隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施細(xì)則

1、編制依據(jù)

渭源至武都建設(shè)工程WWSY1標(biāo)隧道測(cè)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施細(xì)則鐵道部《鐵路工程物理勘探規(guī)程》TB10013—98；〔JTGF80/1-2023；〔JTGD70—2023；交通部《大路隧道施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTG F60—2023；5《巖土工程勘察標(biāo)準(zhǔn)〔GB 50021—2023；〔JTJ064—98；SL3262023；十天高速大路隧道工程施工圖設(shè)計(jì)資料；十天高速大路隧道工程地質(zhì)勘察報(bào)告；2、工程概況隧道概況煙坡里隧道位于甘肅省定西市漳縣的油單溝與漳縣三岔鎮(zhèn)煙坡里村之間的厥頭山西側(cè)，隧道承受分別式，洞高7.5m；起YK173+073~YK176+905，左3840m250m3832m，洞R-14001.38%〔坡長(zhǎng)637m〕10處行人橫洞、4處行車橫洞，左右線各設(shè)四處緊急停車帶。隧道圍巖以IV、V級(jí)為主，兩端洞口段均為V級(jí)圍巖。隧道地質(zhì)地形地貌高程：2084.5~2273.2m，相對(duì)最大高差188.7m，隧道進(jìn)口段，自38~40°，坡面呈階梯狀的田地，以構(gòu)造剝蝕低中山地貌為主，山地海拔較高，主峰頂呈棱狀，山坡高峻，河谷狹窄，多呈V字形。自白堊系以來(lái)，境內(nèi)地層始終處于間歇性抬升之中，因此形成了多級(jí)不同時(shí)期、不同高程的剝夷面。地層巖性-1耕植土Q4pd-1粉質(zhì)粘土(Q4al+pl)第四系全統(tǒng)崩滑積存②-2碎石層Q4del+-3層強(qiáng)風(fēng)化礫巖〔E-1強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖K2〕-1強(qiáng)風(fēng)化砂巖T3-2中風(fēng)化砂巖T3、⑥-4中風(fēng)化灰?guī)r〔T3、⑥-4中風(fēng)化泥質(zhì)灰?guī)r〔T3〕和⑥-2中風(fēng)化鈣質(zhì)砂〔T3。第四系中上更統(tǒng)黃土〔Q2-3褐色，中密-密實(shí)，土質(zhì)較均，垂直節(jié)理少量發(fā)育，多分布于洞身材所在地的半山坡，掩蓋厚度不大。地質(zhì)構(gòu)造與地震依據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，勘察區(qū)內(nèi)斷層均屬于干斷裂之派生斷3條斷層，屬于臨潭-山陽(yáng)區(qū)域斷裂的次級(jí)斷裂，帶。3、隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的目的前鉆孔、地質(zhì)雷達(dá)測(cè)試、地震波超前測(cè)試等。預(yù)報(bào)可能消滅突水的溶洞、暗河的位置和規(guī)模；預(yù)報(bào)斷層、裂開帶的位置〔包括裂隙發(fā)育地段；預(yù)報(bào)可能消滅突泥、巖溶陷落柱的位置；預(yù)報(bào)可能發(fā)生中型以上的塌方地段；預(yù)報(bào)地下水富集的區(qū)域和地段；預(yù)報(bào)可能發(fā)生巖爆、瓦斯或其他有害氣體的地段和程度4、隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)原理及所承受的工藝、工作方法隧道開挖面超前探測(cè)的主要內(nèi)容〔等，可以承受地質(zhì)雷達(dá)超前探測(cè)，以便了解隧道工作面前方的一些內(nèi)容：斷層構(gòu)造及斷層裂開帶。巖溶、空洞、裂隙及其規(guī)模和充填狀況。脆弱圍巖及不同類別圍巖的界面。其他不良地質(zhì)狀況。依據(jù)地質(zhì)雷達(dá)超前探測(cè)可分析推斷隧道工作面前方有無(wú)以做到有針對(duì)性的施工。探測(cè)原理地質(zhì)雷達(dá)是承受甚高頻—超高頻電磁波檢測(cè)地下介質(zhì)的地面前方的地質(zhì)和水文地質(zhì)狀況。隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的工作原理及方法預(yù)備工作文地質(zhì)以及煤層與瓦斯等狀況的具體探測(cè)方法可依據(jù)以下原則設(shè)計(jì)。探測(cè)方案設(shè)計(jì)812m1015m100㎡左右，施工時(shí)一般要求探測(cè)隧道開挖的設(shè)置應(yīng)遵循以下布置原則：〔1〕分布，應(yīng)依據(jù)隧道寬度及地質(zhì)構(gòu)造的簡(jiǎn)單程度確定。2-4m10m79133較為簡(jiǎn)單時(shí)，須加密布點(diǎn)探測(cè)。的與要求作出具體的探測(cè)設(shè)計(jì)，以便實(shí)施。地質(zhì)雷達(dá)超前探測(cè)的布置方式24m，還可以依據(jù)具體狀況和需要敏捷轉(zhuǎn)變。應(yīng)用10m操作方式在隧道內(nèi)緊跟掘進(jìn)工作面借助高空作業(yè)臺(tái)車，搭設(shè)作業(yè)平參數(shù)探測(cè)，為了便于應(yīng)用波形法解釋和使用橫向衰減比照法解釋，也可同時(shí)承受這兩種方式探測(cè)。每次地質(zhì)雷達(dá)現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)完成后，為了準(zhǔn)時(shí)反響有關(guān)探測(cè)信24h〔圍巖類別、有無(wú)溶洞、地下水、瓦斯、斷層裂開帶等及其危害程度＼至于圖件在一般狀況下只供給隧道縱橫｝加，以便進(jìn)一步準(zhǔn)確掌握地質(zhì)構(gòu)造的空間形態(tài)。探測(cè)資料的地質(zhì)解釋須在認(rèn)真分析現(xiàn)有地質(zhì)資料和實(shí)際地明確、定性準(zhǔn)確，同時(shí)也應(yīng)有定量評(píng)估。地質(zhì)分析法介紹數(shù)推測(cè)法、地質(zhì)體投射法、掌子面編錄推測(cè)法等。〕與斷層裂開有親熱的關(guān)模。界面和地質(zhì)體透射公式進(jìn)展地質(zhì)超前預(yù)報(bào)。隧洞兩臂出路的巖層與地表某段巖層為同一和確認(rèn)標(biāo)志層的前消逝的位置。地震反射波法〔TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)〕TSP(TunnelSeismicPrediction〕是一種快速、有效、無(wú)目的在于快速超前地供給在開挖四周及前方的三維空間的工程地質(zhì)預(yù)報(bào)。24因此可確定界面的位置。TSP系統(tǒng)的方法原理與觀測(cè)系統(tǒng)布設(shè)圖

TSP系統(tǒng)超前探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試圖100m200m；23-6③對(duì)施工根本無(wú)影響，可對(duì)全隧道開展；④無(wú)須面對(duì)掌子面，對(duì)掌子面狀況無(wú)要求；⑤可供給巖石動(dòng)力學(xué)參數(shù)，劃分圍巖級(jí)別；⑥可確定地質(zhì)體空間位置。TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的推測(cè)距離可到達(dá)200m，為提高推測(cè)100m～150m左右推測(cè)一次。TSP系統(tǒng)超前探測(cè)空間示意圖電磁波法〔GPR--地質(zhì)雷達(dá)〕介紹GPR(GroundPenetraingRadar〕方法是一種用于確定地下性質(zhì)。溶洞、斷層裂開帶、含水帶、構(gòu)造面等都于四周巖石存在GPR方法進(jìn)展超前地質(zhì)探測(cè)正是基于這一前提。地質(zhì)雷達(dá)方法原理圖RADANIII推斷地質(zhì)體性質(zhì)。地質(zhì)超前預(yù)報(bào)測(cè)線示意圖特點(diǎn)：10～50m區(qū)分率高，可探測(cè)圍巖內(nèi)的脆弱構(gòu)造面；對(duì)巖溶、富水帶探測(cè)效果好；施工便利、本錢更低廉，對(duì)隧道施工無(wú)影響。10m～35m左右推測(cè)一次。隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)其它方法和本工程隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)擬承受的方法〔1〕.隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)其它方法〔平行〕導(dǎo)坑〔隧道〕法、超前水平鉆孔法、超前鉆孔聲波測(cè)井及跨孔聲波透視法等?！?〕.本工程隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)擬承受的方法〔TSP203plus增加型預(yù)報(bào)儀推測(cè)掌子面前方100～150m果，確定承受電磁波法〔SIR-3000型地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)儀〕具體探20～50m范圍地層細(xì)部特別狀況；在利用地質(zhì)雷20～50m范圍內(nèi)的地層狀況時(shí)，應(yīng)承受1.1。種測(cè)試方法的測(cè)試內(nèi)容表測(cè)試內(nèi)容測(cè)試方法與儀器(人)

巖土力探測(cè)范圍 精度學(xué)信息

測(cè)線及測(cè)點(diǎn)布置地質(zhì)分析法地震波預(yù)報(bào)儀TSP203plus型SIR-3000地質(zhì)雷達(dá)

掌子面觀看100ｍ～200ｍ20m～35m

精度一般 好同步精度較高好〔縱橫波〕在隧道的一側(cè)布置測(cè)點(diǎn)精度高 非直接類比三條隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)工作流程TSP203plus在隧18025成后進(jìn)展，對(duì)施工略有影響。預(yù)報(bào)工作流程見以下圖。地質(zhì)預(yù)報(bào)打算地質(zhì)預(yù)報(bào)打算現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試地質(zhì)工程師判讀地質(zhì)雷達(dá)地震反射波采集數(shù)據(jù)、分析處理采集數(shù)據(jù)、分析處理正常特別工程辦圍巖穩(wěn)定性分析明確特別的緣由工程經(jīng)理部實(shí)行的措施監(jiān)理駐地辦24小時(shí)內(nèi)提交地質(zhì)預(yù)報(bào)快報(bào)36小時(shí)內(nèi)提交檢測(cè)報(bào)告和分析意見7天內(nèi)提交完整的報(bào)告隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)處理與成果應(yīng)用1.數(shù)據(jù)處理分析TSPwin獲得P波、SH波、SV波的時(shí)間剖面、深度偏移剖面、提取的反層在探測(cè)范圍內(nèi)的空間分布。利用TSPwin軟件，按數(shù)據(jù)設(shè)置→帶通濾波→初至拾取→拾取處理→炮能量均衡→Q-估量→反射P-S進(jìn)展數(shù)據(jù)處理。TSP203plus系統(tǒng)處理成果的動(dòng)力學(xué)特征解釋遵循下述原則：①.正反射振幅說(shuō)明巖層，負(fù)反射振幅說(shuō)明軟巖層；②.假設(shè)SP有流體存在；④.假設(shè)P(2).GPR〔地質(zhì)雷達(dá)〕超前地質(zhì)探測(cè)的數(shù)據(jù)處理分析RADANIII推斷地質(zhì)體的性質(zhì)。2.成果應(yīng)用〔1〕.比照原勘察設(shè)計(jì)文件，復(fù)核隧道圍巖設(shè)計(jì)級(jí)別。計(jì)文件的圍巖級(jí)別僅是依據(jù)地表的物探工作及少量的鉆探工作工經(jīng)濟(jì)與安全難以保證。通過(guò)在全隧道開展超前預(yù)報(bào)地質(zhì)勘探工作，依據(jù)量測(cè)的P圍巖級(jí)別，反響設(shè)計(jì)?！?〕.預(yù)報(bào)不穩(wěn)定巖層、斷層裂開帶分布里程，避開盲目施工工?！?〕.預(yù)報(bào)富水帶的分布里程，準(zhǔn)時(shí)實(shí)行處理措施及人員、設(shè)備安全的事故發(fā)生?！?〕.TSP203plus系統(tǒng)超前地質(zhì)探測(cè)成果綜合分析提交以下成果：①.軟硬巖層分界面里程；②.是否存在斷層，斷層裂開帶分布里程；③.富水帶的分布里程；④.溶洞、暗河等不良地質(zhì)體規(guī)模、分布里程；⑤.不同地質(zhì)體的介質(zhì)動(dòng)力學(xué)參數(shù)。〔5〕.GPR綜合分析提交以下成果：①.巖性分界面里程；②.是否存在斷層，斷層裂開帶分布里程；③.富水帶的分布里程；④.溶洞、暗河等不良地質(zhì)體規(guī)模、分布里程；⑤.脆弱構(gòu)造面的分布繪制沿隧道軸線方向的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)綜合剖面圖?！?〕.報(bào)告提交7隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)擬投入的主要設(shè)備介紹〔1〕.TSP203plusTSP203plusTSP202TSP203成功閱歷根底上進(jìn)一步研制的，具有卓越的特色。比較TSP202和TSP203，TSP203plus增加型預(yù)報(bào)系統(tǒng)在硬件方面增/英文雙語(yǔ)言；加強(qiáng)各處理模塊的功能，提高了處理結(jié)果的牢靠性和準(zhǔn)確性。我單位引進(jìn)一臺(tái)全的TSP203plus增加型超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系100%。TSP203plus超前地質(zhì)探測(cè)設(shè)備高精度鋼管〔插入三軸地震承受器單元高精度鋼管〔插入三軸地震承受器單元2m54根2環(huán)氧樹脂膠只4地震記錄單元的充電器230/110VAC〔歐洲插口〕只1ToughbookCF-28PC充電器230/110VAC〔歐洲插口〕只1爆炸機(jī)起爆器盒〔1-3KV，40-80ｕF〕個(gè)1虛擬電阻器〔用于測(cè)試爆炸起爆器〕〔連接三軸地震接收單元和記錄單元〕，20m個(gè)1電纜線卷1儀器名稱類型單位數(shù)量備注12套1便攜式筆記本電腦IBM臺(tái)1一體化免維護(hù)的pb〔6〕副1結(jié)實(shí)耐用的聚合物防水箱IP64保護(hù)〔關(guān)箱時(shí)，IP67〕只1極靈敏的三軸地震接收單元 〔X，Y,Z三重量〕，總長(zhǎng)2m〔分 根 2670mm〕承受器套管清潔桿〔配套〕根1噴射潤(rùn)滑劑(進(jìn)口〕瓶1結(jié)實(shí)耐用的聚合物防水箱IP64保護(hù)〔關(guān)箱時(shí)，IP67〕只1接線〕，20m結(jié)實(shí)的圈卷鋁制電線卷1三重量地震承受單元的安裝工具套1電子傾角水準(zhǔn)儀只1結(jié)實(shí)耐用的聚合物防震防水附件箱〔關(guān)箱時(shí)，IP67〕只1TSPwin33P波和S套1巖石力學(xué)參數(shù)輸出文件輸出TSPwin加密狗套1電纜線〔記錄單元與起爆器盒之間的連卷電纜線〔記錄單元與起爆器盒之間的連卷1地質(zhì)雷達(dá)為美國(guó)GSSI公司生產(chǎn)的SIR-3000型彩顯地質(zhì)雷達(dá)〔100MHz天線，RADANⅢ處理軟件，可準(zhǔn)時(shí)進(jìn)展數(shù)據(jù)處理。有果好。施工便利，對(duì)隧道施工沒影響。3的準(zhǔn)時(shí)性。SIR-3000型彩顯地質(zhì)雷達(dá)GPR超前地質(zhì)探測(cè)設(shè)備表儀器名稱類型單位數(shù)量備注SIR-3000SIR-3000套1便攜式筆記本電腦IBM臺(tái)1一體化免維護(hù)電池〔4〕副2免維護(hù)電池充電器230/110VAC只1100MHz套1500MHz套1天線900MHzLF240cm套套11LF360cm套1LF480cm套1電纜線〔連接儀器與天線〕30m卷1附件箱只2數(shù)據(jù)處理RADANIII圖形輸出套1文件輸出RADANIII加密狗套15、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施細(xì)則因搶工程進(jìn)度無(wú)視地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作而危及施工安全。地震波法〔1〕.預(yù)備工作200m，為100～150mTSP203plus①.爆破鉆孔破鉆孔進(jìn)展重復(fù)測(cè)量。24〔18lm，全部炮眼與接收器的高度應(yīng)一樣。1.2～l.5m〔孔深應(yīng)盡量全都2010°夾角。鉆孔完成后應(yīng)留意保護(hù)，防止塌孔。②.裝藥及起爆預(yù)備級(jí)無(wú)延遲電雷管；50g75g。應(yīng)保證炸藥與炮孔嚴(yán)密耦合。③.接收器鉆孔的布置50m16～18m；全都；42～45mm2m，應(yīng)依據(jù)承受的耦合材料確定接收〔5°10°。④.在傳感器孔和爆破孔全部鉆好后，由測(cè)量班供給每個(gè)孔的三維坐標(biāo)，同時(shí)用水平角度尺和鋼尺測(cè)量每個(gè)孔的角度和深度，并記錄下來(lái)。⑤.接收器套管的埋置與爆破孔裝藥接收器套管的埋置關(guān)系到接收器所收集的地震波信息的準(zhǔn)5min后即可分散結(jié)實(shí)。30～45min。〔2〕.現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試滿水后馬上進(jìn)展爆破，接收器接收到的數(shù)據(jù)保存在電腦里。電磁波法20～50m范圍地層細(xì)部特別結(jié)合物探資料，做出地質(zhì)超前預(yù)報(bào)。7測(cè)試區(qū)間圖做好以下預(yù)備工作：〔1〕.地質(zhì)預(yù)報(bào)工作需要施工單位協(xié)作，地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)在掌25分鐘，可在出渣完成后進(jìn)展，對(duì)施工略有影響；〔2〕.每次超前預(yù)報(bào)測(cè)試前均應(yīng)當(dāng)將掌子面修正調(diào)平；線；〔4〕.對(duì)于深部界面的反射波會(huì)由于信噪比過(guò)小而不易識(shí)一樣位置的記錄進(jìn)展疊加，增加對(duì)深部介質(zhì)的區(qū)分力量；〔5〕.承受測(cè)量輪掌握測(cè)量，測(cè)點(diǎn)間距等。6、有必要說(shuō)明的其它內(nèi)容重大不良地質(zhì)問(wèn)題的預(yù)報(bào)重點(diǎn)開展以下幾個(gè)方面的工作。地面地質(zhì)調(diào)查地面地質(zhì)調(diào)查方法分為地質(zhì)測(cè)繪法和地面地質(zhì)界面和地質(zhì)利用這種方法進(jìn)展如下工作。路中心線的相互關(guān)系。巖(純灰?guī)r、白云巖、鹽巖)的地層層位和展布范圍。巖中分布的規(guī)模較大斷層的產(chǎn)狀及其與地表隧道線路中心線的相互關(guān)系；特別留意那些兩條或兩條以上斷層交匯的位置(它們是侵蝕性地下水的有利通道)。閉的凹地內(nèi)，查找大型溶洞或暗河的入口。互關(guān)系。河大致通道，確定能否與隧道相遇或與隧道的或許位置關(guān)系。隧道相遇的有水溶洞或暗河對(duì)隧道施工的影響程度。中距離TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)保證獲得豐富的信息量，簡(jiǎn)單地段承受雙邊放炮、雙邊接收。壁進(jìn)展探測(cè)。3.5m，5m，可保證開挖安全，因此可承受風(fēng)槍鉆鉆進(jìn)，進(jìn)展超前探測(cè)，該方法簡(jiǎn)便易行，必要時(shí)承受特地的水平鉆。覺察不良地質(zhì)問(wèn)題和險(xiǎn)情的處理措施〔建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、監(jiān)控和施工單位組成〕一起商討處理方案?？晒﹨⒖肌Ｊ┕し椒ǖ倪x擇〔1道段的開挖；〔3〕.迂回導(dǎo)坑法，多用于嚴(yán)峻巖溶涌水、突泥段施工；〔4〕.側(cè)壁導(dǎo)坑發(fā)，用于圍巖變形嚴(yán)峻的軟巖隧道段施工。處理措施〔1〕.超前管棚注漿，多用于洞口段極裂開巖體、全〔強(qiáng)〕風(fēng)化巖體〔土〕段，在開挖前對(duì)極裂開巖體、全〔強(qiáng)〕風(fēng)化巖體進(jìn)展預(yù)加固，確保進(jìn)洞安全；在砂層、砂夾塊石巖溶充填以超前管棚對(duì)底層進(jìn)展預(yù)支護(hù)；〔2〕.超前小導(dǎo)管注漿，對(duì)裂開圍