分離式隧道超前地質(zhì)預(yù)報方案

目錄一、編制依據(jù) 2二、編制原則 2三、工程概況 3四、施工準(zhǔn)備 5五、主要工程量 8六、總體施工思路 9九、超前地質(zhì)預(yù)報方案 11隧道施工技術(shù)方案一、編制依據(jù)1.1《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF60-2009）；1.2《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF80/1-2004）；1.3xx隧道圖紙及相關(guān)設(shè)計文件；1.4安全生產(chǎn)法、環(huán)境保護(hù)法等法律法規(guī)；1.5《**市公路水運(yùn)工程安全生產(chǎn)強(qiáng)制性要求》（試行）；1.6《公路隧道施工技術(shù)》；1.7《公路工程質(zhì)量問題及防治措施》；1.8《隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報》；1.9《瓦斯隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)》；1.10《隧道施工工藝手冊》（試行）；1.11《錨桿噴射砼支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（GB50086-2001）。二、編制原則2.1以滿足本標(biāo)段工程施工需要為目的，根據(jù)本工程特點(diǎn)合理配置施工班組、機(jī)械設(shè)備、工程材料等資源。2.2統(tǒng)籌安排，保證重點(diǎn)，科學(xué)合理地安排施工進(jìn)度，組織連續(xù)均衡施工生產(chǎn)，做好工序銜接。2.3突出應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝，提高施工的機(jī)械化作業(yè)水平，積極應(yīng)用先進(jìn)的科技成果，確保實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量管理目標(biāo)。2.4運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，采用先進(jìn)可靠的安全保證措施，確保生產(chǎn)安全。2.5嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行的《規(guī)范》、《驗(yàn)標(biāo)》和《施工技術(shù)手冊》，運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)優(yōu)化施工組織方案、施工工藝和施工方法。積極推廣增產(chǎn)節(jié)約，努力降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。2.6樹立環(huán)保意識，嚴(yán)格按國家和合同關(guān)于環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定組織施工，保護(hù)好周圍生態(tài)環(huán)境，做到文明施工。三、工程概況xx隧道為分離式隧道，折合單洞長2780m，我標(biāo)段承建xx隧道進(jìn)口端施工，右線起訖樁號K44+500-K45+900,長1400m；左線起訖樁號為ZK44+500-ZK45+880，長1380m，進(jìn)口為30m路塹式明洞，洞門為削竹式，洞口為Ⅴ級淺埋地段，地質(zhì)條件較差，采用40m超前大管棚支護(hù)，洞內(nèi)圍巖等級為Ⅴ級、Ⅳ級和Ⅲ級圍巖，其中Ⅲ級圍巖長932m，Ⅳ級圍巖長1024m，Ⅴ級圍巖長824m。隧道內(nèi)主要不良地質(zhì)有巖溶、煤層、瓦斯、采空區(qū)及地下水的腐蝕性等。3.1隧道設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）公路等級：雙向四車道高速公路；（2）隧道設(shè)計速度：80km/h；（3）隧道、橫通道建筑限界：見下表。隧道及橫通道建筑限界項(xiàng)目凈寬(m)凈高(m)行車道(m)側(cè)向?qū)挾?m)檢修道(m)主洞10.255.03.75×20.5+0.750.75×2緊急停車帶13.005.03.75×20.5+3.500.75×2車行橫通道4.55.0///人行橫通道2.02.5///（4）隧道內(nèi)最大縱坡：±3%；最小縱坡：±0.4%。（5）隧道路面橫坡：單向坡2%(直線及不設(shè)超高段),全線隧道最大超高不大于±2%。（6）設(shè)計荷載：公路－I級。（7）隧道防水：二次襯砌砼抗?jié)B等級不小于S8；3.2地質(zhì)條件隧道所在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造位于新華夏系第三沉降帶之四川沉降褶帶西南部川中褶帶、川東褶帶。隧道穿越西山背斜、漁口坳斷層、唐家壩斷層等褶皺、斷裂構(gòu)造。西山背斜：位于玉龍場、興隆場，中經(jīng)漁口坳，南至永城太平鎮(zhèn)附近向南西傾沒，軸向N45°E，漁口坳之南轉(zhuǎn)為N20°E，軸線向北彎突呈“S”狀，軸部由嘉陵江組、雷口坡組、須家河組構(gòu)成，兩翼疊次出露珍珠沖組至上沙溪廟組，兩翼不對稱，西翼傾角50～60°，東翼傾角40～45°，西南端傾角12～35°，呈箱狀，以下沙溪廟組“葉肢介頁巖”為表層圈定之構(gòu)造，長51公里，閉合面積250平方公里，核部被斷層破壞，南與新店子背斜呈斜鞍相接。在地表基巖露頭上，背斜軸部及附近伴生或派生有次級小構(gòu)造，如小褶皺、節(jié)理、小斷層及破碎帶等。線路分別在ZK45+430、K45+435附近穿越背斜軸面，隧道走向于背斜軸線近似正交。漁口坳斷層：位于西山背斜核部，北起馬槽溝、中經(jīng)漁口坳，南至白家溝附近，長16公里，走向N40～45°E，傾向南東，傾角30～62°，斷于嘉陵江組與須家河組內(nèi)，斷距14～72米，最大可達(dá)134米，大足玉龍禪樂寺附近形跡清楚，斷距上下盤均有牽引褶曲、斷層角礫巖和擦痕，為壓性逆斷層。路線在ZK45+600、K45+630附近穿越斷層，地表位于須家河組一段與二段中，地表斷層帶形成砂巖陡崖，其兩側(cè)底層巖性、產(chǎn)狀有明顯差異，裂隙特別發(fā)育，并將巖體切割成網(wǎng)格狀。斷層帶內(nèi)，巖石產(chǎn)狀紊亂，巖體破碎，深部砂巖呈球形風(fēng)化。在斷層兩盤巖石中均具有明顯的牽引現(xiàn)象，伴生有羽狀排列的張、剪節(jié)理。隧道附近斷層上盤產(chǎn)狀145～150°∠12～20°；下盤產(chǎn)狀為325～330°∠2～89°。該高角度壓扭性逆沖斷層屬于喜馬拉雅運(yùn)動第一幕生成，為死斷層，不會誘發(fā)地震。唐家壩斷層：位于西山背斜西翼，北起梁家灣南至白紙場，長5.5公里，走向N25°E，傾向北西，傾角35～70°不等，斷于須家河組至下沙溪廟組間，斷距143～238米，斷層上盤有牽引褶區(qū)，下盤有斷層角礫巖，南段被北西向橫斷層錯斷，為壓扭性逆斷層。距離隧道進(jìn)口約為500～1000m，對隧道影響較小。3.3氣象條件大足縣屬亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫和，雨量充沛，四季分明，具有冬暖、春早、秋雨、濕度大、云霧多等特點(diǎn)，最高年平均溫度29.9℃，最低年平均溫度18.7℃，歷年極端氣溫41.7℃，最低氣溫-4.0℃，無霜期達(dá)300余天，多年平均降雨量1198.7mm，最多年降雨量1614.8mm，最少年降雨量941.4mm。歷年最大風(fēng)速17m/s，常風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)。歷年平均霧日23.4水文條件隧址區(qū)位于涪江南岸，涪江為嘉陵江的一級支流，測區(qū)北側(cè)的常年性河流為淮遠(yuǎn)河，由南向北發(fā)育，為嘉陵江的二、三級支流?；催h(yuǎn)河：源于玉龍坳口，古稱沙河，發(fā)源于縣境南部巴岳山玉龍鎮(zhèn)的白紙場，經(jīng)玉龍、拾萬、萬古、雍溪向東北流入銅梁縣，入小安溪后注入涪江。流域左岸屬丘陵區(qū)，右岸為低山區(qū)，沿河多平壩，淮遠(yuǎn)河總流域面積534.8平方公里，河長72.6公里。小安溪：又名臨渡河，發(fā)源于永川市巴岳山東麓永興鄉(xiāng)白龍洞，流經(jīng)永川、大足、銅梁、合川，在距涪江匯嘉陵江的河口以上3公里處匯入涪江。小安溪河長170公里，流域面積1720平方公里，多年平均徑流總量4．8億立方米?；催h(yuǎn)河、小安溪河構(gòu)成區(qū)內(nèi)地表水、地下水的主要徑流排泄通道，同時構(gòu)成隧道區(qū)的地表水及地下水最低侵蝕基準(zhǔn)面。區(qū)內(nèi)水系受地形地貌及地層性控制，發(fā)育的河流、溪溝大多由南西向北東方向發(fā)育，地表水系具樹枝狀水系和羽毛狀水系特征。隧址區(qū)內(nèi)地表水系多呈樹枝狀，次有羽毛狀。隧道進(jìn)口前緣為一向北西傾斜的山灣，其下為蘭家灣煤礦的井口；山灣中發(fā)育由南向北的季節(jié)性溪溝，溪溝長約1Km，溪溝兩側(cè)地形坡度較小?？辈鞎r銅梁段溪溝中有少量地表水流，流量約為0.1～1.0L/S，隧道銅梁端位于季節(jié)性溪溝的左側(cè)谷坡中上部，地形總體北傾斜，南高北低。地形坡度約為5～20°，表層局部為第四系粘土覆蓋。隧道永川端位于向南東側(cè)傾斜的山灣，隧道南西側(cè)為獅子山煤礦；隧道東、西側(cè)發(fā)育由北西向南東的季節(jié)性沖溝，匯入到東西發(fā)育的溪溝中，溪溝構(gòu)成隧道永川端地表水及地下水的最低侵蝕基準(zhǔn)面。隧道區(qū)位于斜坡地段，有利于地表水及大氣降水的徑流排泄，不利于地下水的匯聚。3.5地震動參數(shù)根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），場地地震動峰值加速度0.05g，相應(yīng)地震基本烈度Ⅵ度，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s，工程場地較穩(wěn)定。五、主要工程量表1主要工程數(shù)量表分部、分項(xiàng)工程名稱工程數(shù)量明洞C25鋼筋砼拱墻322m3C25鋼筋砼仰拱254m3洞口工程挖方挖土方5873m3挖石方3795m3邊仰坡防護(hù)HPB235鋼筋網(wǎng)3807kgф22普通砂漿錨桿3051m掛三維網(wǎng)植草240㎡洞頂回填洞頂土方回填870m3洞頂粘土隔水層74m3M7.5漿砌片石442m3洞身工程洞身開挖Ⅲ圍巖開挖28710m3Ⅳ圍巖開挖128139m3Ⅴ圍巖開挖106187m3初期支護(hù)C20噴砼12029m3C20防腐氣密噴砼3846m3ф22藥卷錨桿85104mф25中空注漿錨桿124218mф6.5鋼筋網(wǎng)151437kg二次襯砌C25防水砼拱墻21196m3C25防水砼仰拱9183m3C25氣密性防水砼拱墻4850m3C25氣密性防水砼仰拱2435m3HRB335鋼筋1067040kgHPB235鋼筋69749kg主洞路面工程10cm厚阻燃瀝青面層21195㎡26cm厚C35砼路面板21195㎡C20砼基層3483m3C15砼仰拱回填15799m3HPB235鋼筋2408kgHRB335鋼筋7056kg裝飾工程厚型防火涂料53622㎡阻燃性外墻涂料37098㎡防排水工程350g/㎡無紡布75292㎡1.2mm厚EVA防水板71452㎡ф50軟式透水管8154mф100HDPE雙壁打孔波紋管縱向5726mф100HDPE雙壁波紋管（橫向）1156m六、總體施工思路6.1按新奧法原理組織指導(dǎo)施工，采用無軌運(yùn)輸方式。根據(jù)機(jī)械化作業(yè)的技術(shù)要求配備施工機(jī)械，組織實(shí)施開挖、噴錨、二次襯砌、砼路面四條機(jī)械化作業(yè)線，實(shí)現(xiàn)主要工序機(jī)械化作業(yè)，充分發(fā)揮大型機(jī)械設(shè)備的優(yōu)勢。6.2隧道Ⅴ級圍巖采用留核心土的臺階法開挖，Ⅳ級圍巖采用臺階法或全斷面開挖，Ⅲ級圍巖采用全斷面法開挖。采用鑿巖機(jī)鉆眼，光面爆破。初期支護(hù)緊跟開挖面及時施作，減少圍巖暴露時間，抑制圍巖變形；噴射砼采用濕噴技術(shù)；仰拱、鋪底先于二襯施工，防止基底弱化。6.3采用裝載機(jī)配合挖掘機(jī)裝碴，自卸汽車運(yùn)輸至棄土場。6.4制定詳細(xì)的監(jiān)控量測專項(xiàng)方案，進(jìn)行日常的測點(diǎn)埋設(shè)、監(jiān)控量測、數(shù)據(jù)處理分析和儀器保養(yǎng)等工作；施工中采取超前地質(zhì)預(yù)報手段，對隧道開挖前方圍巖特性、富水帶、瓦斯段等不良地質(zhì)進(jìn)行探測和預(yù)報，根據(jù)分析結(jié)果，采用相應(yīng)的措施和施工方法。6.5防水層施工采用專用防水層作業(yè)臺架，無釘鋪設(shè)法施工。防水板的接縫采用熱合法，自動熱合機(jī)進(jìn)行雙縫焊接，確保施工質(zhì)量。6.6二次襯砌混凝土采用液壓鋼模襯砌臺車，攪拌式混凝土運(yùn)輸車運(yùn)輸，混凝土輸送泵泵送混凝土入模，插入式振動棒和附著式振動器振搗的施工工藝，確保二次襯砌內(nèi)實(shí)外美。6.7實(shí)行通風(fēng)、降塵、凈毒綜合治理與個人防護(hù)相結(jié)合的方法，改善洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境，加快施工進(jìn)度，減少對職工身心的傷害。通風(fēng)方式采用軸式射流風(fēng)機(jī)通風(fēng)。6.8施工基本原則6.8.2保護(hù)圍巖將圍巖看作承力結(jié)構(gòu)的一部分，有效地控制對遺留圍巖的損傷和松弛。對硬質(zhì)圍巖而言，施工過程不損傷或少損傷遺留圍巖的固有支護(hù)能力，通過機(jī)械開挖技術(shù)、光面和控制爆破技術(shù)減少對圍巖的擾動和破壞；對軟弱破碎圍巖而言，通過各種方法增強(qiáng)圍巖的支護(hù)能力，采用支護(hù)、加固或預(yù)加固技術(shù)以及各種輔助施工技術(shù)等增強(qiáng)圍巖的自支撐能力。6.8.2內(nèi)實(shí)外美內(nèi)實(shí)外美主要決定于隧道初期支護(hù)和襯砌的施工質(zhì)量。內(nèi)實(shí)是隧道初期支護(hù)和襯砌應(yīng)當(dāng)具有在使用期間內(nèi)的強(qiáng)度、耐久性、實(shí)用性和可靠性外，要切實(shí)做到襯砌混凝土密實(shí)、噴射混凝土密實(shí)、噴混凝土與圍巖密實(shí)、二次襯砌與初期支護(hù)密實(shí)。外美是要做好混凝土的配比、運(yùn)輸、澆注、振搗、養(yǎng)生、拆模等工序，提高模板剛度和光滑度，確?；炷镣庥^質(zhì)量。6.8.3重視環(huán)境重視環(huán)境有內(nèi)部、外部環(huán)境之分，內(nèi)部環(huán)境是指施工作業(yè)環(huán)境，外部環(huán)境是指對周邊環(huán)境的影響；施工中以控制鉆爆、排水、通風(fēng)、灑水降塵、噴射混凝土、機(jī)械尾氣等為重點(diǎn)，改善施工作業(yè)環(huán)境，以棄砟處理、注漿堵水等為重點(diǎn)，減少對施工周邊環(huán)境的影響。6.8.4動態(tài)施工以監(jiān)控測量和超前地質(zhì)預(yù)報為手段，及時反饋圍巖和支護(hù)的變化，為施工提供可靠依據(jù)，采用地震波探測儀、紅外探水、超前鉆孔、地質(zhì)雷達(dá)等多種方法進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報及環(huán)境判釋，掌握隧道前方地質(zhì)條件，查清工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件；再根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報資料、監(jiān)控測量資料及科研階段成果、對設(shè)計文件進(jìn)行確認(rèn)、評價，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件與設(shè)計不符或異常時，對結(jié)構(gòu)支護(hù)體系、施工工藝、施工方法等進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。6.9施工指導(dǎo)原則嚴(yán)格按照“管超前、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤測量”的原則組織施工，以“安全生產(chǎn)”為核心，強(qiáng)化配置“超前地質(zhì)預(yù)報”、“開挖鉆爆”、“通風(fēng)排煙”、“裝碴運(yùn)輸”、“錨噴支護(hù)”、“防水襯砌”幾條機(jī)械化作業(yè)線。以先進(jìn)的大型機(jī)械設(shè)備配套和技術(shù)手段為基礎(chǔ)；以科學(xué)管理、合理組織為手段，在Ⅲ級圍巖地段突出一個“快”字，在Ⅳ、Ⅴ級圍巖及斷層、巖爆、軟巖大變形、淺埋等不良地質(zhì)情況施工地段，做到一個“穩(wěn)”字，確保工期、質(zhì)量、安全、效率各項(xiàng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。針對本標(biāo)段隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，不良地質(zhì)多變，獨(dú)頭掘進(jìn)距離較長、出碴及通風(fēng)難度較大，多作業(yè)面交叉、施工干擾大等工程特點(diǎn)，我們將精心組織、科學(xué)管理，施工中采用“新材料、新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝”，確保該工程能夠“優(yōu)質(zhì)、高效、安全”完成。七、超前地質(zhì)預(yù)報方案7.1實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報的目的7.1.1進(jìn)一步查明前期沒有探明的、隱伏的重大地質(zhì)問題，進(jìn)而指導(dǎo)隧道施工順利進(jìn)行，減少隧道施工的盲目性；7.1.2降低隧道施工地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的機(jī)率，保證隧道施工安全；7.1.3為隧道動態(tài)設(shè)計和信息化施工提供基礎(chǔ)資料，使隧道設(shè)計施工更科學(xué)、安全和快捷；7.1.4為編制竣工文件提供地質(zhì)資料、為隧道長期安全運(yùn)營提供基礎(chǔ)資料。7.2超前地質(zhì)預(yù)報方案7.2.1地面調(diào)查：對隧道范圍內(nèi)地形、地貌、地層巖性進(jìn)行進(jìn)一步的全面核查。7.2.2地質(zhì)編錄：對隧道全段進(jìn)行地質(zhì)編錄。7.2.3TSP超前探測：斷層發(fā)育地段、節(jié)理密集帶、不整合接觸帶以及巖性接觸帶處進(jìn)行重點(diǎn)探測。7.2.4紅外線探測儀超前探測：采用紅外線探測儀超前探測，對斷層破碎帶、節(jié)理密集帶及巖性界面處進(jìn)行重點(diǎn)探測地下水發(fā)育情況，宏觀地掌握掌子面前方短距離的富水情況。7.2.5地質(zhì)分析：對全隧道進(jìn)行地質(zhì)編錄，記錄現(xiàn)場揭露的地質(zhì)信息，并綜合上述各種探測方法獲得的地質(zhì)信息，通過綜合分析，預(yù)測預(yù)報前方工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件。7.3超前地質(zhì)預(yù)報工藝方法、操作要點(diǎn)7.3.1地面調(diào)查7.3.1.1調(diào)查目的及調(diào)查范圍核對勘測資料，掌握隧道所在地區(qū)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，為隧道內(nèi)地質(zhì)預(yù)報提供方向性的依據(jù)。根據(jù)勘察單位提供的隧道工程地質(zhì)圖，調(diào)查范圍主要為隧道中線兩側(cè)各1～2.5km的（陸地部分）范圍。7.3.1.2調(diào)查內(nèi)容地層巖性主要調(diào)查地層的地質(zhì)時代、巖層厚度、層間結(jié)合程度、巖層產(chǎn)狀、巖性、巖石硬度、風(fēng)化程度等。地質(zhì)構(gòu)造主要調(diào)查斷層、破碎帶及節(jié)理裂隙特征。斷層的產(chǎn)狀、性質(zhì)、破碎帶寬度、破碎帶的成分、破碎帶的含水情況以及與隧道的關(guān)系。節(jié)理裂隙的組數(shù)、產(chǎn)狀、間距、充填物質(zhì)、延伸長度、張開度及節(jié)理面的起伏情況，節(jié)理裂隙的組合狀況。7.3.1.3不良地質(zhì)主要調(diào)查隧址斷層的性質(zhì)、規(guī)模、以及對隧道的影響。7.3.1.4地下水的特征調(diào)查隧道范圍內(nèi)的泉水、井水、水塘、水庫、溝水、河水及其水量、水文、水質(zhì)的變化等。7.3.2地質(zhì)編錄7.3.2.1編錄內(nèi)容核對包括地層巖性、斷層構(gòu)造等在內(nèi)的主要地質(zhì)界線在隧道洞身的實(shí)際位置；進(jìn)一步確定各斷層帶以及主、次斷層（包括影響帶）的位置、產(chǎn)狀，斷層帶的物質(zhì)組成、寬度、富水程度及工程性質(zhì)。對洞壁巖體主要結(jié)構(gòu)面（斷層、層理及節(jié)理、裂隙等）進(jìn)行定性及定量統(tǒng)計量測，查明主要結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、性質(zhì)、延伸長度、張開寬度、粗糙程度、蝕變情況、密度、地下水及充填情況等，并分析優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面對圍巖穩(wěn)定性的影響。對塌方地段，應(yīng)記錄塌方的部位、方式與規(guī)模及其隨時間的變化特征，并分析產(chǎn)生塌方的地質(zhì)原因。對巖體受構(gòu)造影響程度、節(jié)理發(fā)育程度、巖體完整程度、富水程度及圍巖穩(wěn)定狀態(tài)等進(jìn)行詳細(xì)編錄，據(jù)此對圍巖級別及其他地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行修正，并提出有針對性的支護(hù)、襯砌或超前加固措施意見。對重點(diǎn)地段，如斷層、節(jié)理密集帶、巖性接觸帶、地下水富集帶、掌子面地質(zhì)情況與原設(shè)計地質(zhì)條件出入較大等重點(diǎn)地段，除地質(zhì)編錄外，還要進(jìn)行必要的地質(zhì)調(diào)繪和測試。對地下水發(fā)育地段，應(yīng)描述地下水的分布、出露形態(tài)、水量、水壓、水溫、顏色及泥砂含量，以及地下水活動對圍巖穩(wěn)定性的影響；對涌水量較大的地段，必要時進(jìn)行長期觀測；并取樣分析，判定地下水對結(jié)構(gòu)材料的腐蝕性。7.3.2.2圍巖穩(wěn)定性評價和預(yù)報根據(jù)地質(zhì)編錄得到地層巖性、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，結(jié)合勘察和地質(zhì)調(diào)查取得的地質(zhì)資料預(yù)測隧道前方地質(zhì)情況。7.3.2.3資料提交每循環(huán)開挖后對拱頂、掌子面和左右邊墻進(jìn)行地質(zhì)編錄，必要時進(jìn)行數(shù)碼攝像。編錄的原始記錄、圖、表當(dāng)天整理（繪制）。施工一定距離后，作出分段完善的地質(zhì)展示圖和總結(jié)。7.3.2.4使用的儀器主要儀器設(shè)備為：TSP202/203、瞬變電磁儀、紅外線探測儀以及攝像機(jī)、計算機(jī)。7.3.3采用物探方法的施工超前地質(zhì)預(yù)報7.3.3.1TSP超前地質(zhì)預(yù)報TSP探測距離為250～500m(硬巖300～500m，甚至更遠(yuǎn)；軟巖250～400m)，有效解釋距離為150m。為提高預(yù)報準(zhǔn)確度和精度，xx隧道采取重疊式預(yù)報，每開挖100m～150m預(yù)報一次，重疊部分(不小于20m)對比分析，每次探測結(jié)果與開挖揭示情況對比分析。7.3.3.2預(yù)報方法原理TSP的排布方式如下圖所示，炮點(diǎn)與接收器均在隧道側(cè)墻。由微型爆破引發(fā)的地震波信號分別沿不同的路徑以直達(dá)波和反射波的形式到達(dá)接收器，與直達(dá)波相比反射波需要的傳播時間較長。TSP地震數(shù)據(jù)處理時由測得的從震源直達(dá)接收器的縱波傳播時間換算地震波的傳播速度Vp。TSP測量原理圖Vp=式中：X1—爆破孔與接收器的距離（m）；T1—直達(dá)波的傳播時間（s）。已知地震波的傳播速度就可以通過測得反射波轉(zhuǎn)播的時間推導(dǎo)出反射界面與接收器的距離以及與隧道斷面的距離。整個推導(dǎo)過程可由下式導(dǎo)出：T2==式中：T2—反射波傳播時間（s）；X2—爆破孔與反射界面的距離（m）；X3—接收器與反射界面的距離（m）。準(zhǔn)備判定反射截面的前提是通過某種方式將反射波從含有直達(dá)波和其他的干擾信號的總體混合信號中清除的分離出來。與直達(dá)波相比，反射波的振幅非常小，一方面取決于反射界面與接收器的距離，另一方面取決于地震波在反射面的反射系數(shù)。反射系數(shù)的定義如下：R=式中：—反射界面內(nèi)外側(cè)的巖石密度；—反射界面內(nèi)外側(cè)的地震波傳播速度（m/s）。由上式可以看出，反射系數(shù)的大小直接與界面量測的對比度有關(guān)，即地震波傳播速度差別越大，則反射系數(shù)也越大。對于球面波而言，地震波振幅還隨傳播距離的增加而成反比衰減。綜上所述，有關(guān)反射波振幅與直達(dá)波振幅的比值可以用下式表示：=R隧道地震預(yù)報在隧道掌子面附近的排布方法有多種，通常將炮點(diǎn)與接收器均放在側(cè)墻的排布方式稱TSP法，而將炮點(diǎn)在掌子面接收器在側(cè)墻的排布方式稱VSP法。不同的方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)。大部分儀器都有其自身的現(xiàn)場布置方法，通常是由儀器自身軟件決定的。如TSP202、TSP203有其自身固定的布置方法。7.3.3.3設(shè)備采用TSP203超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)。記錄單元：12道，24位A/D轉(zhuǎn)換，采樣間隔62.5μs和125μs，最大記錄長度為1808.5ms，動態(tài)范圍120dB。接收器（檢波器）：三分量加速度地震檢波器，靈敏度為1000mV/g±5%，頻率范圍為0.5～5000Hz，共振頻率9000Hz，橫向靈敏度＞1%，操作溫度0℃～65TSPwin軟件：數(shù)據(jù)采集和處理集于一體。測線布置:接收器孔位置：在隧道邊墻（面對掌子面），距離掌子面大約50m。數(shù)量：2個，隧道左、右邊墻各一個。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1m。炮孔:位置：在隧道的右邊墻。第一個炮孔離接收器16m，其余炮孔間距為1.5m。數(shù)量：24個直徑：38mm/孔深1.5m。布置：沿軸徑向，向下傾斜10-20°（激發(fā)時水封填炮孔）。高度：離地面約1m。7.3.3.4數(shù)據(jù)采集與分析TSP203超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)分為洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集和室內(nèi)分析處理兩大部分: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。洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集包括打接收器孔、爆破孔、埋置接收器管、連接接收信號儀器、放炮接收信號等過程。①鉆接收器孔。②鉆爆破孔。③埋置接收器管：將環(huán)氧樹脂放入接收器孔中，然后將接收器管旋轉(zhuǎn)插入孔內(nèi)，15分鐘后環(huán)氧樹脂、接收器管與周圍巖體就能很好地粘結(jié)在一起。④裝藥：每爆破孔裝藥量大約75g（巖石2#乳化炸藥），根據(jù)圍巖軟硬完整破碎程度與距接收器位置的遠(yuǎn)近而不同。⑤聯(lián)線：將設(shè)備各組件及爆破導(dǎo)火線聯(lián)接好；⑥放炮、接收信號。⑦拆線、清理設(shè)備。7.3.3.5室內(nèi)計算機(jī)分析處理采集的TSP數(shù)據(jù)，通過TSPwin軟件進(jìn)行處理。TSPwin軟件處理流程包括11個主要步驟，即：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→反射波提取→P-S波分離→速度分析→深度偏移→提取反射層。通過速度分析，可以將反射信號的傳播時間轉(zhuǎn)換為距離（深度），可以用與隧道軸的交角及隧道工作面的距離來確定反射層所對應(yīng)的地質(zhì)界面的空間位置，并根據(jù)反射波的組合特征及其動力學(xué)特征解釋地質(zhì)體質(zhì)。通過TSPwin軟件處理，可以獲得P波、SH波、SV波的時間剖面、深度偏移剖面、提取的反射層、巖石物理力學(xué)參數(shù)、各反射層能量大小等成果，以及反射層在探測范圍內(nèi)的2D或3D空間分布3）、提交資料室內(nèi)分析處理一般在24小時內(nèi)完成并可提交正式成果報告，報告一般包括如下內(nèi)容：①工作概況②探測的方法、設(shè)備及原理③測線布置④對測試結(jié)果的初步分析⑤結(jié)論TSP報告中應(yīng)附的成果圖表：a.現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄表b.巖石參數(shù)曲線圖（橫坐標(biāo)為里程）c.二維結(jié)果圖（橫坐標(biāo)為里程）d.巖石參數(shù)表e.預(yù)計預(yù)報范圍預(yù)計采用TSP預(yù)報的具體思路以設(shè)計圖中標(biāo)明的以及實(shí)際開挖發(fā)現(xiàn)的而設(shè)計圖中沒有提及的不良地質(zhì)地段和不良地質(zhì)體進(jìn)行連續(xù)重疊式預(yù)報，重疊長度不小于20米。7.3.4紅外線探水7.3.4.1基本原理在隧道中，圍巖每時每刻都在向外部發(fā)射紅外波段的電磁波，并形成紅外輻射場，輻射場有密度、能量、方向等信息，巖層在向外部發(fā)射紅外輻射的同時，必然會把它內(nèi)部的地質(zhì)信息傳遞出來。干燥無水的地層和含水地層發(fā)射強(qiáng)度不同的紅外輻射，紅外線探水儀通過接收巖體的紅外輻射強(qiáng)度，根據(jù)圍巖紅外輻射場的變化值來確定掌子面前方或洞壁四周是否有隱伏的含水體。7.3.4.2現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集在施工隧道的隧頂和兩側(cè)邊墻的中部各布置一條測線，5m點(diǎn)距，發(fā)現(xiàn)異常后加密測點(diǎn)，并初步分析異常的可能原因，如因噴漿、照明燈等干擾影響應(yīng)予以刪除，并重測。在掌子面上均勻布置9個測點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)異常后加密測點(diǎn)，并初步分析異常的可能原因，如因噴漿、放炮、照明燈等干擾影響應(yīng)予刪除，并重測。每次探測應(yīng)對巖體裂隙發(fā)育情況和隧道壁滲水情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。7.3.4.3資料整理探測完成后應(yīng)提供紅外探測預(yù)報報告，內(nèi)容包括：工作概況、地質(zhì)解譯結(jié)果、掌子面探測數(shù)據(jù)圖、左右邊墻及拱頂?shù)葴y線的探測曲線圖等。7.3.4.4紅外線探水的探測范圍紅外探測每循環(huán)可探測30m，為提高預(yù)報準(zhǔn)確度和精度，采取重疊式預(yù)報，兩次探測應(yīng)重復(fù)5m7.3.5超前地質(zhì)預(yù)報的質(zhì)量、安全、進(jìn)度保證措施7.3.5.1超前地質(zhì)預(yù)報的質(zhì)量保證措施在貫徹質(zhì)量管理體系的基礎(chǔ)上，按照超前地質(zhì)預(yù)報所制定的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的要求，嚴(yán)格技術(shù)交底，做到目的明確、清晰地開展預(yù)報工作，使預(yù)報質(zhì)量得到有效的控制，從而切實(shí)保證預(yù)報的精度和質(zhì)量。各種方法的質(zhì)量保證措施如下：①地質(zhì)素描在每炮后應(yīng)及時進(jìn)行，對掌子面、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，并輔以適當(dāng)?shù)膱D形、圖片。在開挖夠60m后，及時對素描資料進(jìn)行匯總，并形成展示圖。②TSP超前探測前應(yīng)對炮孔及接收器、孔進(jìn)行測量，其參數(shù)應(yīng)嚴(yán)格滿足設(shè)計要求；接收器套管安裝要耦合完好，尤其是前端口；檢測噪音在低于-78dB時方可接收數(shù)據(jù)，接收時要保持檢測噪音處于最安靜的狀態(tài)，接收到的信號要求初值明顯；xx隧道為曲線隧道。所以，預(yù)報的終點(diǎn)不能偏離隧道中線30m。③紅外探測前應(yīng)對探測范圍內(nèi)的正常場強(qiáng)值進(jìn)行測量，然后再布置測點(diǎn)。為保證探測質(zhì)量，宜選在出完碴后測量放線時段進(jìn)行探測。在探測時，應(yīng)盡量避開一些高（低）能熱源場（如照明燈、空壓機(jī)、通風(fēng)風(fēng)管口等）。發(fā)現(xiàn)突變探測值時，應(yīng)重復(fù)探測，此外還要在該探點(diǎn)外圍再試探幾個點(diǎn)，以確認(rèn)正確性。需要加密的應(yīng)加密，加密的探測值寫在備注中。④在各項(xiàng)現(xiàn)場采集工作結(jié)束后，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)分析、處理以及報告編寫應(yīng)及時，成果報告應(yīng)有編制、復(fù)審核。⑤成果報告及時提交給指揮部及施工單位，做到信息化施工。⑥把預(yù)報、檢測結(jié)果與實(shí)際開挖情況進(jìn)行比對，不斷總結(jié)，調(diào)整各種參數(shù)、方案組合等，對預(yù)報做出修正，提高準(zhǔn)確性。7.3.5.2超前地質(zhì)預(yù)報的安全保證措施認(rèn)真貫徹執(zhí)行黨和國家的安全生產(chǎn)方針、政策，嚴(yán)格執(zhí)行局、公司的有關(guān)施工規(guī)范和安全技術(shù)規(guī)則，對預(yù)報人員進(jìn)行崗前安全教育培訓(xùn)，牢固樹立“安全第一、預(yù)防為主”和“管生產(chǎn)必須管安全”的思想意識。建立健全安全保證體系，領(lǐng)導(dǎo)掛帥，全員參加，使安全工作制度化、經(jīng)?；?，并貫穿預(yù)報全過程。7.3.5.3超前地質(zhì)預(yù)報的進(jìn)度保證措施①為了保證超前地質(zhì)預(yù)報工作的實(shí)效性，我們要達(dá)到所有通過物探手段進(jìn)行的預(yù)報資料將在現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)完畢后12小時內(nèi)提供階段成果報告，當(dāng)采集的數(shù)據(jù)在進(jìn)行室內(nèi)處理時，發(fā)現(xiàn)重大異常，我們將及時的提供口頭報告，以便現(xiàn)場及時采取應(yīng)急措施。②所有通過物探手段進(jìn)行預(yù)報的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集工作（打設(shè)接受器孔），都將在不影響施工的前提下，