超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施細(xì)則(經(jīng)典版).docVIP

隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施細(xì)則目 錄1、適用范圍12、工程概況12.1獅子巖隧道概況12.2白山同隧道概況12.3地質(zhì)巖性12.4 地震基本烈度22.5水文特征23、編制依據(jù)24、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)目的25、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的主要內(nèi)容和方法25.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的主要內(nèi)容25.2超前預(yù)報(bào)的主要方法25.3主要實(shí)施方法36、 TSP203地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)47、掌子面地質(zhì)素描58、水平超前鉆孔59、地質(zhì)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)工藝流程610、地質(zhì)信息收集與處理711、針對(duì)預(yù)報(bào)可能出現(xiàn)特殊地段的處理方法711.1涌水出現(xiàn)處理方法711.2涌水突泥地質(zhì)現(xiàn)象的處理方法712、地質(zhì)工作組織機(jī)構(gòu)713、 資料管理8附圖19附表1. 10中鐵十局集團(tuán)第二工程有限公司 11、適用范圍本實(shí)施細(xì)則適用于莆永高速公路泉州段A3合同段隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)作業(yè)，對(duì)超前地質(zhì)勘探進(jìn)行過程控制，保證超前地質(zhì)勘探滿足施工要求。2、工程概況2.1獅子巖隧道概況獅子巖隧道屬于構(gòu)造剝蝕低山丘嶺地貌，地形起伏大，局部地段地形較陡，進(jìn)出口段坡度約25-30，均與山間溝谷盆地相連，切割深達(dá)15-30m，線路經(jīng)過山頂最高約687.9m，最低約121.4m。相對(duì)高差約566.5m。隧道出口段地表溪水發(fā)育，洞身山體表面多溝谷、盆地；隧址區(qū)地表多植被覆蓋，多溝谷、陡坎，自然經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)。隧道最大埋深560m，圍巖主要為燕山早期花崗巖和侏羅系上統(tǒng)南園組中微風(fēng)化凝灰?guī)r、流紋巖及長林組凝灰質(zhì)砂巖，厚層狀、塊體狀構(gòu)造，結(jié)構(gòu)面結(jié)合較好或好?？傮w穩(wěn)定。圍巖級(jí)別為級(jí)。隧道區(qū)地表水體不發(fā)育，局部低洼溝谷中發(fā)育有季節(jié)性溪流，雨季多水，旱季少水甚至無水；地下水主要有第四系松散土層孔隙潛水、基巖風(fēng)化裂縫系水兩種類型。2.2白山同隧道概況白山同隧道在福建省莆田至永定高速公路泉州段A3標(biāo)段內(nèi)，左線里程為ZK20+040ZK21+498.840；右線里程為K19+995K21+500。屬構(gòu)造剝蝕低山丘陵地貌，地形起伏大，局部地段地形較陡，進(jìn)口坡度較大，約4045m。進(jìn)口與山間溝谷盆地相連，切割深度達(dá)1550米，線路經(jīng)過山頂最高標(biāo)高約659.6米，最低標(biāo)高209.5米，相對(duì)高差約450米。隧道進(jìn)口段地表水系較發(fā)育，隧址區(qū)地表多茶園種植區(qū)，多溝渠、小陡坎，自然經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)。根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查、鉆探及物探資料，本隧道進(jìn)口地段圍巖主要由粉質(zhì)黏土及全-強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r組成，進(jìn)口段圍巖級(jí)別為級(jí)，工程性質(zhì)差，浸水易軟化，穩(wěn)定性差。施工開挖洞頂極易塌方，側(cè)壁易垮塌。2.3地質(zhì)巖性根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查、鉆探及物探資料，隧道進(jìn)口地段圍巖主要由粉質(zhì)黏土及全-強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r組成，進(jìn)口段圍巖級(jí)別為級(jí)，工程性質(zhì)差，浸水易軟化，穩(wěn)定性差。施工開挖洞頂極易塌方，側(cè)壁易垮塌。2.4 地震基本烈度隧道地區(qū)地震抗震設(shè)防烈度7度，基本地震加速度為0.10g，峰值頻譜周期0.45s。2.5水文特征隧道區(qū)地表水體不發(fā)育，多為溝谷中發(fā)育的季節(jié)性溪流，雨季多水，旱季少水；地下水以松散土層孔隙水及基巖風(fēng)化裂隙水為主,水量較小，受季節(jié)影響，雨季呈股狀或淋雨?duì)顫B出。3、編制依據(jù)1、公路隧道施工技術(shù)規(guī)范；2、福建省高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)化管理指南；3、福建省莆田至永定高速公路永春至永定泉州段施工圖（隧道）。4、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)目的通過超前地質(zhì)預(yù)報(bào)可以了解和判斷掌子面一定距離內(nèi)不良地質(zhì)的性質(zhì)、位置、寬度和影響隧道的長度，由此判斷地下水情況、圍巖的級(jí)別和對(duì)施工的影響。降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)及幾率，進(jìn)而達(dá)到以下目的：（1）為制定施工方案和措施提供可靠參數(shù)。（2）為隧道安全施工，避免或最大限度的降低施工過程中突泥、涌水、塌方等災(zāi)害，從而不受或者少受損失奠定基礎(chǔ)。（3）為隧道在安全條件下快速施工、減少事故發(fā)生率，減少不必要的安全措施，從而降低工程投資。5、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的主要內(nèi)容和方法5.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的主要內(nèi)容5.1.1地層巖性，如軟弱夾層、破碎地層、煤層及特殊巖土。5.1.2地質(zhì)構(gòu)造，特別對(duì)斷層、節(jié)理密集帶、褶皺構(gòu)造等。5.1.3不良地質(zhì)，特別是溶洞、暗河、人為坑洞、放射性、有害氣體、高地應(yīng)力、高地溫、高巖溫等發(fā)育情況。5.1.4地下水，特別是巖溶管道水、富水?dāng)鄬印⒏凰薨欇S及富水地層地帶等。5.2超前預(yù)報(bào)的主要方法采用TSP地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)或地質(zhì)雷達(dá)、紅外線探水儀、地質(zhì)素描、超前水平鉆孔等綜合勘探的方法進(jìn)行探測(cè)，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是制定施工方案和工程措施的主要依據(jù)，也是隧道施工的一道重要工序。本隧道施工中，在重點(diǎn)地段,上述各種預(yù)報(bào)手段并用。一般地段以地質(zhì)素描為主，特殊和不良地質(zhì)地段則采用物探、鉆探相結(jié)合的方式。實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，信息化施工。加強(qiáng)對(duì)圍巖監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步掌握圍巖的特性，為施工提供可靠的技術(shù)依據(jù)。 5.3主要實(shí)施方法結(jié)合各隧道不同的地質(zhì)條件，超前地質(zhì)工作按照長短結(jié)合、上下對(duì)照、定性與定量相結(jié)合的辦法來保證預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。根據(jù)各種探測(cè)方法的特點(diǎn)，可分為長距離控制預(yù)報(bào)、中距離預(yù)報(bào)、短距離驗(yàn)證預(yù)報(bào)。長距離、中距離預(yù)報(bào)主要采用TSP、地質(zhì)雷達(dá)、瞬變電磁儀法等方法進(jìn)行；短距離預(yù)報(bào)主要利用地質(zhì)素描和加長炮眼的方式進(jìn)行。綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)主要措施見下表“綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)主要措施表”。 綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)主要措施表代號(hào)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案組合適用段落C1TSP遠(yuǎn)距離（200m）較宏觀長期預(yù)報(bào)C2TSP+TEM適用于可能發(fā)生涌突水段落 地質(zhì)風(fēng)化層交替變化段C3TSP+TEM+超前水平鉆孔適用于斷層破碎帶和構(gòu)造帶段落 地質(zhì)巖性變化段C4TSP+TEM+超前水平鉆（取芯）適用于可能發(fā)生大變形段落1、遠(yuǎn)距離宏觀控制預(yù)報(bào)除洞口55m范圍外通長布置，采用TSP隧道地震探測(cè)儀進(jìn)行遠(yuǎn)距離（200m）較宏觀長期預(yù)報(bào)。2、中距離預(yù)報(bào)對(duì)于初步判斷可能發(fā)生涌水段，提前2030m采用TEM（瞬變電磁儀法）探測(cè)地下水情況。3、短距離預(yù)報(bào)根據(jù)遠(yuǎn)距離宏觀控制預(yù)報(bào)和中距離預(yù)報(bào)結(jié)果確定是否需要打超前探孔以及探孔位置和數(shù)量（13為宜），鉆孔時(shí)對(duì)鉆進(jìn)速度、取芯（巖芯采取率、RQD值）、出水位置、流量、水壓、水溫及出水狀態(tài)等作詳細(xì)記錄，必要時(shí)應(yīng)作水質(zhì)分析判斷地下水的腐蝕性等。鉆機(jī)鉆孔時(shí)要固定牢固，并安設(shè)孔口管及高壓閘閥，確保超前鉆孔涌出高壓地下水時(shí)，能夠有效地控制。在溶巖地段、溶巖與非溶巖過度接觸帶以及斷層破碎帶施工中運(yùn)用開挖用的鉆具進(jìn)行長5米的超前鉆孔，對(duì)洞身前方進(jìn)行全方位空間探測(cè)，探孔成放射形布設(shè)。利用工作面地質(zhì)素描預(yù)報(bào)地質(zhì)素描在隧道施工中全段進(jìn)行。地質(zhì)素描內(nèi)容為：對(duì)開挖掌子面和洞身周邊綜合分析圍巖的巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和地下水情況，分析判斷開挖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。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。4、其它地質(zhì)工作內(nèi)容及方法地表監(jiān)測(cè)依據(jù)提供的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)圖，巖溶隧道中線兩側(cè)各一定范圍內(nèi)與居民生活、生產(chǎn)關(guān)系密切的泉水、井水等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要為水量、水溫、水壓、水質(zhì)的變化以及當(dāng)?shù)氐臍庀笈c降水。必要時(shí)采用超前導(dǎo)坑法進(jìn)行開挖揭示地質(zhì)情況。根據(jù)幾種探測(cè)手段的探測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合分析，互相驗(yàn)證，提出預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)意見和工程措施建議，及時(shí)反饋，以調(diào)整優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步改進(jìn)和完善施工工藝和方法，實(shí)施信息化動(dòng)態(tài)施工管理。6、 TSP203地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)本合同段隧道采用TSP203系統(tǒng)探測(cè)，主要用于預(yù)報(bào)掌子面前方200m左右范圍內(nèi)的斷層破碎帶、富水帶、不同巖層接觸帶等不良地質(zhì)體的界面位置。TSP203地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)，可以進(jìn)行隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，擴(kuò)展配置又可以對(duì)開挖過程中未發(fā)現(xiàn)的隧道隱蔽病害（如隧底巖溶等）進(jìn)行檢測(cè)，和檢測(cè)隧道圍巖的彈性波速度、劃分隧道圍巖類別，以及檢查混凝土襯砌與圍巖之間是否存在脫空缺陷等。TSP203地質(zhì)超前預(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。它是在掌子面后方邊墻上一定范圍內(nèi)布置一排爆破點(diǎn)，依此進(jìn)行微弱爆破，產(chǎn)生的地震波信號(hào)在隧道周圍巖體內(nèi)傳播，當(dāng)巖石強(qiáng)度發(fā)生變化，比如有斷層或巖層變化時(shí)，會(huì)造成一部分信號(hào)返回，界面兩側(cè)巖石的強(qiáng)度差別越大，反射回來的信號(hào)也就越強(qiáng)。返回的信號(hào)被經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的接收器接收轉(zhuǎn)化成電信號(hào)并進(jìn)行放大，根據(jù)信號(hào)返回的時(shí)間和方向，通過專用數(shù)據(jù)處理軟件處理，可以得到巖體強(qiáng)度變化界面的方位。TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)和超前探孔見附圖。為保證隧道的安全正常順利施工，有效地采取針對(duì)性措施，確定并選擇有效的施工方案，為動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供理論性指導(dǎo)，本合同段隧道采取綜合超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，以確保預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果的準(zhǔn)確性，并將綜合超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)必須作為一道工序，貫徹于隧道施工掘進(jìn)全過程，以確保隧道安全、順利施工。TSP數(shù)據(jù)采集要求詳見附表1。7、掌子面地質(zhì)素描隧道開挖后通過地質(zhì)素描手段，及時(shí)查看掌子面地質(zhì)狀況，通過和設(shè)計(jì)資料對(duì)比，為隧道掘進(jìn)提供地質(zhì)情況預(yù)報(bào)。掌子面地質(zhì)素描應(yīng)在隧道作業(yè)每一開挖循環(huán)后立即進(jìn)行，根據(jù)掌子面暴露巖層的層理、節(jié)理、裂隙結(jié)構(gòu)狀況，巖體軟硬程度，出水量大小判斷開挖前方地質(zhì)情況。觀察中應(yīng)具體記錄以下各項(xiàng)，并描繪掌子面地質(zhì)素描圖：、地質(zhì)狀況及其分布、性質(zhì)和掌子面自穩(wěn)性；、圍巖的軟硬、裂隙間距及方向等圍巖狀態(tài)；、斷層的分布、走向、粘土化程度等、出水地點(diǎn)、涌水量及其狀態(tài)；8、水平超前鉆孔水平超前鉆孔是最直觀、最可靠的超前探測(cè)手段。通過洞內(nèi)外觀察與地質(zhì)描述、TSP203地震波探測(cè)儀等有關(guān)地質(zhì)與水文資料分析，配合采用超前水平地質(zhì)鉆探加以驗(yàn)證。通過超前水平鉆孔巖芯的分析，進(jìn)一步探明掌子面前方的隧道圍巖地質(zhì)狀況與水文地質(zhì)的具體情況，根據(jù)探孔鉆進(jìn)的時(shí)間、速度、壓力、成分以及卡鉆力、鉆芯和巖性構(gòu)造性質(zhì)及地下水情況，掌握隧道前方的地質(zhì)條件與水文條件。9、地質(zhì)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)工藝流程地質(zhì)預(yù)報(bào)工作必須在地質(zhì)工作小組的統(tǒng)一管理下嚴(yán)格按流程進(jìn)行，其具體的工藝流程框圖如下：注：根據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)勘測(cè)資料，本合同段隧道地質(zhì)較簡單，無大的構(gòu)造帶等，暫不布置地質(zhì)雷達(dá)及超前鉆孔。主要采用TSP203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)和地質(zhì)素描來保證施工的安全進(jìn)行，必要時(shí)做水平超前探孔。10、地質(zhì)信息收集與處理通過超前地質(zhì)預(yù)報(bào)建立一個(gè)地質(zhì)信息系統(tǒng)，通過各種方法收集地質(zhì)信息，進(jìn)行綜合分析、判斷，編制信息預(yù)報(bào)成果，由主管技術(shù)人員予以復(fù)核，并報(bào)設(shè)計(jì)、監(jiān)理，為變更設(shè)計(jì)和施工提供決策依據(jù)，及時(shí)調(diào)整施工方法和支護(hù)參數(shù)。經(jīng)分析、整理的地質(zhì)資料作為施工技術(shù)資料存檔。采用新的施工方法和支護(hù)參數(shù)后，又從施工過程中獲取新的地質(zhì)信息，更新地質(zhì)信息系統(tǒng)，經(jīng)處理后，再一次反饋給施工，如此往復(fù)，形成地質(zhì)信息系統(tǒng)化。11、針對(duì)預(yù)報(bào)可能出現(xiàn)特殊地段的處理方法 當(dāng)施工過程中發(fā)現(xiàn)前方有異常地質(zhì)現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，立即向監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位、業(yè)主匯報(bào)現(xiàn)場實(shí)際情況、組織人員對(duì)前方的地質(zhì)情況作進(jìn)一步的勘測(cè)。當(dāng)確定前方地質(zhì)情況后針對(duì)具體情況按以下方法進(jìn)行處理。11.1涌水出現(xiàn)處理方法1、采用超前鉆孔將水排除法2、采用超前小導(dǎo)管注漿堵水法。3、采用井點(diǎn)降水或深井降水、對(duì)于滲透水較少時(shí)，也可采用洞內(nèi)降水法降低地下水。同時(shí)做好抽水后的地面排水工作。在此施工中，必須高度重視并做好防排水工作，務(wù)必將涌水或裂縫水引致洞外的排水系統(tǒng)中。11.2涌水突泥地質(zhì)現(xiàn)象的處理方法1、采用了注漿加固塌體，長管棚超前支護(hù)，等施工措施。2、對(duì)于不同的突水方式分別采用裂縫出水注漿與溶洞涌水注漿的施工方法。3、在突水點(diǎn)設(shè)置止?jié){墻，然后在對(duì)前方圍巖進(jìn)行全斷面深孔預(yù)注漿進(jìn)行堵水，采用排堵結(jié)合的方案。12、地質(zhì)工作組織機(jī)構(gòu)隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作是保證安全施工的重要前提，為了更好地完成施工階段的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作，應(yīng)成立專門的地質(zhì)工作機(jī)構(gòu)，設(shè)置專門人員負(fù)責(zé)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作，確保各種地質(zhì)超前預(yù)報(bào)措施的落實(shí)，保證地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作的準(zhǔn)確性。我項(xiàng)目部地質(zhì)工作組織機(jī)構(gòu)見圖 “地質(zhì)工作組織機(jī)構(gòu)圖”。地質(zhì)工作組織機(jī)構(gòu)圖地表監(jiān)測(cè)TSP預(yù)測(cè)紅外探水洞內(nèi)監(jiān)測(cè)地質(zhì)復(fù)查和素描地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)工程部地質(zhì)組超前探孔13、 資料管理超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的各項(xiàng)資料管理由專人負(fù)責(zé)，內(nèi)容填寫必須及時(shí)、規(guī)范，數(shù)據(jù)真實(shí)、可靠，嚴(yán)禁有涂改、造假的現(xiàn)象。各項(xiàng)數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)整理，進(jìn)行分析，準(zhǔn)確判定前方的地質(zhì)情況，指導(dǎo)現(xiàn)場，及時(shí)調(diào)整開挖和支護(hù)參數(shù)，防止地質(zhì)災(zāi)害事故發(fā)生。14、人員與設(shè)備配置TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)由莆永公司統(tǒng)一招標(biāo)確定，TSP超前探測(cè)配合人員3名，超前水平探孔人員3名，地質(zhì)素描人員1人。鉆孔工人4名。徠卡TCRP1201全站儀1臺(tái)，DSZ3水準(zhǔn)儀一臺(tái)，鋼尺5m 2把。風(fēng)槍4臺(tái)，相應(yīng)鉆頭4個(gè)。附圖1 中鐵十局集團(tuán)第二工程有限公司 10掌子面55米接收孔120米炮孔S1 S2 S3 S23 S24隧道軸TA接收孔2上傾510)(上傾5101m接收器孔接收器孔橫截面（接收器孔）)(下傾10201m炮孔炮孔橫截面（炮孔）下傾1020接收器孔和炮孔平面分布觀 測(cè) 系 統(tǒng)要求接 收(檢波)器 孔炮 孔數(shù) 量2個(gè)，位于隧道左右兩邊墻24個(gè)（同側(cè)）, 位于隧道左或右邊墻，視地質(zhì)情況而定直 徑50mm(鉆頭鉆孔)38mm(鉆頭鉆孔)深 度1.8m1.5m定 向垂直隧道軸向（邊墻），上傾510垂直隧道軸向（邊墻），下傾1020高 度離地面（隧底）高1m離地面（隧底）高1m位 置距離掌子面約55m第1個(gè)炮孔離同側(cè)接收器孔20m，炮孔距1.5m示意圖其他要求每