超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè)指導(dǎo)書改

1、杭長(zhǎng)（滬昆）鐵路湖南段HCTJ標(biāo)段隧道工程超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè)指導(dǎo)書單位：編制：審核：批準(zhǔn)：2010年7月20日發(fā)布 2010年7月22日實(shí)施杭長(zhǎng)鐵路隧道工程超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè)指導(dǎo)書1.適用范圍適用于杭長(zhǎng)（滬昆）鐵路客專湖南段HCTJ標(biāo)段隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作2.作業(yè)準(zhǔn)備。2.1內(nèi)業(yè)技術(shù)準(zhǔn)備作業(yè)指導(dǎo)書編制后，在開工前組織技術(shù)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)圖紙，熟悉鐵路隧道工程施工技術(shù)指南和鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)指南，對(duì)操作人員進(jìn)行技術(shù)交底和崗前培訓(xùn)，考核合格后上崗。2.2外業(yè)技術(shù)準(zhǔn)備超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中所涉及的各種外業(yè)技術(shù)指標(biāo)，制作操作平臺(tái)，配齊生活、辦公設(shè)施，滿足預(yù)報(bào)人員的生活辦公需要。3.技術(shù)要求31本標(biāo)段所有隧道

2、全部采用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)指導(dǎo)施工。3.2預(yù)報(bào)人員應(yīng)認(rèn)真研究設(shè)計(jì)院提供的地質(zhì)資料，并與地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果作對(duì)比分析，出入較大的應(yīng)及時(shí)將地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果報(bào)設(shè)計(jì)方，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)方現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)。3.3本標(biāo)段地質(zhì)預(yù)報(bào)的主要內(nèi)容包括地層巖性，重點(diǎn)對(duì)軟弱夾層、破碎地層、煤層及特殊巖土等。地質(zhì)構(gòu)造，重點(diǎn)為對(duì)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。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)力等發(fā)育情況。地下水，特別是巖溶管道水、富水?dāng)鄬痈凰薨欇S及富水地層。3.4本標(biāo)段主要采用TSP203 地震波探測(cè)儀、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)行地質(zhì)超前預(yù)報(bào)。4超前地質(zhì)預(yù)報(bào)流

3、程圖開 始水平超前鉆孔法紅外地下水探測(cè)法按不同探測(cè)方法相互驗(yàn)證，判斷斷層破碎、巖溶、采空區(qū)、含水構(gòu)造等的規(guī)模及位置修正、完善施工方案及搶險(xiǎn)措施，準(zhǔn)備物資、設(shè)備驗(yàn)證中程預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度驗(yàn)證遠(yuǎn)程預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度制定預(yù)報(bào)方案中程1560m近程020m地震波法判斷不良地質(zhì)構(gòu)造的位置及影響范圍按原施工組織設(shè)計(jì)施工遠(yuǎn)程50100m地質(zhì)調(diào)查法超前鉆孔法地質(zhì)雷達(dá)法準(zhǔn)確測(cè)定斷層、破碎帶、巖溶、采空區(qū)、含水構(gòu)造的位置實(shí)施施工方案有信息反饋分段采用 有無(wú)進(jìn)一步采用 有瓦斯監(jiān) 測(cè)5.預(yù)報(bào)要求5.1準(zhǔn)備工作5.1.1人員培訓(xùn)在隧道正式施工前，組織預(yù)報(bào)人員學(xué)習(xí)各類儀器的工作原理，掌握操作方法，熟練數(shù)據(jù)的采集和處理。5.1.2根據(jù)

4、設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)資料，對(duì)工程進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害分級(jí)，制定地質(zhì)預(yù)報(bào)工作計(jì)劃，初步確定各里程段的檢測(cè)方法和頻率，并制定突發(fā)事故處理措施。5.1.3每座隧道開工前，各分部都要編制超前預(yù)報(bào)方案，內(nèi)容包括：（1）隧道工程地質(zhì)條件，可能存在的施工風(fēng)險(xiǎn)，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作要達(dá)到的目的和技術(shù)方案。（2）建立的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作機(jī)構(gòu)，需要投入的人力、設(shè)備資源。（3）超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施方案的工作程序、預(yù)報(bào)內(nèi)容、具體的預(yù)報(bào)方法、技術(shù)要點(diǎn)，并編制氣象、重要泉點(diǎn)和洞內(nèi)主要出水點(diǎn)（流量大于1升/秒的出水點(diǎn)）等觀測(cè)計(jì)劃和觀測(cè)技術(shù)要點(diǎn)。（4）超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作制度，包括地質(zhì)預(yù)報(bào)工作與設(shè)計(jì)、監(jiān)理、業(yè)主的聯(lián)系制度，地質(zhì)預(yù)報(bào)成果報(bào)告提交的時(shí)限、信

5、息傳遞的方式等。5.2地質(zhì)預(yù)報(bào)檢測(cè)方法5.2.1 TSP-203 地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)TSP-203 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。反射界面巖石的性質(zhì)通過以下方法加以

6、判斷：出現(xiàn)較高的反射振幅、較大的反射系數(shù)和較小的彈性阻抗，表示反射界面的巖石密度和波速較高；波形中央出現(xiàn)正的反射振幅，表示反射界面的巖石是堅(jiān)硬的。如果是負(fù)的反射振幅，表示反射界面是軟弱巖石。S 波反射比P 波反射更強(qiáng)表示反射界面富含水。Vp/Vs 增大或突然增大表明流體存在，Vp 下降則表明巖石裂隙或空隙度增大。5.2.2 地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)法地質(zhì)雷達(dá)是基于電磁波在有耗介質(zhì)中的傳播性工作的。發(fā)射天線發(fā)出微波頻段的電磁波后，遇到不均勻介質(zhì)或介質(zhì)常數(shù)有差異時(shí)會(huì)發(fā)生反射，反射信號(hào)由接收天線接收記錄，經(jīng)微機(jī)處理形成雷達(dá)剖面圖。解譯人員對(duì)雷達(dá)剖面圖進(jìn)行解譯分析，提出掌子面前不良地質(zhì)體的具體位置和規(guī)模。該法對(duì)3

7、0m范圍內(nèi)的不良地質(zhì)體，尤其是含水地質(zhì)體探測(cè)效果最好。本隧道采用地質(zhì)雷達(dá)主要在臨近含水構(gòu)造地段使用，近距離探測(cè)富水溶洞、暗河、含水?dāng)鄬拥取?.2.3 紅外線探水法采用HY-303 型紅外線探測(cè)儀探測(cè)隧道隱伏含水構(gòu)造，利用不同物體輻射場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)差異，對(duì)隧道前方的隱伏含水構(gòu)造進(jìn)行跟蹤探測(cè)。即采用紅外測(cè)溫儀跟蹤測(cè)量隧道開挖面的巖石溫度，連續(xù)地獲取巖石的溫度信息，從溫度異常點(diǎn)判斷含水構(gòu)造。在各次測(cè)定完成后，立即將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，按照工程平面圖的比例繪制成果圖。采用圖解法和電探三極裝置解析法進(jìn)行分析處理，算出含水構(gòu)造的部位及出水面積，并最終求出含水構(gòu)造至工作面的距離。根據(jù)數(shù)據(jù)處理，準(zhǔn)確測(cè)定正常輻射場(chǎng)和區(qū)域

8、背景場(chǎng)的T-S 特征曲線，并以此作為超前探測(cè)隱伏含水構(gòu)造體的判釋標(biāo)準(zhǔn)。紅外線探測(cè)儀主要在TSP-203 地震波探測(cè)儀初步確定含水地30m 左右開始探測(cè)，以進(jìn)一步確定含水體位置、規(guī)模。5.2.4 水平超前鉆孔通過洞內(nèi)外觀察與地質(zhì)描述、TSP-203 地震波探測(cè)儀、HY-303 型紅外線探測(cè)儀探水等有關(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。這是最直觀、最可靠的超前探測(cè)手段。在本隧道不

9、良地質(zhì)體多的地段，實(shí)施超前鉆孔。探孔布置位置：隧道斷面周邊均勻布置5 個(gè)。本隧道采用ZYG-150 型全液壓鉆機(jī)，超前鉆孔深30m。主要用于在TSP-203 預(yù)測(cè)到的不良地質(zhì)體前50m 進(jìn)行鉆探，以準(zhǔn)確探測(cè)掌子面前方不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模、性質(zhì)及地下水水量和水壓等。超前探孔施工時(shí)應(yīng)注意前一循環(huán)鉆孔與后一循環(huán)鉆孔之間要搭接5m。另外在鉆爆破孔之前，利用加長(zhǎng)的鉆桿，在開挖斷面的中部和周邊施鉆5 個(gè)孔，均水平施鉆。鉆孔位置：中部1 個(gè)，周邊4 個(gè)?？咨?8m。該孔既作為探測(cè)孔，又可作為爆破孔。該短孔探測(cè)法是在TSP-203、地質(zhì)雷達(dá)、紅外線探水儀等物探方法探測(cè)的情況下，了解掌子面前方圍巖無(wú)明顯的不良

10、地質(zhì)體的基礎(chǔ)上采用的一種既保證施工安全，又加快施工進(jìn)度的一種施工方法。施工中，對(duì)于已出水的超前鉆孔，要進(jìn)行不間斷的水流量、水壓的監(jiān)測(cè)，繪制水量、水壓的變化曲線，為制定地下水處理方案提供依據(jù)。5.2.5 補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查在設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑牡刭|(zhì)資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)地調(diào)查核實(shí),以確定不同地層、巖性、巖層產(chǎn)狀在隧道地表出露及接觸情況，地表巖溶發(fā)育位置、規(guī)模及其分布，構(gòu)造在隧道地有的出露、分布、性質(zhì)及產(chǎn)狀。觀察掌子面狀態(tài)、圍巖變形、圍巖風(fēng)化變質(zhì)情況、節(jié)理裂隙、斷層分布和形態(tài)、地下水分布情況、高壓富水段涌水的位置、水量和水壓以及止水后的止水效果，同時(shí)對(duì)開挖工作面附近初期支護(hù)狀況的觀察和裂縫描述，作為判斷圍巖的穩(wěn)定

11、性和支護(hù)參數(shù)的檢驗(yàn)的重要依據(jù)，觀察已作初期支護(hù)地段的噴射混凝土、錨桿、鋼架的受力狀況，同時(shí)觀察已襯砌地段的隧道襯砌結(jié)構(gòu)的開裂與滲漏水情況。根據(jù)洞內(nèi)外觀察與地質(zhì)描述對(duì)出現(xiàn)的異常情況制定相應(yīng)的處理措施。5.2.6 掌子面地質(zhì)素描隧道爆破開挖后通過地質(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)（設(shè)平行導(dǎo)坑時(shí)先行提供的地質(zhì)資料）。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)著重記錄以下內(nèi)容，并描繪掌子面地質(zhì)素描圖：褶皺、斷層、節(jié)理裂隙特征、巖層產(chǎn)狀及其位置、破

12、碎帶寬度，判斷巖體完整程度；巖溶規(guī)模、形態(tài)、構(gòu)造位置及其空間展布關(guān)系；特殊地層、地應(yīng)力、塌方、有害氣體及放射性危險(xiǎn)源的特征和位置；地下水的出露形態(tài)、巖層透水性及其與巖溶、暗河的關(guān)系；圍巖穩(wěn)定性特征和支護(hù)情況。對(duì)隧道內(nèi)重要的和具有代表性的地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行攝影或錄像。5.3煤層瓦斯探測(cè)5.3.1實(shí)施超前探測(cè)超前鉆孔及預(yù)測(cè)孔施作要求： 采用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)前方巖層界面進(jìn)行預(yù)報(bào)定位，并采用超前水平鉆孔（取巖芯）進(jìn)行驗(yàn)證， 當(dāng)采用地質(zhì)雷達(dá)和超前水平鉆探探測(cè)有煤層時(shí)，為準(zhǔn)確探明前方地質(zhì)情況，每斷面增設(shè)5個(gè)超前鉆孔。 當(dāng)遇煤層時(shí)，在開挖面距離煤層垂直距離為10m時(shí)必須至少打5個(gè)穿透煤層的瓦斯探測(cè)孔，探測(cè)孔進(jìn)入煤層底板

13、巖層不小于0.5m，其終孔位置應(yīng)控制在開挖輪廓線外5m以上，探測(cè)煤層傾角、厚度、頂板巖柱、底板巖柱、地質(zhì)構(gòu)造、煤層層位等具體情況，為安全揭煤提供可靠的基礎(chǔ)資料。 隧道開挖至煤層頂板垂直距離為5m時(shí)，上導(dǎo)坑必須打至少2個(gè)穿透煤層全厚的瓦斯預(yù)測(cè)孔，下臺(tái)階開挖至煤層頂板垂直距離為5m時(shí)，至少打1個(gè)穿透煤層全厚的瓦斯預(yù)測(cè)孔，對(duì)煤與瓦斯的突出性進(jìn)行預(yù)測(cè)。 瓦斯預(yù)測(cè)孔各循環(huán)搭接長(zhǎng)度不小于5m。5.3.2煤層突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)采用鉆屑指標(biāo)法及瓦斯壓力法進(jìn)行判斷，預(yù)測(cè)孔見煤后采用電煤鉆打穿煤層，收集全部鉆屑，按防治煤與瓦斯突出細(xì)則規(guī)定檢測(cè)有關(guān)指標(biāo)，判斷突出危險(xiǎn)。5.3.3防突措施當(dāng)預(yù)測(cè)煤層有突出危險(xiǎn)時(shí)，采用鉆孔排放瓦斯。5.3.4防突效果檢驗(yàn)煤層瓦斯在采用鉆孔排放1530天后，在隧道上導(dǎo)坑掌子面至少打2個(gè)檢驗(yàn)孔，檢驗(yàn)孔孔底應(yīng)位于排放瓦斯范圍內(nèi)，在排放孔之間，采用與預(yù)測(cè)孔相同的方法進(jìn)行測(cè)定，如判斷煤層與瓦斯突出危險(xiǎn)性在臨界值以下，則認(rèn)為排放有效，否則須延長(zhǎng)瓦斯排放時(shí)間，增加排放孔數(shù)量或采取其它措施。防突措施效果檢驗(yàn)指標(biāo)及臨界值按鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范表6.4.2執(zhí)行。6.人員配備超前地質(zhì)預(yù)報(bào)人員配備表負(fù)責(zé)人1人技術(shù)員8人專兼職安全員1人普工12人司機(jī)1人7.設(shè)備配置超前地質(zhì)預(yù)報(bào)主要設(shè)備