超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè)指導(dǎo)書

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè)指導(dǎo)書1.適用范圍適用于成昆鐵路峨米10標(biāo)段二分部隧道。2.作業(yè)準(zhǔn)備2.1內(nèi)業(yè)技術(shù)準(zhǔn)備在開工前組織技術(shù)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)，閱讀、審核施工圖紙，熟悉以下規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、條例：（1）《鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)指南》（2）《鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》（TZ204-2008）（3）《民用爆炸物品安全管理?xiàng)l例》（4）國家、行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程、指南。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)人員需接受項(xiàng)目技術(shù)交底和安全教育。制定安全保證措施及應(yīng)急預(yù)案。收集隧道地質(zhì)條件，隧道埋深，圍巖級(jí)別等信息。2.2外業(yè)技術(shù)準(zhǔn)備確認(rèn)人員、材料、設(shè)備機(jī)具、作業(yè)環(huán)境滿足作業(yè)需求。3.技術(shù)要求（1）配置適用的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)設(shè)備，保證精確預(yù)報(bào)，滿足施工需求。（2）及時(shí)出具超前地質(zhì)預(yù)報(bào)報(bào)告，為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。（3）納入工序管理，每循環(huán)進(jìn)行地質(zhì)素描，按要求進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報(bào)。4.施工程序與工藝流程4.1施工程序地質(zhì)預(yù)報(bào)→信息分析上報(bào)→確認(rèn)安全→隧道開挖。4.2工藝流程超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工藝流程圖見圖4.1。地質(zhì)調(diào)查、素描地質(zhì)調(diào)查、素描TSP探測(cè)地質(zhì)雷達(dá)加深炮孔超前鉆孔探測(cè)收集、分析、上報(bào)確定施工方案隧道施工正常異常超前鉆孔超前鉆孔圖4.1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作流程圖5.施工要求5.1施工準(zhǔn)備（1）超前地質(zhì)預(yù)報(bào)人員到場(chǎng)。（2）儀器設(shè)備狀態(tài)良好，滿足施做需求。（3）地質(zhì)預(yù)報(bào)施做方案明確。5.2施工工藝結(jié)合隧道地質(zhì)條件，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作采用由面到點(diǎn)、長短結(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。5.2.1地質(zhì)素描（1）在隧道開挖后及時(shí)記錄掌子面地質(zhì)情況，每循環(huán)施做。描述地層地質(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；斷層破碎帶的寬度、成分、膠結(jié)程度、含水情況以及與隧道的關(guān)系；節(jié)理裂隙的特征、組數(shù)、產(chǎn)狀、間距、充填物質(zhì)、延伸長度、張開度，節(jié)理面的起伏情況及節(jié)理裂隙的組合狀況；地應(yīng)力、巖溶、膨脹巖等對(duì)隧道影響產(chǎn)生的現(xiàn)象；出水點(diǎn)位置、水量、水壓、水溫、水色、懸浮物（泥砂等）測(cè)定；地質(zhì)環(huán)境（地層、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）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）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）。5.2.2TSP探測(cè)（1）測(cè)線布置①接收器孔位置：在隧道邊墻，距離掌子面大約55m。數(shù)量：2個(gè)，隧道左、右邊墻各一個(gè)。直徑：φ43-45mm/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：離地面約1.2m。②炮孔位置：隧道單側(cè)邊墻。第一個(gè)炮孔離接收器20m，其余炮孔間距為1.5m。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°。高度：離地面約1.2m。（2）數(shù)據(jù)采集與分析TSP探測(cè)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)分析處理兩大部分。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)備三部分組成。TSP探測(cè)洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集示意圖，見圖5.1。施做時(shí)按照“鉆孔→安裝接收器→裝藥→連線→起爆→接收信號(hào)→拆線、清理設(shè)備”的程序進(jìn)行。②室內(nèi)計(jì)算機(jī)分析處理采集的TSP數(shù)據(jù)，通過TSPwin軟件進(jìn)行處理。TSPwin軟件處理流程通過“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波分離→速度分析→深度偏移→提取反射層”11個(gè)主要步驟進(jìn)行速度分析，將反射信號(hào)的傳播時(shí)間轉(zhuǎn)換為距離，探明反射層在探測(cè)范圍內(nèi)的2D或3D空間分布，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)。圖5.1TSP探測(cè)洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集示意圖③提交資料室內(nèi)分析處理在24小時(shí)內(nèi)完成并提交正式成果報(bào)告，報(bào)告包括工作概況，探測(cè)的方法、設(shè)備及原理，測(cè)線布置。對(duì)測(cè)試結(jié)果分析，并出具成果報(bào)告。報(bào)告包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)記錄表、巖石參數(shù)曲線圖、二維結(jié)果圖、巖石參數(shù)表等內(nèi)容。（3）預(yù)報(bào)范圍一般預(yù)報(bào)距離為100-150m，采用連續(xù)重疊式預(yù)報(bào)，每次搭接不小于10m。5.2.3地質(zhì)雷達(dá)（1）預(yù)報(bào)方法①掌子面超前探測(cè)測(cè)線布置根據(jù)TSP預(yù)報(bào)結(jié)果確定，一般布置三條測(cè)線（兩橫一豎），每次測(cè)長30m，循環(huán)搭接5m。雷達(dá)原理示意圖見圖5.2。②隧底探測(cè)正洞可溶巖段，隧底布置3條縱向測(cè)線（左、中、右），探測(cè)深度10m。圖5.2雷達(dá)原理示意圖（2）施工工序銜接掌子面前方探測(cè)，數(shù)據(jù)采集前對(duì)掌子面進(jìn)行平整處理，使雷達(dá)天線與掌子面有較好的耦合，移走掌子面附近其他的金屬物體。隧底探測(cè)時(shí)，隧底浮渣要清除。（3）成果資料對(duì)數(shù)據(jù)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）后，導(dǎo)出時(shí)間剖面。在時(shí)間剖面中標(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)制作模型進(jìn)行反演解析。然后提交測(cè)線布置圖、原始記錄、時(shí)間剖面、解析參數(shù)和解析結(jié)果等資料。5.2.4超前鉆孔（1）鉆進(jìn)方式采用礦研180鉆機(jī)沖擊鉆進(jìn)。鉆進(jìn)效果見圖5.4。必要時(shí)采用取芯鉆進(jìn)。（2）鉆孔數(shù)量及深度超前地質(zhì)鉆孔的位置、孔深、數(shù)量等，由地質(zhì)人員根據(jù)其他預(yù)報(bào)手段獲得的成果結(jié)合掌子面附近的地質(zhì)情況綜合分析確定。鉆孔布置示意見圖5.5。鉆孔深度一般30～60m。以探明前方地層完整性、斷層、巖溶及地下水發(fā)育情況。圖5.3鉆進(jìn)效果圖1123112圖5.4鉆孔布置示意圖施鉆深度滿足設(shè)計(jì)要求并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員確定簽認(rèn)后方可停鉆。循環(huán)預(yù)報(bào)搭接長度為3～5m巖盤，以此做安全儲(chǔ)備及止?jié){巖盤。（3）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)必要的測(cè)試。整理得到超前鉆孔成果，成果內(nèi)容包括：①鉆孔柱狀圖，描述地層、巖性、節(jié)理裂隙特征，記錄鉆孔過程中有價(jià)值的信息，提出圍巖完整性評(píng)價(jià)。②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。（4）編寫鉆探報(bào)告。5.2.5加深炮孔每循環(huán)施做，沿開挖洞身周邊均勻布置。根據(jù)地質(zhì)復(fù)雜程度，正洞每循環(huán)5～7個(gè)，輔助坑道每循環(huán)3～5個(gè)，孔深超過開挖進(jìn)尺3～5m。相鄰兩循環(huán)加深炮孔的位置適當(dāng)錯(cuò)開。利用風(fēng)鉆進(jìn)行加深鉆孔，孔徑30～40mm。鉆孔完成后及時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)管理人員反饋信息，有異常報(bào)告至現(xiàn)場(chǎng)主要管理人員、經(jīng)理部總工，并報(bào)監(jiān)理、設(shè)計(jì)院、晉豫指揮部采取措施。5.3上報(bào)制度（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)生不良變化時(shí)，即刻將相關(guān)地質(zhì)信息向工區(qū)、項(xiàng)目部、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位報(bào)告，積極參與不良地質(zhì)工程措施的研究。（2）日常報(bào)告每次完成地質(zhì)預(yù)報(bào)工作后，對(duì)地質(zhì)素描、超前探孔等資料及時(shí)向工區(qū)、項(xiàng)目部、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理、設(shè)計(jì)提供。紅外探測(cè)、TSP、超前鉆孔、地質(zhì)雷達(dá)等，兩日內(nèi)將報(bào)告上報(bào)項(xiàng)目部、監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位、建設(shè)指揮部。（3）信息反饋地質(zhì)預(yù)報(bào)資料形成后及時(shí)報(bào)送給監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位、建設(shè)指揮部，特殊不良地質(zhì)請(qǐng)建設(shè)指揮部組織四方會(huì)勘，根據(jù)報(bào)告分析前方地質(zhì)情況，制定相應(yīng)方案。6.勞動(dòng)組織根據(jù)中條山隧道的實(shí)際情況，結(jié)合設(shè)計(jì)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法進(jìn)行人員配置。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)人員配置表，見表6.1。表6.1人員配置表序號(hào)工種或職務(wù)人數(shù)1地質(zhì)預(yù)報(bào)組負(fù)責(zé)人12地質(zhì)工程師33物探工程師14TSP爆破工25超前鉆孔隊(duì)長16高級(jí)鉆工127機(jī)修工18專職資料員17.材料要求TSP探測(cè)采用2#乳化炸藥，導(dǎo)爆管引爆，滿足火工品要求。8.設(shè)備機(jī)具配置根據(jù)***隧道的實(shí)際情況，結(jié)合設(shè)計(jì)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法進(jìn)行設(shè)備配置。設(shè)備機(jī)具配置表，見表8.1。表8.1儀器設(shè)備及型號(hào)配置表序號(hào)儀器設(shè)備及型號(hào)數(shù)量1TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)儀1臺(tái)2數(shù)碼照相機(jī)Canon2部3礦研H1801臺(tái)4計(jì)算機(jī)4臺(tái)5打印機(jī)2臺(tái)7汽車1臺(tái)8地質(zhì)羅盤4部9.質(zhì)量控制及檢驗(yàn)9.1質(zhì)量控制（1）按照設(shè)計(jì)文件、《鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)指南》、建設(shè)單位有關(guān)要求及技術(shù)交底開展預(yù)報(bào)工作，使預(yù)報(bào)質(zhì)量得到有效的控制，從而切實(shí)保證預(yù)報(bào)的精度和質(zhì)量。（2）現(xiàn)場(chǎng)采集工作結(jié)束后，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)分析、處理以及報(bào)告編寫應(yīng)及時(shí)，成果報(bào)告應(yīng)有編制、復(fù)核、審核。（3）把預(yù)報(bào)、檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際開挖情況進(jìn)行比對(duì)，不斷總結(jié)，調(diào)整各種參數(shù)、方案組合等，對(duì)預(yù)報(bào)做出修正，提高準(zhǔn)確性。9.2質(zhì)量檢驗(yàn)（1）地質(zhì)素描在開挖后及時(shí)進(jìn)行，對(duì)掌子面、邊墻、拱頂及底板圍巖的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)特征進(jìn)行詳細(xì)描述，描述要真實(shí)貼切，輔以適當(dāng)?shù)膱D形、圖片。在開挖滿60m后，及時(shí)對(duì)素描資料進(jìn)行匯總，并形成展示圖。（2）TSP超前探測(cè)①對(duì)炮孔及接收器孔進(jìn)行測(cè)量，其參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求；接收器套管安裝要耦合完好，尤其是前端口；檢測(cè)噪音在低于78dB時(shí)方可接收數(shù)據(jù)，接收到的信號(hào)要初值明顯；曲線隧道預(yù)報(bào)的終點(diǎn)不能偏離隧道中線30m。TSP數(shù)據(jù)采集時(shí)對(duì)每一炮的波幅進(jìn)行調(diào)節(jié)，記錄不好或存在干擾時(shí)應(yīng)重新放炮。②TSP每次探測(cè)100～150m，采取重疊式預(yù)報(bào)，搭接長度不小于10m，保證預(yù)報(bào)精度?？扇軒r發(fā)育地段每次預(yù)報(bào)距離100～120m；完整的硬巖每次預(yù)報(bào)120～150m；第三系、第四系地層考慮地震波衰減，控制在100m/次以內(nèi)。（3）超前鉆孔兩次循環(huán)的超前水平鉆探搭接長度不小于5m。鉆孔參數(shù)見表9.1、9.2、9.3。表9.1掌子面超前鉆孔1孔參數(shù)表孔號(hào)水平角(°)豎直角(°)孔深(m)10030～60表9.2掌子面超前鉆孔2孔參數(shù)表孔號(hào)水平角(°)豎直角(°)孔深(m)1左偏5上仰330～602右偏5下俯330～60表9.3掌子面超前鉆孔3孔參數(shù)表孔號(hào)水平角(°)豎直角(°)孔深(m)1左偏5上仰330～602右偏5上仰330～6030030～60（4）地質(zhì)雷達(dá)①地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)距離不超過25m，在巖溶發(fā)育地段采用雷達(dá)波形判定。兩次預(yù)報(bào)搭接長度不小于5m。②現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集在掌子面進(jìn)行，采集前對(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藕合，掌子面附近不得有其它的金屬物體。③雷達(dá)記錄清晰，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），得出時(shí)間剖面。10.安全及環(huán)保要求10.1安全要求（1）未按規(guī)定進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)不得進(jìn)洞。（2）監(jiān)控量測(cè)出現(xiàn)紅色預(yù)警未處理時(shí)不得繼續(xù)作業(yè)。（3）人員到達(dá)工作面后，首先檢查工作面是否處于安全狀態(tài)，支護(hù)是否穩(wěn)定。（4）作業(yè)人員進(jìn)