隧道超前地質(zhì)預(yù)報的方法

隧道超前地質(zhì)預(yù)報的方法1整理ppt主要內(nèi)容：2地質(zhì)素描3地質(zhì)超前預(yù)報常見方法隧道超前地質(zhì)預(yù)報1初步勘探搜集資料2整理ppt一、工程地質(zhì)調(diào)查測繪1.工程地質(zhì)技術(shù)標準的總要求〔1〕查明隧道通過地段的地形、地貌、地層、巖性、構(gòu)造。〔2〕查明隧道是否通過煤層、膨脹性地層及有害礦體等?！?〕查明不良地質(zhì)、特殊地質(zhì)對隧道通過的影響，特別是對洞口的位置及邊坡、仰坡的影響，提出工程措施意見。第1節(jié)初步勘探搜集資料3整理ppt〔4〕查明隧道附近井、泉的分布情況，并分析隧道地區(qū)的水文地質(zhì)條件，判斷地下水類型、水質(zhì)及補給來源等內(nèi)容。〔5〕對于深埋隧道，應(yīng)做隧道地溫升溫預(yù)測?！?〕綜合分析巖性、構(gòu)造、地下水等有關(guān)地質(zhì)測繪、勘測、測試結(jié)果，分段確定隧道圍巖級別?！?〕在隧道洞口需要接長明洞的地段，應(yīng)查明明洞基地的工程地質(zhì)條件?！?〕查明橫洞、平行導坑、斜井、豎井等的工程地質(zhì)條件。第1節(jié)初步勘探搜集資料4整理ppt成昆鐵路的“一線天〞周圍地形地貌第1節(jié)初步勘探搜集資料5整理ppt2.地形地貌調(diào)查主要是查明隧道通過地段的山體自然情況。隧道平面圖第1節(jié)初步勘探搜集資料6整理ppt3.地層、巖性調(diào)查

要查明隧道通過地段的地層時代、地

層程序、地層巖性及巖性變化，查明地層接觸關(guān)系。4.地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查

調(diào)查的重點是褶皺、斷層、節(jié)理、侵入體或巖脈等。第1節(jié)初步勘探搜集資料7整理ppt5.水文地質(zhì)調(diào)查

隧道所在地段及其附近的井泉點分布、泉水類型及其與其他地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系，主要含水層隔水層的巖性分布，河流、小溪等的分布對地下水的影響；在巖溶發(fā)育區(qū)，還要調(diào)查巖溶漏斗，暗河的進口及其出口等。6.滑坡、落石、巖堆、泥石流和巖溶地質(zhì)調(diào)查

主要查明不良地質(zhì)是否存在及其性質(zhì)，存在的位置及其范圍，以及其對隧道施工和隧道本身的影響。第1節(jié)初步勘探搜集資料8整理ppt隧洞口道發(fā)生巖崩滑坡第1節(jié)初步勘探搜集資料9整理ppt隧道山石滾落第1節(jié)初步勘探搜集資料10整理ppt7.地溫測定

地溫對隧道施工，特別是對深埋隧道施工有很大影響，所以隧道工程地質(zhì)勘測要進行低溫測試，為施工單位提供低溫資料。第1節(jié)初步勘探搜集資料11整理ppt二、勘測、測試工作要求〔一〕工程地質(zhì)技術(shù)標準對勘探測試工作總的要求1.鉆孔布置鉆孔數(shù)量不宜小于2~3個；長度大于3000m的隧道，有條件時，每500~700m鉆一孔，鉆孔布置在隧道中線外6~8m處，必要時也可在中線上布孔。2.鉆探深度鉆探深度應(yīng)到達路肩設(shè)計高程以下2~3m，遇到溶洞、暗河及其他不良地質(zhì)時，應(yīng)適當加深。第1節(jié)初步勘探搜集資料12整理ppt3.鉆探過程中遇到地下水，應(yīng)做好水位記錄和觀測工作，探明含水層的位置和厚度，并取樣做水質(zhì)分析，判明對混凝土的侵蝕性。4.為了解隧道通過的巖、土的力學性質(zhì)，應(yīng)取代表樣品進行試驗。5.對有害礦體和氣體，應(yīng)取樣做定性、定量分析。第1節(jié)初步勘探搜集資料13整理ppt〔二〕勘探的階段及其工作要求1.初測要求長隧道、特長隧道、多線隧道、工程地質(zhì)條件復(fù)雜的隧道以及需做代表性設(shè)計的隧道，應(yīng)編制隧道路線方案工程地質(zhì)縱斷面圖，分段提供隧道圍巖分級。水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件較復(fù)雜，長度超過2000m控制線路方案的越嶺隧道，應(yīng)充分利用衛(wèi)片、航片判釋，作大面積地質(zhì)測繪。第1節(jié)初步勘探搜集資料14整理ppt2.定測要求不管是一般隧道、長大隧道或者地質(zhì)復(fù)雜的隧道，均應(yīng)進行單獨的工程地質(zhì)勘測工作，編制單獨供點的圖表資料。第1節(jié)初步勘探搜集資料15整理ppt第2節(jié)地質(zhì)素描一、作業(yè)準備二、現(xiàn)場素描三、掌子面地質(zhì)素描記錄表根本內(nèi)容四、地質(zhì)素描例如16整理ppt一、作業(yè)準備1.1內(nèi)業(yè)技術(shù)準備1〕熟悉了解已有勘察資料，掌握掌子面所處地段的地層巖性、構(gòu)造特征、不良地質(zhì)及水文地質(zhì)特征；2〕熟悉了解其他預(yù)報手段探測成果，分析判斷掌子面所處地段工程地質(zhì)與水文地質(zhì)特征可能出現(xiàn)的差異〔與勘察成果比較〕1.2外業(yè)技術(shù)準備準備好洞內(nèi)素描所需要的工具：外業(yè)包、羅盤、地質(zhì)錘、筆記本、數(shù)碼相機等。第2節(jié)地質(zhì)素描17整理ppt二、現(xiàn)場素描應(yīng)對掌子面及掌子面附近開挖段進行詳細觀察。首先從巖性、巖體完整性、出水量大小等方面進行大范圍、前后左右比照，宏觀把握地層巖性等的變化。對于地層顏色、軟硬程度、節(jié)理裂隙發(fā)育狀況、出水量與周圍巖體發(fā)生明顯差異的部位，進行重點詳細觀察，通過手觸、錘擊、采集樣本詳細觀察查明差異的性質(zhì)，分析造成差異的原因。地質(zhì)素描應(yīng)記錄以下信息：1〕工程地質(zhì)信息2〕水文地質(zhì)信息3〕影像信息第2節(jié)地質(zhì)素描18整理ppt1〕工程地質(zhì)信息〔1〕地層巖性：描述地層時代、巖性、產(chǎn)狀、層間結(jié)合程度、風化程度等?！?〕地質(zhì)構(gòu)造：描述褶皺、斷層、節(jié)理裂隙特征等。斷層的發(fā)育位置、產(chǎn)狀、性質(zhì)、破碎帶的寬度、物質(zhì)成分、含水情況以及與隧道的關(guān)系；褶皺的性質(zhì)、形態(tài)、地層的完整程度等；節(jié)理裂隙的組數(shù)、產(chǎn)狀、間距、充填物、延伸長度、張開度及節(jié)理面特征，分析組合特征、判斷巖體完整程度?！?〕巖溶：描述巖溶規(guī)模、形態(tài)、位置、所屬地層和構(gòu)造部位，充填物成分、狀態(tài)，以及巖溶展布的空間關(guān)系?！?〕塌方：應(yīng)記錄塌方部位、方式與規(guī)模及其隨時間的變化特征，并分析產(chǎn)生塌方的地質(zhì)原因及其對繼續(xù)掘進的影響。第2節(jié)地質(zhì)素描19整理ppt2〕水文地質(zhì)信息出水段落及范圍、出水形態(tài)及出水量大小〔滲水、滴水、滴水成線、股水〔涌水〕、暗河〕。必要時進行地表相關(guān)氣象、水文觀測，判斷洞內(nèi)涌水與地表徑流、降雨的關(guān)系。3〕影像信息隧道內(nèi)重要的和具代表性的地質(zhì)現(xiàn)象應(yīng)進行攝影或錄像。第2節(jié)地質(zhì)素描20整理ppt四、掌子面地質(zhì)素描記錄表根本內(nèi)容4.1、掌子面狀態(tài)1〕填寫內(nèi)容：穩(wěn)定、正面掉塊、正面擠出、正面不能自穩(wěn)、其它。2〕填寫依據(jù)：現(xiàn)場觀察并依據(jù)表?隧道圍巖分類?正確填寫4.2、毛開挖狀態(tài)1〕填寫內(nèi)容：自穩(wěn)、隨時間松弛、掉塊、自穩(wěn)困難、要及時支護、要超前支護、其它。2〕填寫依據(jù)：現(xiàn)場觀察并依據(jù)表?隧道圍巖分類?正確填寫第2節(jié)地質(zhì)素描21整理ppt4.3、風化程度1〕填寫內(nèi)容：微風化、弱風化、強風化、全風化、其它。2〕填寫依據(jù)：依據(jù)下表?風化程度分級表?正確填寫。風化程度分級表第2節(jié)地質(zhì)素描22整理ppt4.4、裂隙寬度〔mm〕1〕填寫內(nèi)容：密閉節(jié)理、微張節(jié)理、張開節(jié)理、寬長節(jié)理、其它。2〕填寫依據(jù):依據(jù)下表?節(jié)理寬度分級表?正確填寫。節(jié)理寬度分級表裂隙形態(tài)填寫內(nèi)容：密集、局部張開、開口、夾有粘土、其它。充填有軟弱介質(zhì)的節(jié)理如實填寫。第2節(jié)地質(zhì)素描23整理ppt4.5、涌水狀態(tài)1〕填寫內(nèi)容：無水、滲水、整體濕潤、涌出或噴出、特別大。2〕填寫依據(jù)：依據(jù)下表?地下水狀態(tài)的分級表?正確填寫。

地下水狀態(tài)的分級表注：隧道延米地下水涌出量大于1.5m3/d的地段進行注漿堵水。第2節(jié)地質(zhì)素描24整理ppt4.6、描述的根本內(nèi)容1)圍巖級別劃分:按設(shè)計填寫。2)巖性:地層時代及巖性;風化程度。3)地質(zhì)構(gòu)造:褶皺、斷層、節(jié)理裂隙特征；巖溶；塌方等。a褶皺、斷層、節(jié)理裂隙特征①褶皺巖層在形成時，一般是水平的。巖層在構(gòu)造運動作用下，因受力而發(fā)生彎曲，一個彎曲稱褶曲，如果發(fā)生的是一系列波狀的彎曲變形，就叫褶皺。要描述褶皺的性質(zhì)、形態(tài)、地層的完整程度等。②斷層巖層或巖體在構(gòu)造運動影響下發(fā)生破裂，假設(shè)破裂面兩側(cè)巖體沿破裂面發(fā)生了明顯的相對位移，這種構(gòu)造就稱為斷層。斷層要描述斷層的發(fā)育位置、產(chǎn)狀、性質(zhì)、破碎帶的寬度、物質(zhì)成分、含水情況以及與隧道的關(guān)系。第2節(jié)地質(zhì)素描25整理ppt③節(jié)理裂隙巖石受力作用形成的破裂面或裂紋，稱為節(jié)理，它是破裂面兩側(cè)的巖石沒有發(fā)生明顯位移的一種構(gòu)造。節(jié)理裂隙要描述節(jié)理裂隙的組數(shù)、產(chǎn)狀、間距、充填物、延伸長度、張開度及節(jié)理面特征，分析組合特征、判斷巖體完整程度。節(jié)理裂隙的描述首先應(yīng)根據(jù)其產(chǎn)狀特征進行分組歸類，一般產(chǎn)狀差異不大的節(jié)理應(yīng)劃分為一組。對于成組出現(xiàn)的節(jié)理，應(yīng)示意性地標示在圖紙上，圖紙采用的節(jié)理傾角應(yīng)為換算的視傾角，標注的產(chǎn)狀為真實產(chǎn)狀，圖示節(jié)理間距應(yīng)能說明其真實發(fā)育程度〔即不同發(fā)育程度的節(jié)理組，在圖紙上顯示節(jié)理間距應(yīng)不同〕。對于零星發(fā)育的節(jié)理應(yīng)作為隨機節(jié)理描述，貫穿性好、對巖體穩(wěn)定性影響大的隨機節(jié)理〔包括巖脈〕應(yīng)重點描述，并按其實際出露位置標示在圖紙上。第2節(jié)地質(zhì)素描26整理ppt第2節(jié)地質(zhì)素描27整理ppt第2節(jié)地質(zhì)素描28整理ppt第2節(jié)地質(zhì)素描29整理pptb巖溶

描述巖溶規(guī)模、形態(tài)、位置、所屬地層和構(gòu)造部位，充填物成分、狀態(tài)，以及巖溶展布的空間關(guān)系。

c塌方

應(yīng)記錄塌方部位、方式與規(guī)模及其隨時間的變化特征，并分析產(chǎn)生塌方的地質(zhì)原因及其對繼續(xù)掘進的影響。四、地質(zhì)素描例如**隧道出口：掌子面地層巖性為燕山期花崗巖，肉紅色為主，局部銹黃色，粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，節(jié)理發(fā)育〔3組〕，以構(gòu)造型和風化型為主，節(jié)理面較光滑，微張型，結(jié)合性一般，多為泥質(zhì)和巖屑充填；由于受節(jié)理切割，圍巖完整性較差，呈塊狀-次塊狀，拱頂及兩側(cè)拱腳呈碎快狀鑲嵌結(jié)構(gòu)；掌子面以潮濕為主，拱部滲水。拱部至兩側(cè)拱腳附近極易掉塊，施工時應(yīng)注意，應(yīng)確保人員平安及施工質(zhì)量。第2節(jié)地質(zhì)素描30整理ppt地質(zhì)素描圖第2節(jié)地質(zhì)素描31整理ppt一、地質(zhì)超前預(yù)報的內(nèi)容地質(zhì)超前預(yù)報的內(nèi)容包括：1.隧道所在地區(qū)的地質(zhì)分析與宏觀地質(zhì)預(yù)報；主要是預(yù)報開挖面前方的圍巖級別和穩(wěn)定性；調(diào)整支護類型2.隧道洞身不良地質(zhì)及災(zāi)害地質(zhì)預(yù)報；主要是預(yù)報開挖面前方的巖性變化和不良地質(zhì)體的情況〔范圍、規(guī)模、性質(zhì)及突水、突泥、坍塌、巖爆等〕3.重大施工地質(zhì)災(zāi)害臨警預(yù)報。建立前方可能引發(fā)的大規(guī)模突水、突泥坍塌等重大地質(zhì)災(zāi)害臨警預(yù)報系統(tǒng)第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法32整理ppt二、地質(zhì)超前預(yù)報方法〔一〕地質(zhì)分析法〔二〕超前平行導坑預(yù)報法〔三〕超前水平鉆孔法〔四〕物理探測法〔五〕特殊災(zāi)害地質(zhì)的預(yù)測方法第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法33整理ppt〔一〕地質(zhì)分析法地質(zhì)調(diào)查與推斷是隧道地質(zhì)超前預(yù)報的最根本方法。對地質(zhì)資料進行調(diào)查分析與推斷，觀察洞內(nèi)涌水量的變化。特點：可隨時進行，不干擾施工。第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法34整理ppt〔二〕超前平行導坑預(yù)報法在隧道內(nèi)或附近開挖一平行的小斷面導坑，對地質(zhì)情況進行記錄分析，根據(jù)地質(zhì)理論預(yù)測工程地質(zhì)及水文條件，以及可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的位置、性質(zhì)、規(guī)模，并提出防治措施意見。特點：預(yù)報精度高，但本錢較高，影響施工。第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法35整理ppt秦嶺隧道的平行導坑〔被封堵〕36整理ppt37整理ppt〔三〕超前水平鉆孔法用鉆探設(shè)備向前方鉆孔，獲取地址資料。特點：鉆孔有難度〔方向、工藝〕，影響施工。第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法38整理ppt〔四〕物理探測法物理探測法是利用物體物性差異進行地質(zhì)判斷的間接方法。1.TSP超前預(yù)報系統(tǒng)2.地質(zhì)雷達法3.紅外探水法特點：快速，超前探測距離大，對施工干擾相對??；但準確預(yù)測技術(shù)難度大，存在一定的局限性。第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法39整理ppt1、TSP超前地質(zhì)預(yù)報1、簡介 TSP〔TunnelSeismicPredicting)，即隧道地震波預(yù)報法；目前各種地震波反射法(TSP203，TGP,TRT,TSP24等)皆可認為是TSP超前地質(zhì)預(yù)報，然以TSP203為代表，甚至特指。 TSP203隧道地質(zhì)超前預(yù)報系統(tǒng)，由瑞士安伯格公司生產(chǎn)，國內(nèi)由昆明西普瑞格科技代理，專業(yè)應(yīng)用于隧道工程地質(zhì)超前預(yù)報。 其通過激發(fā)并三分量接收地震波，根據(jù)反射波的旅行時間差異，求取地震波在圍巖中的速度，圍巖的Q值，泊松比等，以預(yù)報隧道掌子面前方0～150m范圍的地層、構(gòu)造、應(yīng)力及含水狀況。 目前，被廣泛的應(yīng)用于鐵路與公路隧道工程中。第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法40整理pptTSP超前地質(zhì)預(yù)報第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法41整理pptTSP超前地質(zhì)預(yù)報第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法42整理ppt2、TSP的成果材料

①三分量的原始數(shù)據(jù)

②反射波頻譜分布圖 ③反射面提取及偏移圖 ④波速、波速比及泊松比曲線 ⑤二維反演成果圖 ⑥三維反演成果國 ⑦預(yù)報結(jié)果報表第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法43整理ppt〔1〕三分量的原始數(shù)據(jù)第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法44整理ppt〔2〕反射波頻譜分布圖第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法45整理ppt〔3〕反射面提取及偏移圖第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法46整理ppt〔4〕波速、波速比及泊松比曲線第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法47整理ppt〔5〕二維反演成果圖第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法48整理ppt〔6〕三維反演成果國第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法49整理ppt〔7〕預(yù)報結(jié)果報表第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法50整理ppt①TSP預(yù)報隧道突水以下圖為隧道突水段預(yù)報數(shù)據(jù)截圖。在圖上，方框圈定范圍內(nèi)縱、橫波速度均降低，尤其縱波速度下降幅度較大，縱橫波速度比增大，泊松比也增大，密度變小。結(jié)合相關(guān)資料，推斷該區(qū)域為富水段。典型案例：第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法51整理ppt

②TSP預(yù)報隧道突泥下面為宜萬線云霧山隧道突泥段TSP超前預(yù)報數(shù)據(jù)截圖。在左圖中，方框圈定范圍內(nèi)有多組P波負相位，反射能量較強；從右圖中可以看出，相對應(yīng)區(qū)域內(nèi)縱、橫波速度均有所降低，泊松比等參數(shù)增大，密度變小。結(jié)合相關(guān)資料，推斷該區(qū)域為軟弱地層，含水。經(jīng)開挖后驗證，該段內(nèi)為含水粘土夾層，并伴有突泥現(xiàn)象發(fā)生。第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法52整理ppt ③TSP預(yù)報隧道溶洞以下圖為隧道溶腔發(fā)育段的預(yù)報數(shù)據(jù)截圖。前一圖為縱波的深度偏移圖，后一圖為其橫波的深度偏移圖。二者相比較，不難看出在所圈定的范圍內(nèi)巖體縱波反射波能量遠強于橫波，另通過二維成果圖及其它數(shù)據(jù)資料，推斷該區(qū)域內(nèi)裂隙發(fā)育，并伴有溶腔或溶洞。實際開挖后說明，該區(qū)域內(nèi)均為一系列連通或孤立枯燥溶腔。第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法53整理ppt ④TSP預(yù)報隧道巖體破碎以下圖為某隧道破碎帶的預(yù)報數(shù)據(jù)截圖。在距接收器前方160米左右有一組負相位的強反射波〔見以下圖〕，結(jié)合二維成果圖其它資料分析，在該處附近巖體較破碎，巖體穩(wěn)定性較差。實際開挖證明：在該里程附近有一寬約4米左右的破碎帶，巖體自穩(wěn)性極差，屢次發(fā)生坍塌。第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法54整理ppt2、地質(zhì)雷達法1、原理2、解決的問題3、現(xiàn)場實施4、成果提交第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法55整理ppt1、地質(zhì)雷達探測原理 通過發(fā)射并接收從各電性界面上反射回來的電磁波，根據(jù)反射電磁波的時間，振幅，頻率等單項和組合特征，來獲得反射界面的深度、形態(tài)和屬性特征。地質(zhì)雷達探測原理第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法56整理ppt57整理ppt介電性差異，是地質(zhì)雷達應(yīng)用的根底中心頻率干灰?guī)r中的速度時窗(ns)波長(cm)縱向分辨率穿透深度100MHz12cm/ns60012030cm1500-3000cm200MHz12cm/ns4006015cm1000-2000cm250MHz12cm/ns1604812cm600-800cm400MHz12cm/ns100307.5cm200-500cm500MHz12cm/ns60246cm100-300cm900MHz12cm/ns3013.33.3cm70-150cm1000MHz12cm/ns20123cm50-100cm第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法58整理ppt2、解決的問題 對掌子面前方30米范圍內(nèi)，隧底、邊墻和拱部等需做精細探測的區(qū)域。 諸如，較近范圍內(nèi)的巖溶，節(jié)理裂隙發(fā)育情況，巖層變化〔完整性、巖性變化〕，地層含水或含泥預(yù)報。特點： 快捷，方便， 但一次探測距離較近，且受圍巖狀態(tài)影響探測深度 受掌子面附近開挖機械設(shè)備、臺車、用電等影響。第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法59整理ppt3、現(xiàn)場實施地質(zhì)雷達法地質(zhì)超前預(yù)報測線布置示意圖zond-12e探地雷達雙通道主機與75M天線第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法60整理ppt4、成果提交①地質(zhì)雷達原始圖像②典型災(zāi)害圖像③解譯成果圖④明確定量化結(jié)論⑤探測報告(包含隧道背景，上次探測結(jié)果驗證，本次探測現(xiàn)場參數(shù)等)第3節(jié)地質(zhì)超前預(yù)報常見方法61整理ppt地質(zhì)雷達法地質(zhì)超前預(yù)報成果圖62整理ppt1掌子面雷達預(yù)報隧道巖溶下面為某隧道的掌子面雷達預(yù)報，從以下圖中可以看出，圈定范圍內(nèi)反射波振幅顯示為微弱