隧道超前地質(zhì)預(yù)報方案

中鐵十一局泉州莆永高速大路永春至永定泉州段A2中鐵十一局泉州莆永高速大路永春至永定泉州段A2合同段隧道超前地質(zhì)預(yù)報方案2隧道超前地質(zhì)預(yù)報方案1工標(biāo)準(zhǔn)、安全規(guī)程、施工指南等?！?)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)》-—中國水利水電出版社。(3)近年來高速大路類似工程施工閱歷、施工工法、科技成果；國內(nèi)外相關(guān)高速鐵路的施工工藝及科研成果。2巖組成，洞身主要為中～微風(fēng)化花崗巖。,隧道圍巖以Ⅱ、Ⅲ、級圍巖為主,局部為Ⅳ、Ⅴ級圍巖。施工中必需加強超前地質(zhì)預(yù)報，并實行相應(yīng)的工程措施，保證安全順當(dāng)?shù)赝ㄟ^不良地質(zhì)段。依據(jù)設(shè)計供給風(fēng)險等級和超前地質(zhì)預(yù)報設(shè)計要求，我單位實行加深炮孔探測和超前水平地質(zhì)鉆孔倆種方法進(jìn)展圍巖觀測，以供給有效的施工措施保證施工安全、順當(dāng)?shù)倪M(jìn)展，對于消滅地質(zhì)特別區(qū)域，我單位另增加TSP審批,重進(jìn)展隧道風(fēng)險等級劃分.工程部對標(biāo)段內(nèi)隧道作業(yè)高度重視，在施工組織設(shè)計中已經(jīng)把超前地質(zhì)預(yù)報列入獨立的施工工序進(jìn)展檢測，制定“有預(yù)報才施工，不預(yù)報堅決不允許施工”的要求發(fā)放各施工隊執(zhí)行實施.為有效的執(zhí)行超前地質(zhì)預(yù)報的實施，工程部特別成立專職超前地質(zhì)125超前地質(zhì)推測預(yù)報工作的具體實施和資料收集整理，對隧道施工起到實施性的指導(dǎo)作用。并聘請專職預(yù)報隊伍負(fù)責(zé)標(biāo)段內(nèi)的隧道地質(zhì)超前預(yù)報施工。隧道工程地質(zhì)條件本標(biāo)段隧道工程地質(zhì)簡單,主要由殘積砂質(zhì)粘性土及全-強風(fēng)化花崗巖組成,洞身主要為中～微風(fēng)化花崗巖。,隧道圍巖以Ⅱ、Ⅲ、級圍巖為主,局部為Ⅳ、Ⅴ級圍巖。超前地質(zhì)推測預(yù)報目的地下地質(zhì)條件簡單，潛在、無法預(yù)知的地質(zhì)因素較多：多變的地形條件,地層裂開帶、斷層，富水巖層等。進(jìn)展隧道地質(zhì)超前預(yù)報的目的是:供給隧道掘進(jìn)前方的地質(zhì)狀況，包括圍巖的完整性、斷層裂開帶和溶洞的規(guī)模和位置、不良地層的富水狀況，進(jìn)而做出對圍巖類別的劃分和隧道開挖時穩(wěn)定性的分析，以確定合理的工程措施和合理的施工方法，以確保隧道施工安全順當(dāng)?shù)倪M(jìn)展。超前地質(zhì)推測預(yù)報組織機構(gòu)和人員設(shè)備配置在工程部設(shè)施工地質(zhì)工作治理辦公室,辦公室設(shè)在工程治理部，負(fù)責(zé)組織工程部有關(guān)人員進(jìn)展預(yù)報培訓(xùn)和學(xué)習(xí)工作；預(yù)報物探設(shè)備治理與協(xié)中鐵十一局泉州莆永高速大路永春至永定泉州段A2中鐵十一局泉州莆永高速大路永春至永定泉州段A2合同段隧道超前地質(zhì)預(yù)報方案調(diào)使用;預(yù)報實施狀況監(jiān)視檢查。工程局部別成立專職超前地質(zhì)推測預(yù)報實施小組,負(fù)責(zé)現(xiàn)場超前地質(zhì)推測預(yù)報工作的具體實施和資料收集整理。人員組成及主要職責(zé)分工見表.超前地質(zhì)推測預(yù)報人員分工職責(zé)表序號序號姓名職務(wù)職責(zé)1陳顯鋒總工程師對地質(zhì)預(yù)報工作負(fù)全責(zé)，制定預(yù)報工作打算和實施細(xì)則，審核預(yù)報成果.2李東副總工程師負(fù)責(zé)預(yù)報工作的落實,分析整理預(yù)報數(shù)據(jù)，編制預(yù)報成果報告，提出施工建議。3肖文坦工程部部長負(fù)責(zé)預(yù)報工作的全面落實，分析整理預(yù)報數(shù)據(jù)，編制預(yù)報成果報告，提出施工建議。4向輝隧道工程師負(fù)責(zé)段預(yù)報工作的物探儀器設(shè)備操作,進(jìn)展數(shù)據(jù)采集與整理。資料收集整理、歸檔。5王永鵬隧道工程師負(fù)責(zé)段預(yù)報工作的物探儀器設(shè)備操作，進(jìn)展數(shù)據(jù)采集與整理.資料收集整理、歸檔。工作程序地質(zhì)預(yù)報主要流程為：預(yù)報通知〔現(xiàn)場駐地監(jiān)) 預(yù)報實施及現(xiàn)場記錄 自檢、報檢驗收 資料整理 監(jiān)理確認(rèn)和歸檔6—2-13中鐵十一局泉州莆永高速大路永春至永定泉州段A2中鐵十一局泉州莆永高速大路永春至永定泉州段A2合同段隧道超前地質(zhì)預(yù)報方案4隧道地質(zhì)簡單程度分級隧道地質(zhì)簡單程度分級超前地質(zhì)預(yù)報設(shè)計編制超前地質(zhì)預(yù)報實施大綱超前地質(zhì)預(yù)報實施地質(zhì)綜合分析隧道施工方案實施或依據(jù)地質(zhì)預(yù)報結(jié)論變更設(shè)計、施工方案后實施與設(shè)計、地質(zhì)預(yù)報結(jié)論不符隧道內(nèi)地質(zhì)調(diào)查與設(shè)計、地質(zhì)預(yù)報結(jié)論吻合下循環(huán)實施編制地質(zhì)預(yù)報月報、年報編制地質(zhì)預(yù)報竣工總報告6—2—1超前地質(zhì)預(yù)報操作流程地質(zhì)超前預(yù)報的內(nèi)容和方法地質(zhì)預(yù)報的要求本標(biāo)段隧道主要承受地質(zhì)調(diào)查法與加深炮孔鉆探法相結(jié)合的方法進(jìn)展地質(zhì)超前預(yù)報，如有必要，在地質(zhì)特別區(qū)域承受TSP機進(jìn)展長距離超前探測.各種探測必需以地質(zhì)為中樞，加強隧道地質(zhì)工作，將地質(zhì)綜合分析貫穿到施工的整個過程中，實行地質(zhì)、物探相結(jié)合，中長距離探測與短,確保隧道安全、快速、優(yōu)質(zhì)施工，不留后患，全面確保隧道施工取得經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益三者的最優(yōu)結(jié)合。7。21、超前地質(zhì)預(yù)報的內(nèi)容超前地質(zhì)預(yù)報是隧道施工地質(zhì)工作最主要的工作內(nèi)容。其工作分為①既有資料收集;②地質(zhì)素描；③洞內(nèi)外水文調(diào)查；④監(jiān)測測試；⑤超前地質(zhì)推測；⑥綜合超前預(yù)報和成災(zāi)警報等六項任務(wù)。既有資料收集既有設(shè)計資料和相關(guān)地質(zhì)成果的收集和分析，對存疑慮的相關(guān)重大地質(zhì)問題和地段，必要時進(jìn)展踏勘和補充恰當(dāng)?shù)牡刭|(zhì)工作。地質(zhì)素描施工地質(zhì)最根底的工作，包括正洞、超前平導(dǎo)和關(guān)心導(dǎo)坑洞壁地質(zhì)7-2-1所示.其主要內(nèi)容包括：①地質(zhì)觀看A。地層巖性:地層時代劃分，巖組劃分，巖石劃分，巖體性態(tài)，切割程度，圍巖等級等。B。斷層：斷層性質(zhì)、位置、產(chǎn)狀、裂開帶寬度及構(gòu)造巖劃分，斷層巖體的圍巖級別劃分及穩(wěn)定性評價。斷層坍方的地質(zhì)緣由，是地質(zhì)素描的重點。C。貫穿性節(jié)理：產(chǎn)狀、密度、寬度、延長狀況，節(jié)理面特征、力學(xué)性質(zhì)。分析推斷組合特征、巖體完整性程度,掌握局部坍方的構(gòu)造內(nèi)因。D.地應(yīng)力：高地應(yīng)力顯示性標(biāo)志(巖爆、脆弱夾層擠出，探孔餅狀巖心等現(xiàn)象)及其發(fā)生部位。E.特別地層:煤層、含膏鹽層和含黃鐵礦層等單獨素描.拱頂?shù)刭|(zhì)素描 側(cè)面地質(zhì)素描左拱腳 拱頂 右拱腳左拱腳 左墻腳右墻角 右拱腳7—2—1 隧道地質(zhì)素描圖洞內(nèi)外水文調(diào)查①洞內(nèi)水文調(diào)查A.涌水點(處〕調(diào)查空間:;時間：點〔處〕間的時效關(guān)系；制約：制約因素、補給來源、途徑、連通關(guān)系。B。涌水量推測有用量測：反映瞬時特征和短期變化特征；長期觀測：反映長期變化特征和動態(tài)特征;涌水量推測。C.水質(zhì)水壓測試包括水壓、水溫、水色、含泥沙量測定。D.危害評估②洞外水文調(diào)查A。氣象觀測。B。重要排泄點、徑流點長期觀測；C。相關(guān)巖溶水文地質(zhì)及環(huán)境水文地質(zhì)調(diào)查調(diào)繪：相關(guān)巖溶水文調(diào)繪、地表坍方、變形調(diào)查；試驗：同位素、示蹤等；水質(zhì)。監(jiān)測測試自然氣、軟巖變形、地面沉降變形監(jiān)測及洞內(nèi)地應(yīng)力測試.其中隧道周邊位移量測，包括拱頂下沉、凈空水平收斂及必要時增設(shè)的隧底上鼓量測〔承受儀器為收斂計、水準(zhǔn)儀、塔尺〕和隧道淺埋段、山間凹地、巖堆、裂開帶、偏壓洞口的地表下沉量測〔承受儀器為水準(zhǔn)儀、塔尺等〕為必測工程。(5〕超前地質(zhì)推測①推測方法A。地質(zhì)編錄推測法〔圖解法、類比法、斷層參數(shù)法)；B.超前物探推測法:包括TSP—203等.C。超前鉆孔推測法;②推測有效距離A。長距離超前地質(zhì)推測:100~150m。以TSP、斷層參中鐵十一局泉州莆永高速大路永春至永定泉州段A2中鐵十一局泉州莆永高速大路永春至永定泉州段A2合同段隧道超前地質(zhì)預(yù)報方案8數(shù)法等為手段結(jié)合地面地質(zhì)工作綜合預(yù)報。B.15～30m以內(nèi)。是在長距離超前地質(zhì)預(yù)報的根底上,5~85m30m超前鉆孔為手段并結(jié)合掌子面地質(zhì)素描工作綜合預(yù)報。C.30～60m，是在長距離超前地30～60m超前鉆孔為手段并結(jié)合掌子面地質(zhì)素描工作綜合預(yù)報。〔6〕綜合超前預(yù)報和成災(zāi)警報①綜合超前預(yù)報內(nèi)容;暗河。②超前地質(zhì)災(zāi)難警報內(nèi)容大型塌方;突水突泥；煤類突出、自然氣燃燒爆炸；巖爆、軟巖大變形。7。3本標(biāo)段隧道地質(zhì)超前預(yù)報的主要方法見下表7—3-1所示表7-3-1 隧道地質(zhì)超前預(yù)報的方法預(yù)報方法描

預(yù)報內(nèi)容及不良地質(zhì)現(xiàn)象

預(yù)報工具機等

預(yù)報頻率開挖后及初期支護(hù)每次爆破后進(jìn)展加深炮孔探測 圍圍巖狀況

風(fēng)槍、鉆孔臺架 開挖鉆孔時進(jìn)展超前鉆探法 掌子面超前30～50m范圍圍巖狀況

30～35m一個5m

和范圍

TSP探測儀 地質(zhì)特別區(qū)域〔1〕地質(zhì)調(diào)查法對地質(zhì)較簡潔的地段,以地質(zhì)調(diào)查法為主。利用常規(guī)地質(zhì)理論和作圖法，依據(jù)隧道已有的勘察資料、地表補充地質(zhì)調(diào)查資料、洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查資料、隧道開挖面地質(zhì)素描、圍巖數(shù)碼照片，通過地層層序比照、地層分界限及構(gòu)造線地下和地表相關(guān)性分析、斷層要素與隧道幾何參數(shù)的相關(guān)性分析、地質(zhì)作圖和趨勢分析、隧道內(nèi)不良地質(zhì)接近前兆分析等,推想開挖工作面前方可能提醒的地質(zhì)狀況.其特點為：①設(shè)備簡潔，占用時間少,是其他探測方法的地質(zhì)學(xué)根底依據(jù)。②人員素養(yǎng)要求高，須把握較豐富的地質(zhì)學(xué)理論學(xué)問和現(xiàn)場工作經(jīng)驗.③在隧道埋深較淺，地質(zhì)構(gòu)造不太簡單的狀況下，地質(zhì)調(diào)查法有很高的準(zhǔn)確性.加深炮孔法對地質(zhì)條件較簡單的地段，如地層分界限、角度不整合接觸帶、物探特別段、次級斷層、富水段等，在地質(zhì)調(diào)查法的根底上，承受加深炮孔探測.利用風(fēng)鉆或鑿巖臺車等在隧道開挖工作面鉆小孔徑淺孔獵取地質(zhì)信中鐵十一局泉州莆永高速大路永春至永定泉州段A2中鐵十一局泉州莆永高速大路永春至永定泉州段A2合同段隧道超前地質(zhì)預(yù)報方案31～３°,1.5m，加深5米進(jìn)展超前探測。加長炮孔布置示意圖：內(nèi)軌頂面內(nèi)軌頂面點〔，〕超前鉆探法3～6個探孔,承受水平鉆機進(jìn)展超前鉆探。依據(jù)鉆機在鉆進(jìn)過程中的推力、扭矩、鉆速、成孔難易及鉆孔出水狀況(必要時提取巖芯進(jìn)展分析)水量、水壓測試和水質(zhì)分析,判定掌子面前方地層含水狀況及地下水的性質(zhì)。其鉆孔布置示意圖如以下圖所示，掌子面中部兩邊的超前鉆孔應(yīng)水平1°～3°，掌子面上部的超前鉆孔仰角1°～1.5°,掌1°～1.5°、水平偏角1°～3°.探孔孔徑108mm30～50m5m。10中鐵十一局泉州莆永高速大路永春至永定泉州段A2合同段 隧道超前地質(zhì)預(yù)報方案物探法承受TSP203探測儀依據(jù)地震潑的回波原理,通過人工制造一系列規(guī)章布置的稍微震源，由三維地震波接收儀在計算機的監(jiān)控下采集這些震源所發(fā)出的地震波沿隧道前方及四周區(qū)域傳播而患病不良地質(zhì)體〔如地層層面、節(jié)理面、巖溶面，特別是斷層裂開帶等〕被反射返回的地震波數(shù)據(jù)。這些回波信號的傳播速度、延遲時間、波形、強度和方向是與相應(yīng)的不良地質(zhì)體的性質(zhì)和分布狀況嚴(yán)密相關(guān)的，通過分析可以得到前方地形的地層力學(xué)參數(shù)和空間位置數(shù)據(jù)，從而形成推測預(yù)報結(jié)果。TSP測量原理見以下圖所示：11中鐵十一局泉州莆永高速大路永春至永定泉州段A2合同段 隧道超前地質(zhì)預(yù)報方案①鉆孔要求：預(yù)報斷層構(gòu)造時爆破鉆孔應(yīng)依據(jù)走向布置在與斷層夾角較小一側(cè)的隧道邊墻上。預(yù)報巖溶時爆破鉆孔應(yīng)布置在沒有橫洞和停車道的一側(cè).爆破鉆孔應(yīng)選擇布置在完整灰?guī)r段落上，不宜在隧道邊墻巖溶發(fā)育的段落做TSP試驗，此時應(yīng)加強地質(zhì)雷達(dá)和水平鉆孔進(jìn)展超前探測。201。5m1～1.5m，全部炮眼與接收器高度應(yīng)一樣〔與隧道底板平行1。完成后應(yīng)留意保護(hù)，防止塌孔。50m,15～20m。必需在隧道兩壁各安置1孔徑42~45m2應(yīng)依據(jù)承受的藕合材料確定接收孔上傾還是下傾。接收器與孔壁的藕合必需嚴(yán)密，施測時隧道中應(yīng)沒有其它振動源。具體鉆孔布置狀況如圖7—3-5所示.12中鐵十一局泉州莆永高速大路永春至永定泉州段A2中鐵十一局泉州莆永高速大路永春至永定泉州段A2合同段隧道超前地質(zhì)預(yù)報方案上傾5°

接收上傾5° 下傾10° 炮孔

1 下傾10°橫截面〔接收

接收接收2隧道軸5掌子面m15～2接收S1S2S3S23S2417-3—5接收器孔和炮孔布置示意圖②爆破要求:遵守《爆破安全規(guī)程》的規(guī)定，使用毫秒級無延遲電雷管,200m50g左右，最多不大于75g.應(yīng)保證炸藥與炮孔嚴(yán)密藕合，全部炮孔必需實行堵孔和注水措施。③資料的處理和整理：數(shù)據(jù)采集時應(yīng)對每一炮的波幅進(jìn)展調(diào)整，記錄不好或存在干擾時應(yīng)重放炮。對采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)時進(jìn)展三維波場處理，提取反射界面。④提交以下資料：A現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄表〔如表7-3-；B。X、Y、Z三個重量的原始記錄；C.頻率譜;D.縱橫波分別后的P、SH、SV波形圖;E。P、SH、SV波的極度偏移圖〔橫坐標(biāo)為里程)；。二維結(jié)果圖〔橫坐標(biāo)為里程；13中鐵十一局泉州莆永高速大路永春至永定泉州段A2中鐵十一局泉州莆永高速大路永春至永定泉州段A2合同段隧道超前地質(zhì)預(yù)報方案14巖石參數(shù)曲線圖〔橫坐標(biāo)為里程H.巖石參數(shù)表〔7-3—7〕;I。電子文檔。7-3—6 TSP現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄表隧道(第標(biāo)) 號 年 月 日掌子面里程接收器 左右

里程 高度

炮孔布置孔深 傾角

耦合劑 耦合狀態(tài)炮點參數(shù)序號距離孔深高差藥量備注123456789101112131415注：第一炮的距離為炮點到接收器的距離,以后為孔間距。高差為各炮孔與接收器的高差,高為正，低為負(fù)。操作： 記錄: 復(fù)核: 施工監(jiān)理:表7—3—7 TSP解釋巖石參數(shù)表隧〔第標(biāo)〕號 年 月 日剪拉體動靜圍密切梅積楊楊巖度模常模模模級量數(shù)量量量別序號里程序號里程波速P/S泊松比PSHSVPSHSVPSHSV預(yù)報成果推測預(yù)報的成果由工程部工程治理部進(jìn)展匯總后將原始材料報駐地監(jiān)理工程師、設(shè)計單位.24小時現(xiàn)場提交預(yù)報材料，包括不良地質(zhì)體