林家屋基隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施方案

1、目 錄 TOC o 1-2 f u 1.編制依據(jù) PAGEREF _Toc308079662 h 12.地質(zhì)說(shuō)明 PAGEREF _Toc308079663 h 13.施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)目的 PAGEREF _Toc308079664 h 44.施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案 PAGEREF _Toc308079665 h 44.1巖溶及巖溶突水預(yù)報(bào)方案 PAGEREF _Toc308079666 h 74.2斷層破碎帶預(yù)報(bào)方案 PAGEREF _Toc308079667 h 84.3.煤層瓦斯預(yù)報(bào) PAGEREF _Toc308079668 h 84.4.隧道底部、邊墻、拱頂隱伏巖溶釬探施工方案 PAG

2、EREF _Toc308079669 h 105.施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法 PAGEREF _Toc308079670 h 155.1地質(zhì)調(diào)查 PAGEREF _Toc308079671 h 155.2地質(zhì)素描 PAGEREF _Toc308079672 h 165.3TSP203+超前地質(zhì)預(yù)報(bào) PAGEREF _Toc308079673 h 185.4地質(zhì)雷達(dá) PAGEREF _Toc308079674 h 255.5紅外線探水 PAGEREF _Toc308079675 h 265.6超前地質(zhì)探孔 PAGEREF _Toc308079676 h 285.7高分辨直流電法 PAGEREF _To

3、c308079677 h 335.8綜合地質(zhì)預(yù)報(bào) PAGEREF _Toc308079678 h 375.9成果資料 PAGEREF _Toc308079679 h 386.施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)資源配置 PAGEREF _Toc308079680 h 396.1超前預(yù)報(bào)工作流程 PAGEREF _Toc308079681 h 396.2組織機(jī)構(gòu) PAGEREF _Toc308079682 h 416.3人員配置 PAGEREF _Toc308079683 h 426.4投入的儀器設(shè)備 PAGEREF _Toc308079684 h 427.施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作量 PAGEREF _Toc30807

4、9685 h 438.質(zhì)量管理體系及質(zhì)量、平安、進(jìn)度保證措施 PAGEREF _Toc308079686 h 458.1建立超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的質(zhì)量管理體系 PAGEREF _Toc308079687 h 458.2思想保證措施 PAGEREF _Toc308079688 h 458.3制度保證措施 PAGEREF _Toc308079689 h 468.4超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的質(zhì)量保證措施 PAGEREF _Toc308079690 h 468.5超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的平安保證措施 PAGEREF _Toc308079691 h 478.6超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的進(jìn)度保證措施 PAGEREF _Toc308079692 h

5、 479.超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與隧道施工方案的銜接與配合 PAGEREF _Toc308079693 h 489.1正常施工進(jìn)度的銜接和配合 PAGEREF _Toc308079694 h 489.2.施工方案調(diào)整時(shí)的銜接和配合 PAGEREF _Toc308079695 h 4810.附表、附件 PAGEREF _Toc308079696 h 48林家屋基隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施方案編制依據(jù)1設(shè)計(jì)文件、圖紙和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的相關(guān)地質(zhì)資料；2林家屋基隧道實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)；3林家屋基隧道瓦斯工區(qū)實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)；4鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)指南鐵建設(shè)2021105號(hào)文；5高速鐵路隧道工程施工技術(shù)指南鐵建設(shè)202

6、1241號(hào)；6高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)TB10753-2021/J1149-2021；7中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)院多年施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)。地質(zhì)說(shuō)明林家屋基隧道位于云貴高原侵蝕構(gòu)造中低山區(qū)，區(qū)內(nèi)地形總體為東高西低，隧址區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)位于隧道北側(cè)的山頂，海拔高程1780m，最低點(diǎn)位于隧道東側(cè)的溝谷，海拔高程1280m，相對(duì)高差500m。隧道洞身穿越區(qū)域以灰?guī)r廣泛分布為主要特征，具構(gòu)造剝蝕溶蝕槽谷地貌特點(diǎn)。槽谷的發(fā)育多與斷層、大型節(jié)理等構(gòu)造走向線一致，呈線狀分布，谷底有呈串珠狀分布的溶蝕洼地、落水洞、漏斗等巖溶地貌景觀；坡麓自然斜坡陡峻，自然坡度2545。此外，區(qū)內(nèi)的其余地段溶蝕洼地、漏斗、落水洞、陡

7、崖等巖溶地貌亦比擬常見(jiàn)。區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路興旺，貫穿整個(gè)區(qū)域，隧道洞身穿越鎮(zhèn)勝高速及區(qū)域各村寨及隧道進(jìn)、出口附近均有簡(jiǎn)易公路相通，交通較便利。測(cè)區(qū)地表水以山間溝水為主，水量較小，雨季時(shí)溝內(nèi)水量增加明顯，局部具有承壓性。故隧道穿越區(qū)地表水不發(fā)育，主要以季節(jié)性水流為主。不良地質(zhì)現(xiàn)象為巖溶及巖溶水、煤層瓦斯及采空區(qū)、危巖落石、斷層破碎帶等，特殊巖土為石膏，分述如下：1、巖溶及巖溶水隧區(qū)可溶巖地層有永寧鎮(zhèn)組一段T1yn1、永寧鎮(zhèn)組三四段T1yn3+4，關(guān)嶺組二段均以灰?guī)r為主，屬于巖溶中等發(fā)育的地層，斷裂、褶皺較發(fā)育。據(jù)調(diào)繪及勘探資料，碳酸鹽巖地層中淺部有較大巖溶洞穴，地表溶蝕洼地、漏斗、豎井、落水洞等巖溶形

8、態(tài)發(fā)育，且多呈串珠狀排列，隧道開挖可能會(huì)遇到大型巖溶管道及溶洞，易發(fā)生突水、突泥現(xiàn)象。2、煤層瓦斯及采空區(qū)區(qū)內(nèi)含煤地層有二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督MP2l，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查訪問(wèn)，龍?zhí)督MP2l煤系地層埋深在50米以內(nèi)。曾有小煤窯開采史，近年停止未見(jiàn)開采，含煤地層巖性強(qiáng)度不等，建議對(duì)隧道施工時(shí)加強(qiáng)通風(fēng)及支護(hù)。關(guān)嶺組二段T2g2灰?guī)r中常見(jiàn)具油味黑色瀝青，可能會(huì)有瓦斯氣體逸出，隧道施工時(shí)加強(qiáng)通風(fēng)。設(shè)計(jì)隧道進(jìn)口DK925+465DK925+930按高瓦斯設(shè)計(jì)，全段均應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)。3、危巖落石分布于隧道出口地段，洞口上方存在零星被節(jié)理分割孤石，巖體為關(guān)嶺組二段的泥質(zhì)灰?guī)r、白云巖，巖層單斜，巖層產(chǎn)狀N80W/78S，節(jié)理產(chǎn)狀N

9、20E/58S，N50W/55SW，節(jié)理裂隙發(fā)育，一般裂隙張開達(dá)數(shù)厘米，貫穿性較好，半充填黏土，巖石被切割成巖塊，在重力作用下易沿坡面塌落，形成危巖落石，落石大小、數(shù)量和發(fā)生時(shí)間無(wú)一定的規(guī)律。對(duì)隧道洞口影響較大。采用去除、鑲補(bǔ)、支擋及主動(dòng)網(wǎng)防護(hù)等綜合治理措施處理。4、石膏永寧鎮(zhèn)組三四段上段T1yn3+4、關(guān)嶺組一段T2g1地層中含石膏，主要分布范圍為DK929+000DK929+320，地下水對(duì)砼具SO42-侵蝕，應(yīng)采用抗侵蝕性材料。該地層不能用作建筑骨料，用作路基填料時(shí)可剔除石膏后選擇性使用，相關(guān)擋護(hù)工程應(yīng)采用抗侵蝕性材料。工程地質(zhì)情況分析表如下:表1 工程地質(zhì)情況分析表里程段地層巖性地質(zhì)情

10、況說(shuō)明風(fēng)化程度圍巖級(jí)別隧洞埋深(m)DK925+445 DK926+300855砂巖、 泥巖、 煤層、灰?guī)r該 段位于隧道 進(jìn) 口端，埋深 較 淺，巖石 風(fēng) 化 強(qiáng)烈，破碎、含水。 D1K926+150不同巖性的分界面。弱強(qiáng)風(fēng)化V級(jí)0359DK926+300 DK926+800500灰?guī)r夾角礫狀灰?guī)r該 段巖體 較為 完整。洞身中心位置 D1K926+642 處為 斷裂帶 ，受其影 響 ，巖石破碎、含水，裂隙 發(fā) 育。弱風(fēng)化V級(jí) 359372DK926+800 DK927+600800灰?guī)r夾角礫狀灰?guī)r、泥巖夾砂巖、泥灰?guī)r該 段巖體破碎、含水，裂隙發(fā) 育， 或 巖性 變 化。洞身中心 位 置 D1K

11、926+934 、D1K927+100 附近 為 斷裂 帶 。弱強(qiáng)風(fēng)化V級(jí) 292 348DK927+600 DK928+7201120灰?guī)r夾角礫狀灰?guī)r、灰?guī)r、白云巖夾泥灰?guī)r、泥巖夾砂巖、泥灰?guī)r該 段中部巖體 較為 完整。 其余 巖體 較 破碎，裂隙 發(fā) 育，地下水 發(fā) 育， 圍 巖 穩(wěn) 定性差， 或 巖性 不同 。弱風(fēng)化巖體IIIIV級(jí)281398DK928+720 DK929+9801260灰?guī)r、白云巖夾泥灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r夾巖溶角礫、泥巖夾砂巖、泥灰?guī)r該 段巖石 風(fēng) 化 強(qiáng) 烈，破碎、含水。弱強(qiáng)風(fēng)化V級(jí)166281DK929+980 DK931+3001320灰?guī)r、白云巖該 段位于隧道出口

12、端，巖石風(fēng) 化 強(qiáng) 烈，破碎、含水。洞身中心位置 D1K930+244 附近 ， D1K930+650 D1K931+250 巖體 較 破碎，裂隙 發(fā) 育，地下水 發(fā) 育， 圍 巖穩(wěn)定性差， 或?yàn)閹r性 變 化。弱強(qiáng)風(fēng)化，以弱風(fēng)化為主V級(jí)0236施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)目的1進(jìn)一步查明前期沒(méi)有探明的、隱伏的重大地質(zhì)問(wèn)題，進(jìn)而指導(dǎo)隧道施工的順利進(jìn)行；2降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的機(jī)率，保證隧道施工平安；3為隧道動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供地質(zhì)依據(jù)；4為編制竣工文件提供地質(zhì)資料。施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案林家屋基隧道集寬大斷層破碎帶、巖溶一體，且含煤地層地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)因素可能嚴(yán)重危及施工平安，制約工期，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是保證隧道施工平安、

13、優(yōu)化工程設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)施工信息化的重要根底，因此必須高度重視和做好施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)文件，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制定預(yù)報(bào)方案，針對(duì)不同地段的工程地質(zhì)情況進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報(bào)重要性分級(jí)，不同級(jí)別的地段采取不同的預(yù)報(bào)手段，以到達(dá)既預(yù)報(bào)準(zhǔn)確又節(jié)省有限預(yù)報(bào)資源的目的。地質(zhì)復(fù)雜隧道的地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)采取長(zhǎng)距離宏觀預(yù)報(bào)與短距離準(zhǔn)確預(yù)報(bào)相結(jié)合、隧道洞內(nèi)探測(cè)與洞外地面地質(zhì)調(diào)查相結(jié)合、地質(zhì)方法與物探方法相結(jié)合，開展多層次、多手段的綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，并貫穿于施工全過(guò)程。長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)主要采用地質(zhì)分析法，根據(jù)地面測(cè)繪和其它根底資料對(duì)隧道通過(guò)區(qū)的地質(zhì)界線、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

14、及特征、其它不良地質(zhì)及特殊地質(zhì)發(fā)育情況進(jìn)行長(zhǎng)距離、宏觀預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，分析和把握存在的主要工程地質(zhì)問(wèn)題、主要地質(zhì)災(zāi)害隱患及其分布范圍、在隧道內(nèi)揭示的大致里程等，從而制定預(yù)報(bào)預(yù)案，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。中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)是在長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)的根底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30200m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。短距離預(yù)報(bào)是在中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)的根底上采用掌子面素描、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

15、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。根據(jù)不同的地質(zhì)災(zāi)害分級(jí)，針對(duì)不同類型的地質(zhì)問(wèn)題，選擇不同的方法和手段開展超前地質(zhì)預(yù)報(bào)：物探類型適用類型適用風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)主要物探手段WT-1軟弱夾層、非可溶巖與可溶巖接觸帶、地表物探異常帶、差異風(fēng)化帶及可能出現(xiàn)其它不良地質(zhì)體。含炭煤地層。塌方風(fēng)險(xiǎn)及變形風(fēng)險(xiǎn)為中度。TSP203WT-2非可溶巖地段斷層及其破碎帶，非、可溶巖巖溶中度發(fā)育地段，可能出現(xiàn)的節(jié)理密集帶。塌方風(fēng)險(xiǎn)為高度，突水突泥風(fēng)險(xiǎn)為中度及以上TSP203+紅外探測(cè)WT-3可溶巖巖溶強(qiáng)烈發(fā)育地段，可溶巖與非可溶巖接觸帶等可能出現(xiàn)溶洞、溶蝕破碎帶及富水節(jié)理密集帶。

16、突水突泥高度風(fēng)險(xiǎn)，地表失水高度風(fēng)險(xiǎn)，塌方高度風(fēng)險(xiǎn)TSP203+地質(zhì)雷達(dá)+紅外探測(cè)WT-4巖溶極發(fā)育極強(qiáng)烈地段，煤層采空區(qū)。高壓富水?dāng)鄬印Ｍ凰荒鄻O高風(fēng)險(xiǎn)地表失水極高風(fēng)險(xiǎn)，塌方高度風(fēng)險(xiǎn)TSP203+高分辨直流電法+地質(zhì)雷達(dá)+紅外探測(cè)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)物探分類表超前地質(zhì)預(yù)報(bào)鉆探分類表鉆探類型適用條件使用風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)主要手段ZT-1所有段落塌方風(fēng)險(xiǎn)為高度、變形風(fēng)險(xiǎn)為中度。加深炮眼5孔ZT-2地表存在構(gòu)筑物，隧道淺埋偏壓地段及巖溶弱發(fā)育地段塌方風(fēng)險(xiǎn)為高度、變形風(fēng)險(xiǎn)為中度。超前鉆孔2孔+加深炮眼(5孔)，其中1孔取芯ZT-3高地應(yīng)力，軟巖大變形及巖爆塌方風(fēng)險(xiǎn)為中度、變形風(fēng)險(xiǎn)為中度，巖爆風(fēng)險(xiǎn)為中度。超前鉆孔3孔+加

17、深炮眼(5孔)，其中1孔取芯,1孔為地應(yīng)力測(cè)試孔。ZT-4地質(zhì)構(gòu)造帶，巖溶接觸帶，巖溶中等發(fā)育段、物探異常區(qū)突水突泥中度風(fēng)險(xiǎn)，塌方中度風(fēng)險(xiǎn)超前鉆孔3孔+加深炮眼(5孔)，其中1孔取芯ZT-5巖溶發(fā)育區(qū)突水突泥中度風(fēng)險(xiǎn)，地表失水高風(fēng)險(xiǎn)超前鉆孔5孔+加深炮眼(10孔)ZT-6高壓富水地段突水突泥極高風(fēng)險(xiǎn)，地表失水極高風(fēng)險(xiǎn)超前鉆孔5孔，所有探測(cè)孔均需設(shè)置關(guān)水閥門，1孔設(shè)置測(cè)壓裝置。其中3孔作為定位孔。ZT-7煤系地層瓦斯及煤層突出高度風(fēng)險(xiǎn)垂直距離15m處設(shè)置1個(gè)超前鉆孔，初探煤層位置，距初探煤層10m處設(shè)置5個(gè)超前鉆孔，并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)測(cè)試。其中2個(gè)孔要求取芯。4.1巖溶及巖溶突水預(yù)報(bào)方案首先利用地質(zhì)

18、調(diào)查與地質(zhì)素描手段，確定隧道可溶巖發(fā)育的大致里程，再通過(guò)TSP203對(duì)巖溶及地下水發(fā)育的位置、規(guī)模及性質(zhì)作較為詳細(xì)的預(yù)報(bào)，然后采用掌子面素描、紅外探測(cè)等方法更加準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)掌子面前方30m范圍內(nèi)巖溶的發(fā)育情況，對(duì)可能有巖溶、突泥涌水的地段特別是可溶巖與非可溶巖的接觸帶應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)和水平鉆驗(yàn)證，鉆孔時(shí)需安設(shè)孔口管及高壓閘閥，當(dāng)遇有高壓水時(shí)，要立即拔出鉆具，關(guān)閉孔口管的高壓閥門，等待制定處理措施。對(duì)巖溶強(qiáng)烈發(fā)育地段可增加鉆孔的數(shù)量及增加地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)的頻率，并對(duì)開挖后的隧道底板用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行隧底巖溶檢測(cè)。橫洞工區(qū)、隧道反坡施工地段處于富水區(qū)時(shí)，超前鉆探作業(yè)時(shí)應(yīng)做好突涌水處治的方案。隧道涌水、突泥預(yù)報(bào)

19、程序，見(jiàn)圖4-1“隧道涌水突泥預(yù)報(bào)程序框圖。圖4-1 隧道涌水突泥預(yù)報(bào)程序框圖4.2斷層破碎帶預(yù)報(bào)方案首先利用地質(zhì)調(diào)查與地質(zhì)素描手段，確定在勘察階段發(fā)現(xiàn)的寬大斷層的大致里程，此外，由于地殼中許多斷層并未延伸至地表或被覆蓋層所覆蓋，所以隧道在開挖過(guò)程中所揭露的斷層往往多于地表所發(fā)現(xiàn)的數(shù)量，故全隧均應(yīng)進(jìn)行TSP203和紅外探水，探測(cè)掌子面前方圍巖的強(qiáng)度、完整性、富水性，然后根據(jù)掌子面素描觀察隧道圍巖的變化，統(tǒng)計(jì)節(jié)理組數(shù)及其形態(tài)的變化，推測(cè)前方可能出現(xiàn)斷層的位置，對(duì)可能出現(xiàn)斷層的地段進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)和水平鉆驗(yàn)證，鉆孔時(shí)需安設(shè)孔口管及高壓閘閥，當(dāng)遇有高壓水時(shí)，要立即拔出鉆具，關(guān)閉孔口管的高壓閥門，等待制定

20、處理措施。斷層預(yù)報(bào)程序框圖，見(jiàn)圖4-2“斷層預(yù)報(bào)程序框圖見(jiàn)圖。圖4-2 斷層預(yù)報(bào)程序框圖4.3.煤層瓦斯預(yù)報(bào)瓦斯預(yù)報(bào)可采用地質(zhì)調(diào)查法、彈性波反射法、超前鉆探法進(jìn)行。采用地質(zhì)調(diào)查法、波反射法確定煤層分布位置、煤層厚度；采用超前鉆探煤層瓦斯地段必須采用水循環(huán)鉆，否那么易引起火災(zāi)或爆炸孔內(nèi)測(cè)試確定隧道開挖工作面前方煤層瓦斯?jié)舛燃捌渥兓?。在揭煤鉆進(jìn)時(shí)，利用沖擊鉆具鉆至煤層的大致里程后，改用雙管取芯鉆具進(jìn)行鉆進(jìn)，當(dāng)鉆孔的循環(huán)液變成黑色時(shí)關(guān)閉循環(huán)液，利用鉆機(jī)自身的鉆壓和扭力對(duì)煤層進(jìn)行取芯，直至取過(guò)煤層并記錄煤層的起止里程。其作業(yè)必須嚴(yán)格執(zhí)行瓦斯隧道有關(guān)平安條例及規(guī)程。在富含瓦斯的煤系地層中，采用長(zhǎng)短結(jié)合的

21、鉆孔方案可提前將巖體中的有害氣體逐漸釋放出來(lái)。瓦斯?jié)舛忍綔y(cè)及隧道洞內(nèi)瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)必須由有專業(yè)資質(zhì)的人員進(jìn)行。瓦斯預(yù)報(bào)應(yīng)遵循圖4-3的程序進(jìn)行。圖4-3瓦斯預(yù)報(bào)程序框圖根據(jù)本隧道水文及工程地質(zhì)條件及可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，按?鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)指南?鐵建設(shè)2021105號(hào)本，將該隧道復(fù)雜程度分為“很復(fù)雜“復(fù)雜、“中等三級(jí)，詳見(jiàn)下表2。表2 林家屋基隧道地質(zhì)復(fù)雜程度分級(jí)部位里程段長(zhǎng)度m復(fù)雜程度分級(jí)預(yù)報(bào)重視程度備注正洞DK925+465DK925+965500復(fù)雜重點(diǎn)預(yù)報(bào)DK925+965DK926+220255較復(fù)雜加強(qiáng)預(yù)報(bào)DK926+220DK929+3703150復(fù)雜重點(diǎn)預(yù)報(bào)DK929+37

22、0DK930+150780中等復(fù)雜加強(qiáng)預(yù)報(bào)DK930+150DK930+350200復(fù)雜重點(diǎn)預(yù)報(bào)DK930+350DK931+300950較復(fù)雜加強(qiáng)預(yù)報(bào)平導(dǎo)XDK925+397XDK926+046649復(fù)雜重點(diǎn)預(yù)報(bào)橫洞H1D1K0+0H1D1K0+265265中等復(fù)雜常規(guī)預(yù)報(bào)H1D1K0+265H1D1K0+34075較復(fù)雜加強(qiáng)預(yù)報(bào)H1D1K0+340H1D1K0+590250復(fù)雜重點(diǎn)預(yù)報(bào)H1D1K0+590H1D1K0+67080較復(fù)雜加強(qiáng)預(yù)報(bào)H1D1K0+670H1D1K0+73060中等復(fù)雜常規(guī)預(yù)報(bào)H1D1K0+730H1D1K0+870140較復(fù)雜加強(qiáng)預(yù)報(bào)H1D1K0+870H1D1K

23、0+91242中等復(fù)雜常規(guī)預(yù)報(bào)4.4.隧道底部、邊墻、拱頂隱伏巖溶釬探施工方案1隧底溶測(cè)量及素描 a.對(duì)隧底、邊墻、拱頂發(fā)現(xiàn)的溶蝕溝槽、溶洞腔 、裂隙發(fā)育帶、地下水發(fā)育段等進(jìn)行測(cè)量，繪制隧底巖溶平、剖面圖，比例尺原那么上應(yīng)采用 1:501:500。 b.素描工作應(yīng)在測(cè)量圖件的根底上進(jìn)行，并完成數(shù)碼攝像。c.巖溶暗河泉 、涌突水點(diǎn)、涌突泥點(diǎn)的位置等應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量，水量、洪水期水位等應(yīng)調(diào)查測(cè)量。2工程地質(zhì)測(cè)繪 a.巖溶洞穴頂板節(jié)理、裂隙分布及充填、膠結(jié)程度，巖層產(chǎn)狀，單層厚度，洞頂、洞底、洞壁完整程度； b.洞穴的形態(tài)尺寸， 建筑物跨越洞穴的位置、 寬度， 洞頂 底板至建筑物界線間的巖層厚度； c.洞

24、內(nèi)沉積物、水痕、積水、水流等情況； d.溶蝕溝槽、溶隙等空間發(fā)育特征、充填物情況； e.水文地質(zhì)特征如暗河泉補(bǔ)給來(lái)源、水流方向、長(zhǎng)時(shí)間水量動(dòng)態(tài)變化特征等； f.涌突泥水動(dòng)態(tài)觀察。3風(fēng)槍探孔 采用風(fēng)槍探孔對(duì)隧底巖溶進(jìn)行探查。每個(gè)斷面探孔位置分別位于左右邊墻腳、隧底左右線中心及隧底軸線處。探孔深度 5m，斷面環(huán)向間距 5m，遇到巖溶異常時(shí)應(yīng)適當(dāng)加密、加深。4釬探、風(fēng)鎬探查 隧道底部及洞周有充填物且充填物厚度3m 時(shí)使用，原那么上孔間縱橫向間距5m，探查范圍須覆蓋巖溶充填物。作好釬探、風(fēng)鎬探孔記錄，每孔的里程位置須準(zhǔn)確定位，詳細(xì)記錄每孔巖溶充填物厚度、成分、軟硬程度、含水程度等。5物探 1方法選擇

25、基于探查效率及實(shí)用性考慮， 目前在隧道施工中常用的巖溶物探方法主要有二種，即地質(zhì)雷達(dá)法及直流電測(cè)深法高密度電法 。地質(zhì)雷達(dá)法可用于隧底和洞周巖溶探查，原那么上現(xiàn)場(chǎng)首選該方法；直流電測(cè)深法高密度電法主要用于隧道底部大型巖溶工點(diǎn)與鉆探相結(jié)合的探查。 2地質(zhì)雷達(dá) a.設(shè)備要求 須采用認(rèn)證合格的地質(zhì)雷達(dá)儀，為兼顧勘探深度和精度，天線頻率可采用 100MHz 的一種屏蔽天線，或 100MHz 和 200MHz 的兩種屏蔽天線。 b.外業(yè)布置 采用連續(xù)測(cè)量方式。 定位標(biāo)尺間距不大于 10m。 隧底探察測(cè)線原那么上沿隧道延伸方向， 按隧道寬度平均布置 3 條測(cè)線，如以下圖，或針對(duì)風(fēng)槍異常范圍進(jìn)行。 洞周探察

26、原那么上沿隧道延伸方向布置 3 條測(cè)線，拱頂一條、左右起拱線各一條，或針對(duì)風(fēng)槍異常范圍進(jìn)行。 = 5 * GB3 施測(cè)時(shí)應(yīng)清理現(xiàn)場(chǎng)，盡量使隧底平整、枯燥，施工車輛、金屬材料和設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離測(cè)線，一般距離大于 30m。 = 6 * GB3 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法撤離的金屬物、障礙物，在施測(cè)時(shí)應(yīng)做好詳細(xì)的記錄金屬物或障礙物種類、位置、規(guī)模 ，資料解釋時(shí)便于排除干擾。3直流電測(cè)深法高密度電法 a.設(shè)備要求 需采用認(rèn)證合格的直流電法儀并確保供電和測(cè)量電線電纜不漏電，采集數(shù)據(jù)時(shí)，盡量采用大功率電源供電。 b.外業(yè)布置 點(diǎn)距等于或小于 5m高密度電法為 2m ，最大電極距AB/2max=50100m。 定位點(diǎn)距不大于 1

27、0m。 隧底探察測(cè)線原那么上與地質(zhì)雷達(dá)測(cè)線重合。 施測(cè)時(shí)應(yīng)清理現(xiàn)場(chǎng)，盡量使隧底平整、枯燥。 對(duì)于施測(cè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法撤離的障礙物、如水管等金屬導(dǎo)電物體，在施測(cè)時(shí)應(yīng)做好詳細(xì)的記錄障礙物和干擾源種類、位置、規(guī)模 。6.鉆探 1儀器要求 鉆探設(shè)備應(yīng)根據(jù)巖溶分布的位置、深度等綜合選用，主要是豎向工程鉆機(jī)XJ100 型等 ，此外應(yīng)配置適于查明土體性質(zhì)的靜力觸探等原位測(cè)試設(shè)備。 2勘探原那么 a.隧底巖溶堆積物厚度大于 3m 的巖溶工點(diǎn)等原那么應(yīng)安排100 型機(jī)動(dòng)鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證。 b.當(dāng)物探確定的巖溶異常具備以下條件之一時(shí)應(yīng)進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證： 隧道基底以下較大巖溶異常頂板完整灰?guī)r厚度5m； 完整灰?guī)r頂板厚跨比0.5 或

28、不完整灰?guī)r頂板厚度5 倍溶洞高度； 隧道開挖揭示巖溶并且與巖溶異常存在連續(xù)分布；巖溶異常直徑或高度范圍較大； 巖溶異?？赡転榈叵滤畯搅?、排泄或地表水入滲通道c.各類鉆孔的密度、 深度應(yīng)以查明隧底工程影響范圍內(nèi)或?qū)こ逃杏绊懙膸r溶或物探異常帶的空間分布特征為原那么。 d.隧底鉆探有效深度原那么上10m，當(dāng)揭露巖溶等不良地質(zhì)情況時(shí)， 鉆探深度應(yīng)穿越巖溶至穩(wěn)定基巖中5m。 各鉆孔應(yīng)按 ?鐵路工程地質(zhì)鉆探規(guī)程?執(zhí)行，并編寫原始記錄、鉆孔柱狀圖及時(shí)巖芯拍照。 e 隧底具有一定厚度的土體時(shí)，應(yīng)依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程完成取樣試驗(yàn)工作，并配合一定數(shù)量的靜力觸探測(cè)試，以查明土體的工程性質(zhì)。 7.勘察成果整理與分析

29、(1)隧底巖溶探查工程地質(zhì)勘察報(bào)告 說(shuō)明或說(shuō)明表及圖件分段或按工點(diǎn)編制 ； (2)工程地質(zhì)測(cè)繪原始記錄 (3)風(fēng)槍探孔成果說(shuō)明； (4)釬探、風(fēng)鎬探孔成果說(shuō)明； (5)物探成果報(bào)告說(shuō)明及圖件； (6)鉆孔、靜力觸探原始記錄及柱狀圖； (7)巖溶充填物試驗(yàn)報(bào)告； (8)溶洞穴測(cè)量原始記錄圖表(9)各類影像成果。 8、滬昆客專貴州斷隧道隱伏巖溶探查流程圖 入射波前反射波前震源檢波器檢波器隧道仰拱開挖施工單位地質(zhì)素描 施工單位風(fēng)槍普查、并輔以釬探施工單位地質(zhì)雷達(dá)物探施工單位鉆探、直流電測(cè)探法物探設(shè)計(jì)單位巖溶工點(diǎn)勘察報(bào)告設(shè)計(jì)單位不進(jìn)行隱伏巖溶探查探查結(jié)束，完成風(fēng)槍探查說(shuō)明施工單位探查結(jié)束，完成地質(zhì)雷達(dá)

30、探查說(shuō)明施工單位非可溶巖地段無(wú)巖溶異常無(wú)雷達(dá)異常有巖溶異?？扇軒r地段有雷達(dá)異常施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法結(jié)合林家屋基隧道的地質(zhì)條件，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作采用由面到點(diǎn)、長(zhǎng)短結(jié)合、地面調(diào)查與洞內(nèi)預(yù)報(bào)相結(jié)合、定性與定量相結(jié)合的方法，確保預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。5.1地質(zhì)調(diào)查1調(diào)查目的核對(duì)勘測(cè)資料，掌握隧道所在地區(qū)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，為隧道內(nèi)地質(zhì)預(yù)報(bào)提供方向性的依據(jù)。2調(diào)查范圍根據(jù)勘察單位提供的隧道工程地質(zhì)圖，調(diào)查范圍主要為隧道進(jìn)出口及隧道中線兩側(cè)各12.5km的范圍。3調(diào)查內(nèi)容 eq oac(,1)地層巖性主要調(diào)查地層的地質(zhì)時(shí)代、巖層厚度、層間結(jié)合程度、巖層產(chǎn)狀、巖性、巖石硬度、風(fēng)化程度等。

31、eq oac(,2)地質(zhì)構(gòu)造主要調(diào)查斷層、破碎帶及節(jié)理裂隙特征。斷層的產(chǎn)狀、性質(zhì)、破碎帶寬度、破碎帶的成分、破碎帶的含水情況以及與隧道的關(guān)系。節(jié)理裂隙的組數(shù)、產(chǎn)狀、間距、充填物質(zhì)、延伸長(zhǎng)度、張開度及節(jié)理面的起伏情況，節(jié)理裂隙的組合狀況。 eq oac(,3)不良地質(zhì)主要調(diào)查隧址內(nèi)滑坡的性質(zhì)、規(guī)模、以及對(duì)隧道的影響。煤層瓦斯及采空區(qū)的分布、規(guī)模及巷道充填情況。 eq oac(,4)地下水的特征調(diào)查隧道范圍內(nèi)的泉水、井水、水塘、水庫(kù)、溝水、河水及其水量、水文、水質(zhì)的變化等。5.2地質(zhì)素描隧道開挖后及時(shí)記錄隧道洞身和掌子面地質(zhì)情況的一種方法，它是地質(zhì)調(diào)查的細(xì)化和補(bǔ)充，結(jié)合勘察和地質(zhì)調(diào)查取得的地質(zhì)資料

32、可以預(yù)測(cè)隧道前方地質(zhì)情況，同時(shí)為隧道運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供全面準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。1素描內(nèi)容 eq oac(,1)地層巖性地層地質(zhì)時(shí)代、巖層厚度、層間結(jié)合程度、巖層產(chǎn)狀、巖性、巖石硬度、風(fēng)化程度等。 eq oac(,2)地質(zhì)構(gòu)造斷層破碎帶帶寬度、破碎帶的成分及膠結(jié)程度、破碎帶的含水情況以及與隧道的關(guān)系。節(jié)理裂隙特征節(jié)理裂隙的組數(shù)、產(chǎn)狀、間距、充填物質(zhì)、延伸長(zhǎng)度、張開度及節(jié)理面的起伏情況，節(jié)理裂隙的組合狀況。 eq oac(,3)不良地質(zhì)滑坡體的性質(zhì)及對(duì)隧道的影響。采空區(qū)巷道充填情況以及與隧道的關(guān)系。 eq oac(,4)地下水的特征出水點(diǎn)位置、水量、水壓、水溫、水色、懸浮物泥砂等測(cè)定；出水點(diǎn)和地質(zhì)環(huán)境地層、

33、構(gòu)造、巖溶、暗河等的關(guān)系；與地表相關(guān)氣象、水文觀測(cè)；洞內(nèi)涌水與地表徑流、降雨的關(guān)系；必要時(shí)進(jìn)行水樣分析。2圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和預(yù)報(bào)根據(jù)地質(zhì)素描得到地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)、水文地質(zhì)特征等，判定圍巖完整性和圍巖分級(jí)，結(jié)合勘察和地質(zhì)調(diào)查取得的地質(zhì)資料預(yù)測(cè)隧道前方地質(zhì)情況。3資料提交對(duì)拱頂和左右邊墻進(jìn)行素描、數(shù)碼攝像，繪制地質(zhì)展示圖60m/張。圖5-2 技術(shù)人員測(cè)量水壓5.3TSP203+超前地質(zhì)預(yù)報(bào)TSP203+超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)是專門為隧道和地下工程超前地質(zhì)預(yù)報(bào)研制開發(fā)的目前世界上在這個(gè)領(lǐng)域最先進(jìn)的設(shè)備，它能方便快捷地預(yù)報(bào)掌子面前方較長(zhǎng)范圍內(nèi)的地質(zhì)情況，它彌補(bǔ)傳統(tǒng)地質(zhì)預(yù)報(bào)方法只能定性預(yù)報(bào)無(wú)法定量預(yù)

34、報(bào)的缺陷，為更準(zhǔn)確的地質(zhì)預(yù)報(bào)提供了一種強(qiáng)有力的科學(xué)方法和工具，它不僅可以及時(shí)地為隧道施工變更施工工藝提供依據(jù)，而且可以減少隧道施工中突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性，為隧道施工提供施工更平安保障，減少人員和設(shè)備的損傷，同時(shí)也就帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)效益。TSP203+每次可探測(cè)100350m，為提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度和精度，采取重疊式預(yù)報(bào)，每開挖100m150m預(yù)報(bào)一次，重疊局部(不小于20m)比照分析，每次探測(cè)結(jié)果與開挖揭示情況比照分析。1預(yù)報(bào)原理：TSP203+超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)是利用地震波在不均勻地質(zhì)體中產(chǎn)生的反射波特性來(lái)預(yù)報(bào)隧道掘進(jìn)面前方及周圍臨近區(qū)域地質(zhì)狀況的，TSP方法屬于多波多分量高分辨率地震反射法。地震波

35、在設(shè)計(jì)的震源點(diǎn)通常在隧道的左或右邊墻，大約24個(gè)炮點(diǎn)用小量炸藥激發(fā)產(chǎn)生，當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅綆r石波阻抗差異界面如斷層、破碎帶和巖性變化等)時(shí)，一局部地震信號(hào)反射回來(lái)，一局部信號(hào)透射進(jìn)入前方介質(zhì)。反射的地震信號(hào)將被高靈敏度的地震圖5-3-1系統(tǒng)原理圖TSP203+ 原理圖檢波器接收，數(shù)據(jù)通過(guò)TSPwin軟件處理，就可以了解隧道工作面前方不良地質(zhì)體的性質(zhì)軟弱帶、破碎帶、斷層、含水等和位置及規(guī)模。2設(shè)備采用TSP 203plus超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，系統(tǒng)主要組成見(jiàn)以下圖5-3-2： eq oac(,1)記錄單元：12道，24位A/D轉(zhuǎn)換，采樣間隔62.5s和125s，最大記錄長(zhǎng)度為1808.5ms，動(dòng)態(tài)范圍12

36、0dB。 eq oac(,2)接收器檢波器：三分量加速度地震檢波器，靈敏度為1000mV/g5%，頻率范圍為0.55000Hz，共振頻率9000Hz，橫向靈敏度1%，操作溫度065。 eq oac(,3)TSPwin軟件：數(shù)據(jù)采集和處理集于一體。圖5-3-2 TSP設(shè)備全圖3測(cè)線布置 eq oac(,1)接收器孔位置：在隧道邊墻面對(duì)掌子面，距離掌子面大約50m。數(shù)量：2個(gè)，隧道左、右邊墻各一個(gè)。直徑：43-45mm/孔深2m。布置：沿軸徑向，用環(huán)氧樹脂固結(jié)，向上傾斜10左右。高度：離地面1m。 eq oac(,2)炮孔位置：在隧道的左右邊墻。第一個(gè)炮孔離接收器1520m，其余炮孔間距為1.5m

37、。數(shù)量：24個(gè)直徑：38mm/孔深1.5m。布置：沿軸徑向，向下傾斜10-20激發(fā)時(shí)水封填炮孔。高度：離地面約1m。4數(shù)據(jù)采集與分析TSP203+超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)分為洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集和室內(nèi)分析處理兩大局部。 eq oac(,1)洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集主要由接收器、數(shù)據(jù)記錄設(shè)備以及起爆設(shè)備三大局部組成。見(jiàn)圖5-3-3。洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集包括打接收器孔、爆破孔、埋置接收器管、連接接收信號(hào)儀器、放炮接收信號(hào)等過(guò)程。a、鉆接收器孔2個(gè)，見(jiàn)測(cè)線布置。b、鉆爆破孔24個(gè)，見(jiàn)測(cè)線布置。c、埋置接收器管：將環(huán)氧樹脂放入接收器孔中， 然后將接收器管旋轉(zhuǎn)插入孔內(nèi)，15分鐘后環(huán)氧樹脂、接收器管與周圍巖體就能很好地粘結(jié)在一起

38、；d、裝藥：每爆破孔裝藥量大約75g巖石2#乳化炸藥，根據(jù)圍巖軟硬完整破碎程度與距接收器位置的遠(yuǎn)近而不同；e、聯(lián)線：將設(shè)備各組件及爆破導(dǎo)火線聯(lián)接好；f、放炮、接收信號(hào)g、拆線、清理設(shè)備。圖5-3-3 TSP203+洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集局部示意圖圖5-3-4技術(shù)人員正在洞內(nèi)采集數(shù)據(jù) eq oac(,2)室內(nèi)計(jì)算機(jī)分析處理采集的TSP數(shù)據(jù)，通過(guò)TSPwin軟件進(jìn)行處理。TSPwin軟件處理流程包括11個(gè)主要步驟，即：數(shù)據(jù)設(shè)置帶通濾波初至拾取拾取處理炮能量均衡Q估計(jì)反射波提取P-S波別離速度分析深度偏移提取反射層。通過(guò)速度分析，可以將反射信號(hào)的傳播時(shí)間轉(zhuǎn)換為距離深度，可以用與隧道軸的交角及隧道工作面的距離來(lái)

39、確定反射層所對(duì)應(yīng)的地質(zhì)界面的空間位置，并根據(jù)反射波的組合特征及其動(dòng)力學(xué)特征解釋地質(zhì)體的性質(zhì)。通過(guò)TSPwin軟件處理，可以獲得P波、SH波、SV波的時(shí)間剖面、深度偏移剖面、提取的反射層、巖石物理力學(xué)參數(shù)、各反射層能量大小等成果，以及反射層在探測(cè)范圍內(nèi)的2D或3D空間分布。5提交資料室內(nèi)分析處理一般在24小時(shí)內(nèi)完成并可提交正式成果報(bào)告，報(bào)告一般包括如下內(nèi)容：工作概況；探測(cè)的方法、設(shè)備及原理；測(cè)線布置；對(duì)測(cè)試結(jié)果的初步分析；結(jié)論。TSP報(bào)告中應(yīng)附的成果圖表：現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)記錄表；巖石參數(shù)曲線圖橫坐標(biāo)為里程；二維結(jié)果圖橫坐標(biāo)為里程；巖石參數(shù)表。圖5-3-5巖石參數(shù)曲線圖和二維成果圖6與隧道施工工序銜接施鉆

40、炮孔和接收器孔可與隧道施工平行作業(yè)，由中鐵隧道集團(tuán)滬昆鐵路CKGZTJ-12標(biāo)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工程部以下簡(jiǎn)稱中隧地質(zhì)預(yù)報(bào)工程部完成，數(shù)據(jù)采集所用的乳化炸藥和瞬發(fā)電雷管由隧道施工隊(duì)提供，屆時(shí)預(yù)報(bào)單位以工程聯(lián)系單形式書面就鉆孔的孔位、孔深、傾斜及炸藥和雷管的數(shù)量等具體要求與施工隊(duì)聯(lián)系。為洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集接收信號(hào)時(shí)減少噪音，一般要求45分鐘左右短暫停工。7預(yù)報(bào)范圍一般預(yù)報(bào)距離為150m，在地質(zhì)情況同復(fù)雜地段，如巖溶發(fā)育、斷層、煤層采空區(qū)、煤層瓦斯等特殊地段，為提高精度，采用連續(xù)重疊式預(yù)報(bào)，按平均每次預(yù)報(bào)120m考慮。5.4地質(zhì)雷達(dá)1預(yù)報(bào)目的對(duì)TSP203+預(yù)報(bào)的異常點(diǎn)和設(shè)計(jì)的斷層和巖溶異常區(qū)采用地質(zhì)雷達(dá)作為

41、補(bǔ)充手段，進(jìn)而確定異常體的規(guī)模、性質(zhì)等。2預(yù)報(bào)方法掌子面超前探測(cè)探測(cè)的具體布置根據(jù)TSP203+的預(yù)報(bào)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)掌子面的具體情況，測(cè)線主要布置在掌子面上，正洞每個(gè)掌子面布置四條測(cè)線，橫洞每個(gè)掌子面布置三條測(cè)線。測(cè)線布置如圖5-4所示。橫洞掌子面地質(zhì)雷達(dá)測(cè)線布置示意圖正洞掌子面地質(zhì)雷達(dá)測(cè)線布置示意圖圖5-4 雷達(dá)測(cè)線布置圖3與施工工序銜接地質(zhì)雷達(dá)探底要在隧道鋪底之前完成，具體探測(cè)時(shí)間由指揮部工程部安排。掌子面前方探測(cè)，數(shù)據(jù)采集前要求作業(yè)公司配合對(duì)掌子面進(jìn)行平整處理，使雷達(dá)天線與掌子面能有較好的耦合，移走掌子面附近其他的金屬物體。4成果資料室內(nèi)計(jì)算機(jī)分析處理一般在24小時(shí)內(nèi)完成并報(bào)告有關(guān)部門。資料

42、整理和處理要求：雷達(dá)記錄應(yīng)清晰，反射波形、同相軸明顯，不合格的記錄應(yīng)重測(cè)。對(duì)合格的記錄應(yīng)根據(jù)記錄的情況進(jìn)行必要的處理如：編輯、濾波、增益、褶積、道分析、速度分析和消除背景干擾等，求得時(shí)間剖面。在時(shí)間剖面中應(yīng)標(biāo)出探測(cè)對(duì)象的反射波組，確定反射體的形態(tài)和規(guī)模。解釋確定反射體的位置、形態(tài)，推斷其充填情況。必要時(shí)應(yīng)制作模型進(jìn)行反演解析。提交以下資料：測(cè)線布置圖；原始記錄；時(shí)間剖面；解析參數(shù)和解析結(jié)果。5.5紅外線探水1根本原理在隧道中，圍巖每時(shí)每刻都在向外部發(fā)射紅外波段的電磁波，并形成紅外輻射場(chǎng)，場(chǎng)有密度、能量、方向等信息，巖層在向外部發(fā)射紅外輻射的同時(shí)，必然會(huì)把它內(nèi)部的地質(zhì)信息傳遞出來(lái)?？菰餆o(wú)水的地層

43、和含水地層發(fā)射強(qiáng)度不同的紅外輻射，紅外線探水儀通過(guò)接收巖體的紅外輻射強(qiáng)度，根據(jù)圍巖紅外輻射場(chǎng)強(qiáng)的變化值來(lái)確定掌子面前方或洞壁四周是否有隱伏的含水體。2紅外線探水的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量快速，根本不占用施工時(shí)間；資料分析快，測(cè)量完畢，即可得出初步結(jié)論，室內(nèi)整理及編寫報(bào)告也可在2小時(shí)內(nèi)完成。缺點(diǎn)：只能測(cè)量出含水體的方位，測(cè)量不出含水體隱藏深度及水量大小、水壓等參數(shù)。3現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集： eq oac(,1)在施工隧道的隧頂和兩側(cè)邊墻的中部各布置一條測(cè)線，5m點(diǎn)距，發(fā)現(xiàn)異常后加密測(cè)點(diǎn)，并初步分析異常的可能原因，如因噴漿、照明燈等干擾影響應(yīng)與刪除，并重測(cè)。 eq oac(,2)在掌子面上均勻布置9個(gè)測(cè)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)異常

44、后加密測(cè)點(diǎn)，并初步分析異常的可能原因，如因噴漿、放炮、照明燈等干擾影響應(yīng)予刪除，并重測(cè)。 eq oac(,3)每次探測(cè)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。圖5-5 技術(shù)人員對(duì)隧洞進(jìn)行紅外線探測(cè)4資料提交紅外超前探水報(bào)告并附對(duì)掌子面及三條測(cè)線探測(cè)的紅外場(chǎng)強(qiáng)值曲線圖及探測(cè)數(shù)據(jù)表。5紅外探水的探測(cè)范圍紅外探測(cè)每循環(huán)可探測(cè)30m，為提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度和精度，采取重疊式預(yù)報(bào)，2025m探測(cè)一次，重疊局部比照分析。5.6超前地質(zhì)探孔超前鉆孔是隧道施工期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法中最直接的方法，是隧道施工中必須實(shí)施的重要工序，是對(duì)其他探測(cè)手段成果的驗(yàn)證和補(bǔ)充。超前鉆孔能最直接地揭示掌子面前方的地質(zhì)特征，準(zhǔn)

45、確率很高。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、巖體完整程度及地下水狀況方面的資料，是中短距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)必不可少的手段。一般在地質(zhì)預(yù)報(bào)段鉆3-5孔，在超前地質(zhì)預(yù)報(bào)異常帶的前方30米掌子面中上部采用超前沖擊水平鉆孔驗(yàn)證，鉆孔深度應(yīng)超過(guò)異常帶不少于10米，鉆孔深度不少于60米；必要時(shí)在地質(zhì)復(fù)雜地段，采用回轉(zhuǎn)取芯鑒定斷層破碎帶的物質(zhì)成分及巖土強(qiáng)度。利用PRD-150型多功能鉆機(jī)鉆孔見(jiàn)以下圖：圖5-6-1 PRD-150鉆機(jī)實(shí)施超前鉆孔1、超前鉆孔探測(cè)的記錄方式1 不取芯鉆探 主要系利用鉆機(jī)的沖擊力、推力及扭力的變化，配合

46、回水顏色及巖屑的觀察，記錄鉆進(jìn)時(shí)間、鉆進(jìn)速率，并據(jù)此來(lái)推斷前方的地質(zhì)狀況。圖5-6-2 隧道超前地質(zhì)探孔示意圖不取芯鉆探的優(yōu)點(diǎn)是施作時(shí)間較短、費(fèi)用較低(與取芯鉆探比擬)，假設(shè)隧道前方有地下水層，可以通過(guò)不取芯鉆孔探測(cè)并排水，缺點(diǎn)是不取芯探孔常會(huì)因坍孔而無(wú)法量得正確的水壓及水量資料。不取芯探孔另一缺點(diǎn)是因無(wú)法得到完整巖芯，在地質(zhì)解釋方面，常存有其不確定因素。2 取芯鉆探 利用鉆芯鉆機(jī)取出完整巖芯供地質(zhì)判別，取芯鉆探可得到直接的地質(zhì)資料，從而做出較正確的地質(zhì)判別。巖芯取出后，可經(jīng)由實(shí)驗(yàn)室施作該巖塊的物理、化學(xué)試驗(yàn)進(jìn)而得其相關(guān)力學(xué)參數(shù)，鉆探完成后的孔洞也可以當(dāng)成排水孔，對(duì)于穿越含高壓地下水層的巖體而

47、言，可利用此先行降低水壓。但取芯鉆探施作時(shí)間比不取芯鉆用工時(shí)間要長(zhǎng)，費(fèi)用也較高。圖5-6-3 超前地質(zhì)鉆孔預(yù)報(bào)流程2、超前地質(zhì)探孔特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：可以直接從取出的巖芯或巖粉中了解前方的地質(zhì)情況，方法直接可靠。缺點(diǎn)：往往以一孔或幾個(gè)孔代表掌子面前方的整體，具有局限性；對(duì)隧道施工干擾大，通常一個(gè)循環(huán)的超前探孔需要中斷隧道施工1020小時(shí)。鉆機(jī)放在專用的鉆機(jī)拖車上，把鉆機(jī)拖車直接拖到掌子面，連接水管即可施工。施工完成后，鉆機(jī)可自行至洞外。3、鉆進(jìn)方式采用沖擊鉆進(jìn)。4、鉆孔數(shù)量及深度在一般地段每循環(huán)鉆2個(gè)孔，在巖溶富水段、斷層段可鉆5孔，遇到特大異常高水壓、高瓦斯等，鉆孔增至57孔，深度3060m，以探明前

48、方地層完整性、斷層、巖溶、瓦斯、采空區(qū)及地下水發(fā)育情況水量、水壓、水溫、懸浮物等。施鉆深度滿足設(shè)計(jì)要求并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員確定簽認(rèn)前方可停鉆。循環(huán)預(yù)報(bào)搭接長(zhǎng)度以38m巖盤為宜，以此做平安儲(chǔ)藏及止?jié){巖盤。5、鉆孔布置及其參數(shù)鉆孔布置見(jiàn)圖5-6-4，鉆孔參數(shù)見(jiàn)表5-6-1掌子面超前鉆孔布置圖52134756掌子面超前鉆孔布置圖2212134掌子面超前鉆孔布置圖4掌子面超前鉆孔布置圖3213掌子面超前鉆孔布置圖11圖5-6-4 掌子面鉆孔布置圖掌子面超前鉆孔布置圖1的鉆孔參數(shù)孔號(hào)水平角()豎直角()孔深(m)1003060掌子面超前鉆孔布置圖2的鉆孔參數(shù)孔號(hào)水平角()豎直角()孔深(m)1左偏5上仰33

49、0602右偏5下俯33060掌子面超前鉆孔布置圖3的鉆孔參數(shù)孔號(hào)水平角()豎直角()孔深(m)1左偏5上仰330602右偏5上仰330603003060掌子面超前鉆孔布置圖4的鉆孔參數(shù)孔號(hào)水平角()豎直角()孔深(m)1左偏5上仰330602右偏5上仰330603左偏5下俯330604右偏5下俯33060掌子面超前鉆孔布置圖5的鉆孔參數(shù)孔號(hào)水平角()豎直角()孔深(m)1左偏8上仰330602右偏8上仰330603左偏8030604右偏8030605左偏8下俯330606右偏8下俯330607003060表5-6-1 掌子面超前探孔參數(shù)表6、資料提交超前地質(zhì)鉆孔由地質(zhì)技術(shù)人員進(jìn)行地質(zhì)編錄和孔內(nèi)

50、必要的測(cè)試后，整理得到超前探孔成果，內(nèi)容如下：、鉆孔柱狀圖，描述地層、巖性、節(jié)理裂隙特征，記錄鉆孔過(guò)程中有價(jià)值的信息，提出圍巖完整性評(píng)價(jià)。、記錄出水位置，進(jìn)行孔內(nèi)水量、水壓、水溫等測(cè)試，預(yù)測(cè)隧道涌水量。對(duì)于水量大于1l/s的出水點(diǎn)，建立出水點(diǎn)檔案，進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)。、編寫鉆探報(bào)告。5.7高分辨直流電法根本原理利用供電極A，接收極M、N所形成電位等勢(shì)線形成等勢(shì)體球殼，來(lái)反映前方低阻異常。1對(duì)稱四極方法:為了在地下建立人工直流電場(chǎng)，一般采用對(duì)稱四極裝置，其中A、B為供電電極，M、N為測(cè)量電極，由于電極尺寸大小相對(duì)于AB、MN距離來(lái)說(shuō)很小，因此可以認(rèn)為AB供電點(diǎn)為點(diǎn)電源。圖5-7-1高分辨直流電法2三極

51、測(cè)深:如果將供電電極B置于距A極無(wú)窮遠(yuǎn)處，這時(shí)裝置就變?yōu)槿龢O測(cè)深。這時(shí)地下電場(chǎng)可認(rèn)為是由一個(gè)點(diǎn)電源A產(chǎn)生的，而無(wú)窮遠(yuǎn)電極B的影響可以忽略不計(jì)。因此測(cè)量的是MN兩點(diǎn)同心球殼之間的電位差，反映的是A點(diǎn)正下方某深度的電性特征。3三極超前探測(cè):將三極測(cè)深進(jìn)一步演變，可以進(jìn)行三極超前探測(cè)。它以巖石的電性差異為根底，在全空間條件下建場(chǎng)，使用全空間電場(chǎng)理論，處理和解釋有關(guān)隧道或礦井水文地質(zhì)問(wèn)題。超前探測(cè)是研究掘進(jìn)前方地層電性變化規(guī)律，預(yù)測(cè)掘進(jìn)前方含、導(dǎo)水構(gòu)造的分布和發(fā)育情況的一種電法探測(cè)新技術(shù)。由于采用點(diǎn)源三極裝置進(jìn)行井下數(shù)據(jù)采集工作，無(wú)窮遠(yuǎn)電極對(duì)巷道內(nèi)測(cè)量電極的影響可以忽略不計(jì)，故其電場(chǎng)分布可近似為點(diǎn)電源

52、電場(chǎng)。由于供電電極位于巷道中，其電場(chǎng)呈全空間分布，可利用全空間電場(chǎng)理論對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析解釋。根據(jù)點(diǎn)電源場(chǎng)理論分析，點(diǎn)電源在均勻全空間的電力線呈射線發(fā)散，等電位面為以供電點(diǎn)為球心的球面，電位差那么是以供電點(diǎn)為球心的同心球殼，球殼厚度應(yīng)為測(cè)量電極間距。 圖5-7-2點(diǎn)電源電位及電力線分布圖 圖5-7-3點(diǎn)電源球殼原理圖均勻介質(zhì)中，當(dāng)A點(diǎn)供電時(shí)，測(cè)量電極M、N所產(chǎn)生的信號(hào)是由于圖中陰影局部的影響，在全空間條件下，該陰影包含供電點(diǎn)前后左右上下等各個(gè)方向的體積。由于陰影所包含區(qū)域的影響可以反映到MN處，顯然，前方的異常信息也可以反映到MN處。如電法勘探原理圖所示，掌子面前方某位置的異常會(huì)使測(cè)量電位差曲線產(chǎn)

53、生畸變，但該畸變?cè)诙骂^內(nèi)部并不能直接測(cè)量，圖中虛線所示。根據(jù)電法勘探的體積效應(yīng)，畸變的實(shí)質(zhì)是球狀等位面發(fā)生畸變，即MN所在的球殼發(fā)生變形，根據(jù)等值性原理，在隧道內(nèi)的測(cè)量點(diǎn)上也可以觀測(cè)到這種變化，所不同的是幅度可能會(huì)降低，如圖中實(shí)線所示。圖5-7-4電法勘探原理示意圖實(shí)際上，三極裝置探測(cè)的是勘探體積范圍內(nèi)包括隧道或巷道影響在內(nèi)的全空間范圍的巖石、構(gòu)造等各種地質(zhì)信息。布置方法采用點(diǎn)源三極裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，供電極A1、A2、A3，間距4m，接收極M、N，極間距4m，距供電極A14米開始自動(dòng)跑極，觀測(cè)記錄各點(diǎn)視電阻率，然后在計(jì)算機(jī)上繪制A1、A2、A3點(diǎn)視電阻率曲線圖。以各條曲線上距A1供電點(diǎn)等距低阻

54、點(diǎn)為依據(jù)，分別以A1、A2、A3點(diǎn)為圓心繪圓，三圓相交點(diǎn)即為隧道掘進(jìn)工作面前方相應(yīng)地點(diǎn)的視電阻率，根據(jù)視電阻率的上下可判斷前方是否存在低阻異常區(qū)。解釋異常區(qū)可判斷前方巖層的水文地質(zhì)特征。圖5-7-5 超前探測(cè)布置示意圖現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集：嚴(yán)格按照測(cè)試要求進(jìn)行，保證數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量，并符合以下要求1開機(jī)檢查儀器是否正常；2發(fā)射、接收電極間距測(cè)量準(zhǔn)確，誤差小于5cm；3無(wú)窮遠(yuǎn)電極大于45倍的探測(cè)距離；4發(fā)射接收電極接地良好；5電池電量充足；6數(shù)據(jù)重復(fù)測(cè)量誤差小于5%，否那么檢查電極和儀器電源是否正常、工頻干擾是否過(guò)大。圖5-7-6 高分辨電法分析成果示意圖資料整理1發(fā)資料處理應(yīng)使用儀器配套的處理軟件系統(tǒng)。

55、在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，應(yīng)采用增強(qiáng)有效信號(hào)、壓制干擾信號(hào)、提高信噪比等手段，使視電阻率等值線圖能夠清晰成像。2地質(zhì)異常體儲(chǔ)、導(dǎo)水構(gòu)造判斷標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)屢次采集分析驗(yàn)證的數(shù)據(jù)為依據(jù)，總結(jié)規(guī)律，找出隧址區(qū)異常標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)歸一化值視電阻率在4060之間時(shí)多存在地質(zhì)異常體儲(chǔ)、導(dǎo)水構(gòu)造。高分辨電法的探測(cè)范圍測(cè)試距離不超過(guò)80m，連續(xù)預(yù)報(bào)時(shí)，前后兩次搭接長(zhǎng)度不小于10m。5.8綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)中，常規(guī)地質(zhì)預(yù)報(bào)是地質(zhì)預(yù)報(bào)的根底，只有通過(guò)勘察和地質(zhì)調(diào)查才能從區(qū)域范圍內(nèi)了解隧道通過(guò)的地層巖性、對(duì)隧道施工影響較大的地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)及地下水特征，再通過(guò)地質(zhì)素描將勘察和地質(zhì)調(diào)查得到的地質(zhì)信息投影到隧道中，到

56、達(dá)細(xì)化和補(bǔ)充的作用，但是常規(guī)的地質(zhì)預(yù)報(bào)是用已開挖揭露的地質(zhì)信息來(lái)推測(cè)前方的地質(zhì)情況，只能定性推測(cè)，無(wú)法到達(dá)定量。在此根底上通過(guò)TSP、地質(zhì)雷達(dá)和紅外探水預(yù)報(bào)，取得掌子面前方的異常信息及異常信息的位置，結(jié)合常規(guī)地質(zhì)預(yù)報(bào)已得到的地質(zhì)信息，來(lái)解釋掌子面前方可能存在的地質(zhì)問(wèn)題，從而到達(dá)量化效果，但是TSP、和紅外探水等物探方法存在多解性，加上地質(zhì)條件的千變?nèi)f化，往往只能提供異常區(qū)可能存在的地質(zhì)問(wèn)題。所以我們?cè)诋惓^(qū)域內(nèi)實(shí)施超前水平探孔，來(lái)直接驗(yàn)證異常區(qū)內(nèi)的地質(zhì)情況。這樣的一種立體的、綜合的地質(zhì)預(yù)報(bào)方法為隧道施工提供更準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，同時(shí)也為隧道施工中突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害建立預(yù)警預(yù)報(bào)機(jī)制，為隧道施工提供更平安

57、的保障。其具體任務(wù)如下：1根據(jù)對(duì)以上超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果，綜合分析掌子面圍巖的巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和地下水情況，判斷掌子面前方圍巖的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)特征，并依此提出工程措施建議和進(jìn)一步預(yù)報(bào)的方案。2將掌子面出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)面，通過(guò)幾何作圖進(jìn)行預(yù)報(bào)。通過(guò)作圖確定隧道拱頂、邊墻不穩(wěn)定塊體規(guī)模，提出錨固意見(jiàn)。3根據(jù)開挖段圍巖的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)特征進(jìn)行預(yù)報(bào)結(jié)果的驗(yàn)證，提出是否修改預(yù)報(bào)方法及參數(shù)的意見(jiàn)。4根據(jù)開挖段及掌子面水文地質(zhì)情況，提出注漿止水方案的建議。5.9成果資料1即時(shí)報(bào)告當(dāng)?shù)刭|(zhì)工程師發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況發(fā)生變化時(shí)，即刻以口頭或書面的形式向工區(qū)和工程部報(bào)告，并積極參與不良地質(zhì)地段工程措施的研究，并從地質(zhì)角度提出

58、意見(jiàn)。2日常報(bào)告當(dāng)每次完成地質(zhì)預(yù)報(bào)工作后，應(yīng)在規(guī)定時(shí)間向工區(qū)和工程部提供相應(yīng)資料。3最終成果報(bào)告隧道全部貫穿3個(gè)月內(nèi)提交成冊(cè)的最終成果報(bào)告，報(bào)告組成如下： eq oac(,1)地質(zhì)縱斷面圖 eq oac(,2)地質(zhì)展示圖1：200； eq oac(,3)超前地質(zhì)鉆孔報(bào)告； eq oac(,4)TSP203+超前地質(zhì)探測(cè)報(bào)告； eq oac(,5)紅外線探水報(bào)告； eq oac(,6)地質(zhì)雷達(dá)超前探測(cè)報(bào)告； eq oac(,7)利用其他手段進(jìn)行超前探測(cè)的報(bào)告。施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)資源配置林家屋基隧道集寬大斷層破碎帶、巖溶、煤層、高地應(yīng)力可能產(chǎn)生硬巖巖爆和軟弱圍巖塑性變形于一體，地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)因素

59、可能嚴(yán)重危及施工平安，制約工期。為確保該隧道按期優(yōu)質(zhì)建成，地質(zhì)工作十分重要。為此，成立隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)組，對(duì)隧道施工進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)控指導(dǎo)，確保地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的準(zhǔn)確性。6.1超前預(yù)報(bào)工作流程1常規(guī)預(yù)報(bào)：主要采取以地質(zhì)分析根底、物探方法為手段，宏觀預(yù)報(bào)地表調(diào)查、中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)TSP預(yù)報(bào)、短期預(yù)報(bào)外表地質(zhì)雷達(dá)相結(jié)合的預(yù)報(bào)體系。本隧道預(yù)報(bào)里程主要為DK927+600 DK928+7201120、DK928+720 DK929+9801260，共計(jì)2380m。圖6-1-1 常規(guī)預(yù)報(bào)工藝流程圖2加強(qiáng)預(yù)報(bào)：主要采取以地質(zhì)分析根底、物探方法為手段，宏觀預(yù)報(bào)地表調(diào)查、中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)TSP預(yù)報(bào)、短期預(yù)報(bào)外表地質(zhì)雷達(dá)及紅外

60、線預(yù)報(bào)、必要時(shí)增加特殊方法預(yù)報(bào)相結(jié)合的預(yù)報(bào)體系。本隧道預(yù)報(bào)里程主要為DK926+300 DK926+800500、DK926+800 DK927+600800、DK929+980 DK931+3001320，共計(jì)2620m。圖6-1-2 加強(qiáng)預(yù)報(bào)工藝流程圖3重點(diǎn)預(yù)報(bào)：主要采取以地質(zhì)分析根底、物探方法為手段，宏觀預(yù)報(bào)地表調(diào)查、中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)TSP預(yù)報(bào)、短期預(yù)報(bào)外表地質(zhì)雷達(dá)及紅外線預(yù)報(bào)、特殊方法預(yù)報(bào)相結(jié)合的綜合預(yù)報(bào)體系。本隧道預(yù)報(bào)里程主要為DK925+465DK926+300855，共計(jì)835m。圖6-1-3重點(diǎn)預(yù)報(bào)工藝流程圖6.2組織機(jī)構(gòu)林家屋基隧道的地質(zhì)條件異常復(fù)雜，為了更好地完成超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工