隧道工程超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報方案

隧道工程超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報方案１．１超前地質(zhì)預(yù)報的原則本著“地表和洞內(nèi)相結(jié)合、構(gòu)造探測和水探測相結(jié)合、長中短期分階段預(yù)報相結(jié)合”的原則，做到有疑必探、先探后掘，把超前地質(zhì)預(yù)報納入工序中；充分利用綜合探測手段，進行超前地質(zhì)預(yù)報，對不良地質(zhì)段施工制定相應(yīng)的技術(shù)措施。１．２超前地質(zhì)預(yù)報的方案根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)勘測資料，對隧道不良地質(zhì)段進行補充地質(zhì)探查。在隧道工作面按照“由遠至近，逐步加密”的方法進行探測。⑴地面物探施工前期有條件時擬與設(shè)計單位或其它有資質(zhì)的勘測單位對地表重點區(qū)段進行補充探查，從宏觀上查明隧道通過的地層分布、構(gòu)造及范圍較大的不良地質(zhì)體的空間位置，進一步掌握地表水的活動規(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)報根據(jù)《鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報規(guī)程》采用地質(zhì)方法、鉆探方法、物探方法相結(jié)合，長距離、中長距離、短距離預(yù)報相結(jié)合的綜合預(yù)測預(yù)報手段。①長距離地質(zhì)預(yù)報主要采用地質(zhì)分析法，根據(jù)設(shè)計提供的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、圍巖級別、儲水構(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)育情況進行宏觀預(yù)測預(yù)報，預(yù)報距離一般在掌子面前方２００ｍ以上，并根據(jù)揭示情況進行不斷的修正。②中長距離預(yù)報是在長距離預(yù)報的基礎(chǔ)上采用地震波反射法或聲波反射法、深孔水平鉆探等對掌子面前方３０～２００ｍ范圍內(nèi)的地質(zhì)情況作進一步的預(yù)報，如對不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模、性質(zhì)作較為詳細的預(yù)報，粗略的預(yù)報圍巖級別和地下水情況等。③短距離預(yù)報是在中長距離預(yù)報的基礎(chǔ)上采用掌子面素描、紅外探測、地質(zhì)雷達和超前鉆孔等方法進行預(yù)報，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，對可能有突泥、突水和其它不良地質(zhì)情況的地段應(yīng)進行鉆孔驗證。１．３超前地質(zhì)預(yù)報方法及工藝⑴超前地質(zhì)預(yù)報方法超前地質(zhì)預(yù)報方法主要有地質(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)報手段，不能夠取得滿意的效果時，應(yīng)該將幾種預(yù)報手段綜合運用，取長補短，相互補充、印證。超前地質(zhì)預(yù)報方法表地質(zhì)超前預(yù)測 預(yù)報頻預(yù)報預(yù)報儀器 預(yù)報內(nèi)容 率的方手段 及計劃法地質(zhì) 羅盤 主要對開挖面圍巖類別、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、斷層分布和形次開挖錘、態(tài)、地下水等情況進行觀察和后進行放大測定后，繪制地質(zhì)素描圖，通鏡、過對洞內(nèi)圍巖地質(zhì)特征變化皮尺分析，來推測開挖面前方的地等工質(zhì)情況。具物探

每隔ＴＳＰ２１００ｍ用ＴＳＰ０３超 重點探查規(guī)模較大破碎ＴＳＰ２０３技術(shù)前預(yù)帶、裂隙發(fā)育帶等。探測一報儀次法ＳＩＲ重點進行隧道周邊的地探地－質(zhì)體探測，查找隧道周邊隱伏每隔雷達２０Ｂ的地質(zhì)破碎帶及其它不良地３０～周邊型地質(zhì)體，防止開挖通過后，隧道４０ｍ內(nèi)探測質(zhì)雷頂板、底板及側(cè)壁出現(xiàn)災(zāi)害性達的突水突泥。每隔根據(jù)構(gòu)造探測結(jié)果，趨近２０ｍ～不良地質(zhì)體和地質(zhì)異常體時，３０ｍ對紅外利用便攜式紅外線探水儀進紅外掌子面探水行含水構(gòu)造探測。當(dāng)洞內(nèi)個別探水進行一儀區(qū)段滲水量較大時，亦用紅外次含水探水儀探測預(yù)報，探明隧道周構(gòu)造探邊隱伏的含水體。測施工中將超前鉆孔作為每次鉆水平水平水平主要的探測手段，用以驗證超孔深度超前鉆孔超前前地質(zhì)預(yù)報的精度，并直接探１００ｍ，地質(zhì)法鉆孔明涌水壓力及其含量。水平超必要時鉆機前鉆孔徑１０８ｍｍ。取芯。ＴＳＰ長距離探測：正洞施做ＴＳＰ貫通。超前鉆孔短距離驗證探測：對于地質(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行短距離驗證探測。紅外探測：斷層等不良地質(zhì)發(fā)育地段應(yīng)用紅外探測輔助。隧道超前地質(zhì)預(yù)報的內(nèi)容一般包括：巖性預(yù)報預(yù)測，特別是對軟弱夾層、破碎地層的預(yù)測預(yù)報；地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測預(yù)報，特別是對斷層、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)測預(yù)報；不良地質(zhì)預(yù)測預(yù)報，水文地質(zhì)預(yù)測預(yù)報，特別是對富水?dāng)鄬印⒏凰薨欇S、富水地層中的裂隙水的預(yù)測預(yù)報，預(yù)報洞內(nèi)突涌水量的大小及其變化規(guī)律，并評價其對環(huán)境地質(zhì)、水文地質(zhì)的影響；圍巖級別及其穩(wěn)定性預(yù)報：預(yù)報掌子面前方的圍巖類別與設(shè)計是否吻合，并判斷其穩(wěn)定性，隨時提供修改設(shè)計、調(diào)整支護類型、確定二次襯砌時間的建議等；預(yù)測隧道內(nèi)有害氣體含量、成分及動態(tài)變化；通過放射性的測量，通過隧道洞身段落地應(yīng)力的測試，預(yù)測隧道在硬質(zhì)巖段有無巖爆的發(fā)生及軟弱地層段有無變形發(fā)生。開始根據(jù)設(shè)計資料和工程需要確定長距離２００ｍ以上根據(jù)設(shè)計資料和其他基礎(chǔ)資料宏觀預(yù)測預(yù)報地質(zhì)分析法正常決策部門按原施工組織設(shè)計進行施工

中長距離３０～２００ｍ地震波反射法需聲波反射發(fā)進深孔水平鉆探一步確認判釋不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模、性質(zhì)及粗略估計地下水情況Ｃ、Ｄ級風(fēng)險完善施工方案驗證中長距離預(yù)報的準確度驗證長距離預(yù)報的準確度

短距離０～３０ｍ掌子面地質(zhì)素描掌子面超前鉆孔地質(zhì)雷達紅外探測Ａ、Ｂ級 分段風(fēng)險 確認準確測定巖性、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措施，準備物資、設(shè)備實施施工方案信息反饋超前地質(zhì)預(yù)報流程圖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)開挖后對掌子面和左右邊墻進行地質(zhì)素描，必要時進行數(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)計不符處采用其它地質(zhì)預(yù)報方法進行確認，確認與設(shè)計不符后及時向設(shè)計單位提出對圍巖級別和支護方法提出變更。①前水平鉆探采用超前水平鉆孔進行隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報是隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報方法中最直接的方法。其通過鉆孔鉆進速度測試和所采取的鉆孔巖芯的觀察及相關(guān)試驗獲取隧道掌子面前方巖石（體）的強度指標、可鉆性指標、地層巖性資料、巖體完整程度指標及地下水狀況等諸多方面的直接資料。地質(zhì)素描現(xiàn)場影像資料為確保隧道開挖施工安全，在開挖至地質(zhì)異常體前約１０ｍ時，施作２０～３０ｍ的超前水平鉆孔，通過先行的其他地質(zhì)預(yù)報手段，分析判斷有較為嚴重的富水、溶洞等不良地質(zhì)段，通過水平鉆探進行驗證，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氣體和涌水等，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)使用鉆機進行水平鉆進，根據(jù)鉆頭鉆進速度的變化、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)實際地質(zhì)情況進行下一步施工組織安排。③紅外探水有效探測距離約為２０～３０ｍ，連續(xù)預(yù)報時兩次探測應(yīng)重復(fù)５ｍ，探測應(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線，點距一般為５ｍ，發(fā)現(xiàn)異常后應(yīng)加密測點。掌子面測線布置一般為３～４條，每條測線布３～５個測點，每次探測前應(yīng)對巖體的裂隙發(fā)育情況和隧道壁滲水情況進行詳細記錄。測試的具體位置應(yīng)根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報設(shè)計方案并結(jié)合施工地質(zhì)情況確定。④ＴＳＰ超前地質(zhì)預(yù)報ＴＳＰ超前地質(zhì)預(yù)報原理是通過小藥量爆破所產(chǎn)生的地震波信號沿隧道左側(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：一部分信號在其處發(fā)生反射，反射回的信號被高精度的接收器接收，而其它信號繼續(xù)向前傳播。若聲波在巖石中的傳播速度已知，通過分析反射聲波所需的時間，就可以計算出不連續(xù)界面的具體位置。最終顯示屏上會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