DB35T 1866-2019 公路隧道超前地質預報技術規(guī)程　

DB35DB35/T1866—2019公路隧道超前地質預報技術規(guī)程Specificationforadvancegeologicalpredictionofroadtunnel福建省市場監(jiān)督管理局發(fā)布*I 1 1 1 2 2 3 4 7 本標準主要針對福建省內的公路隧道地質情況編著，國內建設或施工單位在福建省隧道施工過程1超前地質預報advancedgeological2利用人工激發(fā)的地震波在不均勻地質體中所產(chǎn)生的反射波特性來預報隧道開挖工作面前方地質條地質超前鉆探geologicaldrillR5.1在隧道的勘測設計階段應根據(jù)隧道的區(qū)域地質條件及復雜程度進行超前地質預報方案設35.2隧道超前地質預報是保證隧道施工安全的重要環(huán)節(jié)和重要技術手段，應將它列為隧道施5.3隧道超前地質預報應執(zhí)行以洞內外的工程地質調查為基礎，以地球物理探測為主，地質6.1.1所有公路隧道開挖前應根據(jù)地質復雜程度、環(huán)境敏感性、潛在風險等因素全6.1.2公路隧道超前地質預報應由具有相關資質和能力的第三方單位實施；超前地6.1.4公路隧道超前地質預報應根據(jù)公路隧道的地質復雜程度及潛在的風險，選擇6.1.5超前地質預報的現(xiàn)場測試工作應及時進行，并盡量減少對隧道其它工序施工6.1.6超前地質預報是隧道勘測設計工作的延續(xù)，反映掌子面前方一定距離內隧道4不通過不通過5a)短距離預報：預報長度≤6m，宜采用地質調查、地質雷達法、短距b)中距離預報：預報長度6m～30m，宜采用678.1.1地質調查法是根據(jù)隧道已有勘測資料、補充地質調查和隧道內地質素描，通過地層層序對比、8.2.1隧道開挖前的補充地質調查是超前地質預報方案編制和實施的基礎，方案編制前應詳細開展。）；8.2.5公路隧道建設中常見的地質災害類型有：坍塌、突涌（突泥、涌水）、大變形8）；8.3.1洞內地質素描是將隧道開挖所揭露的地層巖性、地質構造、結構面產(chǎn)狀、地下99.1地質雷達探測法9.3.1地質雷達由于探測精度高、操作方便、省時等優(yōu)點廣泛應用于隧道超前地質預報領域。c)不能探測極高電導屏蔽層下的目的體或目的層；e)地質雷達連續(xù)預報時前后兩次重疊長度應不小于5m。9.4.1.1在泥質和軟弱破碎地層或巖溶發(fā)育區(qū)，每次預報距離宜為15m,不宜超過20m;9.4.1.2在巖體較破碎的軟巖、較軟巖地層每次宜預報20m～25m,不宜超過30m;9.4.1.3在巖體完整、較完整的硬質巖地層每次宜預報25m～30m,不宜超過35m。9.4.2.1通過現(xiàn)場試驗選擇雷達天線的工作頻率、確定介電常數(shù)。介電常數(shù)的確定方法參見附錄G。9.4.2.2測網(wǎng)密度、天線間距和天線移動速度應反映出探測對象的異常，或半弧式布線。如圖2的a)、b)、c)、d)所示?？筛鶕?jù)現(xiàn)場情況靈活布置測線，原則上應盡可能9.4.2.3選擇合適的時間窗口和采樣間隔，并根據(jù)數(shù)據(jù)采集中的干擾變化和9.4.2.4地質雷達數(shù)據(jù)采集時的信號觸發(fā)方式宜采用人工觸發(fā)方式；宜采用連續(xù)測量，不能連9.4.2.5隧址區(qū)內不應有較強的電磁波干擾；現(xiàn)場測試時應清除或避開測線附近的金屬物；同9.4.2.7測線方向的巖體表面應相對平整，最大凹陷和凸起不宜超9.4.2.8現(xiàn)場記錄應注明觀測到的不良地質體與地下水體的位置與規(guī)模等。9.5.2.2雷達數(shù)據(jù)解釋前應對采集數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理。比如濾波、信號增益等數(shù)字信號處理，9.5.2.4地質雷達法預報應編制探測報告，內容包括：探測工作概況、采集及解釋參數(shù)、測線b)斷層或巖性界面的傾角應大于35°,構造走向與隧道軸線的夾角應大于45°;10.4.2地震波記錄的質量是數(shù)據(jù)處理和獲得高質量預d)采集地震波記錄時，應滿足激發(fā)與接收同步進行的條件，接收延遲誤差不應大于3），），12.2.1短距離地質超前鉆探主要是利用風鉆或鑿巖臺d)角度：隧道開挖輪廓線外的鉆孔宜按15°~45°外擦角進行。12.4.1長距離地質超前鉆探適用于各種地質條件下的d)角度：隧道開挖輪廓線外的鉆孔宜按15°~45°外擦角進行。低除開挖工作面地質素描外，幾乎物探前界面等界面位置需在隧道邊墻上鉆鑿24個深施測現(xiàn)場地震波接收孔至隧道開挖工作面間需清場并停止洞內爆破施工作業(yè)法前界面等界面位置僅需掌子面排險和機械設備適當測線附近不得有管主要對含水圍巖巖體位置預報及相對僅需掌子面排險和機械設備適當高廊道、較大規(guī)模溶洞、豎井和落水洞為主，地下洞穴發(fā)育地下洞穴系統(tǒng)溶蝕擴大為巖溶化裂通性差，少見集中徑微弱發(fā)育以裂隙狀巖溶或溶孔為特大型涌水突水（涌水量水量（10000m3/d~小大型斷層破碎帶、自穩(wěn)能富水，可能引起大型失穩(wěn)中型斷層帶，軟弱，中小型斷層帶，弱富度emax開挖過程中硬質巖時有巖爆發(fā)生，有巖塊彈出；軟質巖巖芯常有餅化現(xiàn)象，巖體有剝離，位移極為顯著高應力（R/＜4~emax7），開挖過程中硬質質巖巖芯時有餅化現(xiàn)瓦斯突出：瓦斯壓力P≥0.74Mpa，瓦斯放散初始速度P≥10，煤的堅固程度性系數(shù)f≤0.5，煤的破無（含物地質因素對隧道施可能存在安全問題誘發(fā)環(huán)境問題的程度可能造成重大環(huán)境能誘發(fā)一般環(huán)境問題特殊情況下可能出現(xiàn)一般環(huán)境問題無a)根據(jù)巖石的堅硬程度和巖體完整程度兩個基本因素的定性特征和定量的巖體基本質量指標E.2圍巖分級中巖石堅硬程度、巖體完整程度兩個基本因素硬質巖錘擊聲音清脆，有彈性，震手，難擊未風化的花崗巖、正長巖、閃長巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖、片麻巖、石英片巖、硅質板巖、石英巖、硅質膠結錘擊聲清脆，有輕微回彈，稍震手，2未風化－輕微風化的熔結凝灰?guī)r、大理巖、板巖、白云軟質巖錘擊聲不清脆，無回彈，較易擊碎，3未風化－微風化的凝灰?guī)r、千枚巖、砂質礫巖、泥質砂錘擊聲啞，無回彈，易擊碎，浸水后錘擊聲啞，無回彈，有較深凹痕，浸巖石堅硬程度定量指標用巖石單軸飽和抗壓強度Rc表達。Rc宜Rc=22.82Is(50)0.75...................................(E.Rc/MPa>60Ⅰ>550ⅡⅢⅣ較軟巖或軟硬巖互層，且以軟巖為主，巖體較完整~Ⅴ一般第四系的半干硬至硬塑的粘性土及稍濕的碎石Ⅵ巖性指標巖體完整性狀態(tài)地質結構面>1.0差好狀0.5~>1.0好差地下水ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ洞內特別是掌子面支護情況，包括噴層開裂變形、錨桿拱架施作、初支后回填、開挖輪廓要在隧道現(xiàn)場總結測定。典型巖體介電常數(shù)的建議值參見表1234563789876煤激發(fā)孔應在隧道洞壁同一側沿直線布設，距離工作面5m～10m布設第一個激發(fā)孔，而后等間距布接收孔應布設在激發(fā)炮孔的后方（以面向工作面為前進方向接收孔與最近的激發(fā)孔的距離宜TGP隧道超前地質預報設備的輸入端具有同時輸入2～4個接收孔信號的功能，采集時采取2～掌子面掌子面以保證孔內方便充水。接收孔孔徑為50接收探頭與鉆孔巖體密切接觸是保證地震波采集質量的關鍵條件之一。TGP隧道超前地質預報系統(tǒng)器動態(tài)范圍大于120db。考慮復雜隧道條件下野外測試采用接收1和接收2兩個檢波器的方式。檢波器為X、Y、Z三個分量，三個分量輸入采集參數(shù)。由于TGP隧道超前地質預報與檢測儀的放大器為瞬時浮點放大器，儀器采集時不需要設以往的一些預報成果圖中，往往見到有很多反資料處理按照處理按圖H.2的流程執(zhí)行。對同分量不同孔資料和同孔不同分來自隧道前方聲阻抗界面的縱波（VP波）、橫波（VSH殊情況外，應采用圖I.1所示的標準。隧道超前地質預報檢測工作，宜安排在隧道開根據(jù)圖I.1所示的標準觀測系統(tǒng)來確定接收器（RCV）及炮孔（S）的相對位置。接收器距第一個激發(fā)孔的距離應在20m以內，但在任何情況下不應小于15m。炮點之間的距離應大約為1.5m，如果在空間不夠的情況下進行TSP203探測，炮點之間的距離也可以小于1.5m。但是，無論在何種情況下，都不應超過2m。TSP探測的炮點數(shù)應該在18到24之間，如果炮點數(shù)小于18，則不應該進行TSP探測工作。所有的接收器（RCV）和激發(fā)孔（S）位置都與一個相對的坐標系統(tǒng)聯(lián)系在一起：坐標的X軸沿隧道的左/掌子面掌子面24個，根據(jù)實際隧道工作面的位置決定，但不能少于18個徑向隧道軸；向上傾斜5°~10°樹脂安裝套管。為了確保套管固定牢靠，應使用足量的環(huán)氧樹脂充填接收器孔。如果孔的直徑不超過深度厚度置_________________________________3.1.6地震波反射法是物探方法中一個基本的原理方法，國內外很多隧道超前地質預報儀器設備均以此為原理而研制，如TSP203、TGP等或者類似的名稱，這些名稱均為生成超前預報設備廠家獨立為其命5.1本標準建議在隧道的勘測設計階段要將超前地質預報納入其范疇，并宜將超前地質預報費用納入5.2本標準建議必須將超前地質預報作為工序納入施工組織管理，作為隧道開挖的必備跟蹤探測的方法為主，重點地段的超前鉆探為輔助的綜合超6.1.2隧道超前地質預報工作是一項高度專業(yè)化的工作，其中涉及到地質、物探、鉆探等多種探測手6.1.3針對不同地段地質情況和預報目的，進行必要的技術比選，選擇針對性、適用性強的方法和設6.1.7隧道超前地質預報也是一門正在發(fā)展中的技術，技術人員工作中應積極慎重地采用新技術、新3地質預報單位根據(jù)批準的方案實施超前地質預報，在實施隧道超前地質預報工作時，應進行以4隧道施工過程中，對已開挖的隧道段，開展掌子面和側壁圍巖的巖性、產(chǎn)狀、層間結合程度等5在超前地質預報實施的過程中宜采用多種勘察探測手段進行預報6對未開挖的隧道段，采用地震波反射法進行全覆蓋的長距離超前探測，結合前述的地質調查和7對長距離探測中發(fā)現(xiàn)的地質異常帶，用地質雷達、高分辨直流電法等短距離物探手段進行跟蹤6.3本標準旨在明確隧道各參建單位對于隧道超前地質預報的職責與分工，確保超前地質預報工作能7.2通過超前地質預報工作，可以及時掌握和反饋隧道地質條件信息，調整和優(yōu)化隧道設計參數(shù)、防7.6地層分界線、構造線的地下和地表相關性分析主要采用、地質測繪法和地面地質界面和地質體投7.7對隧道地質復雜程度進行分級，是地質預報實施技術措施和方案編制的基礎和重點，應綜合考慮8.1.1地質調查是一種傳統(tǒng)的、實用和基本的施工地質預報方法，是其它預報方法的基礎，各種施工8.1.3對有爭議的相關重大地質問題和地段，應補充必要的地面地質調查工作。超前地質預報工作一8.3.3地質調查法不占用開挖工作面施工時間、不干擾施工、設備簡單、操作方便，提交資料及時，9.3地質雷達探測預報距離較短一般不超過35m，主要用于對局部地質情況進行探測，獲得更高精確1雷達電磁波在巖土介質中傳播時，由于巖土體的完整性、含水性和電性特征的差異，導致雷達2資料的解釋依據(jù)波形特征判斷目標性質，還采用追蹤橫波在橫向和縱向上的延續(xù)和變化，對應緩，同相軸短；深部偶有反射信號，幾乎沒有同相軸或很少。見說明圖9.5-1、9.5-2；當出現(xiàn)分界面圓團通圓照防限口W園□0語題目 (100Mhz的天線探測)。見說明圖9.5-3、9.5-4;③數(shù)據(jù)記錄：放炮時，準確填寫隧道內放炮記錄，在放炮過程中應采用炮序號遞增或遞減的方式①在震源激發(fā)時，須停止隧道施工作業(yè)，特別停止是造成振動干擾的機械運轉，保證數(shù)據(jù)采集質③根據(jù)接收到的地震波信號能量，檢查信號是否過強或過弱。若直達波信號過強或過弱，應將炸④若初至后出現(xiàn)鳴振，表明接收器單元沒有與圍巖耦合好或可能是由于套管內污8如果首波中橫波同相軸不明確，采取利用縱波速度除以某系數(shù)的辦法計算橫波速度是不宜的。巖為800Hz～1500Hz。因此地震波接收裝置應與隧道圍巖直接和可靠接觸，如果通過固結管材間接比速度曲線是由掌子面前方反射界面形成的反射1當縱波估算速度相對已開挖段巖體速度稍有變小，且縱橫波的反射幅度比介于0.06～0.08之2當縱波估算速度相對已開挖段巖體速度不變或基本一致，且橫波的反射幅度比比縱波小，其值3當縱波估算速度相對已開挖段巖體速度顯著變小，且縱波的反射幅度比大于0化的殘積土或軟弱帶)的情況，需要引起注意。以上動態(tài)響應的總結僅適用于不良地質單元與隧道呈大角度相交(大于30°)的情況，角度較小當掌子面前方(有效探測距離內)不存在影響隧道開挖、安全和穩(wěn)定的大結構面時，TGP成果的動1縱波估算速度相對已開挖段巖體速度基本不變化或者是以很小的幅度變化；反射面的反射幅度比一般小于0.06。2擬地震波曲線不會出現(xiàn)寬度大且余震長的特征。3偏移歸位圖上基本沒有顏色強烈變化且寬度較大的異常帶，對于一些幅度小、寬度小的異常，4盡管探測成果圖上的反射面較多且密集，但反射幅度比小于0.06,縱波估算速度也基本不變或縱橫波繞縱橫波繞紅線為波軸w同側檢波器綜合成果圖