隧道出口超前地質(zhì)預(yù)報(bào)報(bào)告

新官莊隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)PAGE共9頁(yè)第1頁(yè)改建鐵路昆明樞紐擴(kuò)能改造工程新官莊隧道進(jìn)口：YDK8+549～YDK8+399段隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)報(bào)告(報(bào)告編號(hào)：TGP-KS1003)建設(shè)單位：昆明樞紐鐵路建設(shè)指揮部設(shè)計(jì)單位：中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司監(jiān)理單位：西南交大監(jiān)理咨詢有限公司施工單位：中鐵六局集團(tuán)有限公司報(bào)告審核人：檢測(cè)負(fù)責(zé)人：檢測(cè)單位：中鐵六局集團(tuán)有限公司橋隧分公司預(yù)報(bào)檢測(cè)中心二〇一〇年六月目錄TOC\o"1-2"\h\z\u一、工作概況 1二、探測(cè)方法、設(shè)備及原理 1三、測(cè)線布置 2四、探測(cè)數(shù)據(jù)整理與分析 31．探測(cè)數(shù)據(jù)初步整理 32．探測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算分析 3五、數(shù)據(jù)處理成果圖表 41．檢測(cè)記錄與測(cè)段巖體參數(shù)表 42．三分量P波、SH波和SV波原始記錄波形圖 53．綜合成果圖 6六、結(jié)論及建議 7附表Ⅰ 9

一、工作概況中鐵六局集團(tuán)有限公司檢測(cè)中心于2010年6月14日對(duì)改建鐵路昆明樞紐擴(kuò)能改造工程新官莊隧道出口YDK8+549～YDK8+399范圍段進(jìn)行了隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)檢測(cè)工作。工作中利用地質(zhì)理論分析既有地質(zhì)資料、并采用先進(jìn)的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)相結(jié)合，目的是為隧道施工提供工作面前方的圍巖狀態(tài)、特征，以及施工中可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害位置、規(guī)模和性質(zhì)。二、探測(cè)方法及設(shè)備1．探測(cè)方法本隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)依據(jù)的技術(shù)文件是鐵路工程施工技術(shù)指南TZ214—2005《客運(yùn)專線鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》，采用隧道地震反射波探測(cè)技術(shù)。隧道地震波超前預(yù)報(bào)技術(shù)TSP(TunnelSeismicPrediction)是利用地震波在不均勻、不連續(xù)地質(zhì)體中產(chǎn)生反射波，實(shí)現(xiàn)隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)目的。地震波震源采用小藥量炸藥在隧道邊墻的風(fēng)鉆孔中激發(fā)產(chǎn)生，激發(fā)炮孔在洞壁一側(cè)沿直線布置，一般采用24個(gè)炮孔。地震波的接收器也安置在孔中，一般左右壁各布置一個(gè)。地震波在巖石中以球面波形式傳播，當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅綇椥圆ㄗ杩共町惤缑鏁r(shí)，例如斷層、巖體破碎帶、巖性變化或巖溶發(fā)育帶等，一部分地震信號(hào)反射回來，一部分信號(hào)透射進(jìn)入前方介質(zhì)繼續(xù)傳播和發(fā)生反射（見圖2.1）。反射的地震波信號(hào)被高靈敏度的地震檢波器接收。地震波反射信號(hào)的傳播時(shí)間與傳播距離成正比，與傳播速度成反比，因此通過測(cè)量直達(dá)波速度、反射回波的時(shí)間、波形和強(qiáng)度，可以達(dá)到預(yù)報(bào)隧道掌子面前方地質(zhì)條件的目的。圖2.1隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)原理圖接收探頭采用黃油耦合，定向安置孔中三分量檢波器；記錄檢波器接收孔、激發(fā)炮孔和隧道掌子面的里程，以及各炮孔之間的距離，填寫《隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)記錄表》；爆破孔藥量一般控制在50～75克，采用炸藥起爆瞬時(shí)炸斷信號(hào)線，開路觸發(fā)采集信號(hào)的采集方式，在孔中灌滿水的條件下激發(fā)，按序依次起爆并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。工作中對(duì)測(cè)線布置段和隧道掌子面巖體進(jìn)行地質(zhì)描述，用于資料解釋。2．探測(cè)儀器設(shè)備 本次探測(cè)采用的儀器設(shè)備是TGP206型隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)儀器。TGP206隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)包括儀器設(shè)備的配套部分和處理軟件兩大部分，其中儀器設(shè)備的配套部分包括有TGP206型儀器主機(jī)，接收傳感器，孔中定位安裝工具和電纜等附屬設(shè)備；處理軟件部分包括采集記錄編排處理模塊、繞射波歸位處理模塊及反射波極化處理等若干模塊。

三、探測(cè)布置預(yù)報(bào)檢測(cè)時(shí)掌子面里程為YDK8+549；左右壁對(duì)稱各布置一個(gè)接收孔，接收孔里程為YDK8+590；激發(fā)孔布置在洞壁右側(cè)，激發(fā)孔的起止里程為YDK8+554～YDK8+576，激發(fā)孔的間距為1.5米，孔深為1.8米，共布置16個(gè)激發(fā)孔，激發(fā)炮孔距離當(dāng)前隧道地面的高度為0.8～1圖3.1隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)探測(cè)布置示意圖四、探測(cè)數(shù)據(jù)整理與計(jì)算分析1、探測(cè)數(shù)據(jù)初步整理現(xiàn)場(chǎng)采集的地震波數(shù)據(jù)，通過TGPprcm版本軟件進(jìn)行處理。軟件處理系統(tǒng)具有：采集記錄質(zhì)量檢查；三分量（P波、SH波和SV波）地震波的分離與提取；檢測(cè)段巖體力學(xué)參數(shù)計(jì)算；提供構(gòu)造帶偏移與衰減成果圖、合成偏移成果圖、三分量偏移成果對(duì)比圖、構(gòu)造分布與產(chǎn)狀成果等。2、探測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算分析在波形處理后，從地震波形記錄中拾取縱波波至和橫波波至，根據(jù)激發(fā)點(diǎn)與檢波器的距離可計(jì)算圍巖的縱波速度和橫波速度,和值的大小綜合反映了圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)，根據(jù)和值可直接計(jì)算動(dòng)力學(xué)參數(shù)，即計(jì)算動(dòng)彈性模量、動(dòng)剪切模量和泊松比，計(jì)算式如下：(4-2-1)(4-2-2)(4-2-3)式中：—縱波速度；—橫波速度；—巖體的密度；—巖體動(dòng)彈性模量；—巖體動(dòng)剪切模量；—泊松比。根據(jù)繞射重疊法原理（與常規(guī)地震反射資料處理中偏移流程的原理類似）計(jì)算反射界面與隧道的相對(duì)位置，即與隧道中線的交角或至掌子面的距離。數(shù)據(jù)整理分析與地質(zhì)結(jié)論的推斷是根據(jù)反射波的組合、動(dòng)力學(xué)特征、巖體物理力學(xué)參數(shù)等資料，采取與既有地質(zhì)勘察資料和地質(zhì)條件相結(jié)合的方法，預(yù)報(bào)隧道掌子面前方的地質(zhì)情況，如溶洞、軟弱巖層、斷層破碎帶及富水帶等不良地質(zhì)體。五、數(shù)據(jù)處理成果圖表1．檢測(cè)記錄與測(cè)段巖體參數(shù)表表5－1工程名稱新官莊隧道出口預(yù)報(bào)里程YDK8+549～YDK8+399掌子面里程YDK8+549接收點(diǎn)里程YDK8+590激發(fā)點(diǎn)里程右壁：YDK8+554～+YDK8+576檢波器間隔1激發(fā)孔間距1第一道縱向偏移距14激發(fā)點(diǎn)距掌子面5測(cè)段巖體參數(shù)波速縱波Vp＝14橫波Vs＝730波速比Vp/Vs=1.96泊松比0.324彈性模量2690Mpa剪切模量1016MPa巖體密度1.91g2．三分量P波、SH波和SV波原始記錄波形圖①同側(cè)三波原始記錄波形圖（激發(fā)孔同側(cè)）②對(duì)側(cè)三波原始記錄波形圖（激發(fā)孔對(duì)側(cè)）：3．綜合成果圖六、結(jié)論及建議通過對(duì)新官莊隧道出口超前地質(zhì)預(yù)報(bào)檢測(cè)，預(yù)報(bào)隧道的YDK8+549～YDK8+399段地質(zhì)條件如下：新官莊隧道出口地質(zhì)超前預(yù)報(bào)結(jié)論表6-1序號(hào)預(yù)報(bào)里程預(yù)報(bào)長(zhǎng)度工程地質(zhì)特征不良地質(zhì)現(xiàn)象圍巖總體評(píng)價(jià)建議1YDK8+576～+549該段為砂巖夾泥巖，無地下水發(fā)育，圍巖類別為Ⅴ級(jí)。圍巖自穩(wěn)能力差，巖體松散破碎，巖質(zhì)軟弱，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，遇水易軟化。2YDK8+549～+5202砂巖夾泥巖，無水，發(fā)育多條小型構(gòu)造破碎帶。1.YDK8+530附近發(fā)育一條與隧道右壁交角為116°的俯傾構(gòu)造；2.YDK8+523附近發(fā)育兩條與隧道右壁交角分別為67°和103°的俯傾構(gòu)造；3.YDK8+520附近發(fā)育一條與隧道右壁交角為111°的仰傾構(gòu)造。圍巖自穩(wěn)能力差，巖體松散破碎，巖質(zhì)軟弱，洞身開挖無支護(hù)易坍塌。施工中及時(shí)進(jìn)行支護(hù)，注意拱頂?shù)魤K或滑塌。3YDK8+520～+50218砂巖夾泥巖，無水，發(fā)育多條小型構(gòu)造破碎帶。1.YDK8+516～+518段發(fā)育三條與隧道右壁交角在70～75°之間的構(gòu)造，構(gòu)造以俯傾為主，夾有一條仰傾構(gòu)造；2.YDK8+511～+512附近發(fā)育三條與隧道右壁交角為57°～102°之間的仰傾和直立構(gòu)造；3.YDK8+506附近發(fā)育一條與隧道右壁交角為64°的仰傾構(gòu)造。圍巖自穩(wěn)能力差，巖體松散破碎，巖質(zhì)軟弱，洞身開挖無支護(hù)易坍塌。施工中及時(shí)進(jìn)行支護(hù)。4YDK8+502～+47923砂巖夾泥巖，無水，發(fā)育多條中小型構(gòu)造破碎帶。1.YDK8+498～500段發(fā)育兩條與隧道右壁交角分別為124°和116°的直立構(gòu)造；2.YDK8+486～+488段發(fā)育三條與隧道右壁交角在75～120°之間的構(gòu)造，構(gòu)造以仰傾構(gòu)造為主，夾有一條俯傾構(gòu)造；3.YDK8+482～+483段發(fā)育三條與隧道右壁交角在60～94°之間的仰傾構(gòu)造；4.YDK8+480附近發(fā)育一條與隧道右壁交角為98°的俯傾構(gòu)造。圍巖自穩(wěn)能力差，巖體松散破碎，巖質(zhì)軟弱，洞身開挖無支護(hù)易坍塌。施工中注意及時(shí)支護(hù)，做好圍巖的監(jiān)控量測(cè)，注意拱頂?shù)魤K或坍塌。序號(hào)預(yù)報(bào)里程預(yù)報(bào)長(zhǎng)度工程地質(zhì)特征不良地質(zhì)現(xiàn)象圍巖總體評(píng)價(jià)建議5YDK8+479～+44930砂巖夾泥巖，無水，發(fā)育多條小型構(gòu)造破碎帶。1.YDK8+456～+458段發(fā)育兩條與隧道右壁交角約為95°的仰傾構(gòu)造；2.YDK8+453附近發(fā)育一條與隧道右壁交角為124°的俯傾構(gòu)造；3.YDK8+449～+451段發(fā)育兩條與隧道右壁交角約為60°的俯傾構(gòu)造。圍巖自穩(wěn)能力差，巖體松散破碎，巖質(zhì)軟弱，洞身開挖無支護(hù)易坍塌。施工中及時(shí)支護(hù)。6YDK8+449～+4282砂巖夾泥巖，無水，發(fā)育多條中小型構(gòu)造破碎帶。1.YDK8+442～445段發(fā)育三條與隧道右壁交角為78～122°之間的仰傾和直立構(gòu)造；2.YDK8+436～438段發(fā)育兩條與隧道右壁交角分別為70°的仰傾和53°的俯傾構(gòu)造；3.YDK8+430附近發(fā)育多條與隧道右壁交角約為123°的俯傾構(gòu)造，施工中主要及時(shí)支護(hù)。圍巖自穩(wěn)能力差，巖體松散破碎，巖質(zhì)軟弱，洞身開挖無支護(hù)易坍塌。施工中及時(shí)施做支護(hù)，注意洞頂?shù)魤K和坍塌。7YDK8+428～+39929砂巖夾泥巖，無水，發(fā)育多條小型構(gòu)造破碎帶。1.YDK8+421附近發(fā)育一條與隧道右壁交角為55°的俯傾構(gòu)造；2.YDK8+417附近發(fā)育一條與隧道右壁交角為61°的俯傾構(gòu)造；3.YDK8+413附近發(fā)育一條與隧道右壁交角為112°的俯傾構(gòu)造。圍巖自穩(wěn)能力差，巖體松散破碎，巖質(zhì)軟弱，洞身開挖無支護(hù)易坍塌。開挖時(shí)及時(shí)做好支護(hù)，確保隧道施工安全。建議：①施工在YDK8+523附近、YDK8+486～+488段、YDK8+482～+483段、YDK8+456～+458段和YDK8+430附近要特別注意加強(qiáng)支護(hù)，注意洞頂?shù)魤K和坍塌。②由于物探方法的間接性，在隧道施