離約為２０～３０ｍ，連續(xù)預(yù)報(bào)時(shí)兩次探測(cè)應(yīng)重復(fù)５ｍ，探測(cè)應(yīng)在施工隧道的隧底、頂部和兩側(cè)邊墻的中部各布置一條測(cè)線，點(diǎn)距一般為５ｍ，發(fā)現(xiàn)異常后應(yīng)加密測(cè)點(diǎn)。掌子面測(cè)線布置一般為３～４條，每條測(cè)線布３～５個(gè)測(cè)點(diǎn)，每次探測(cè)前應(yīng)對(duì)巖體的裂隙發(fā)育情況和隧道壁滲水情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。測(cè)試的具體位置應(yīng)根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)設(shè)計(jì)方案并結(jié)合施工地質(zhì)情況確定。④ＴＳＰ超前地質(zhì)預(yù)報(bào)ＴＳＰ超前地質(zhì)預(yù)報(bào)原理是通過(guò)小藥量爆破所產(chǎn)生的地震波信號(hào)沿隧道左側(cè)或右側(cè)以球面波的形式傳播，巖層中存在的斷層或性質(zhì)不同的巖層界面將使波的傳播發(fā)生某些變化：一部分信號(hào)在其處發(fā)生反射，反射回的信號(hào)被高精度的接收器接收，而其它信號(hào)繼續(xù)向前傳播。若聲波在巖石中的傳播速度已知，通過(guò)分析反射聲波所需的時(shí)間，就可以計(jì)算出不連續(xù)界面的具體位置。最終顯示屏上會(huì)顯示出斷層與隧道軸線相交所呈現(xiàn)的角度及距掌子面的距離。地震波反射法（ＴＳＰ