滬昆客專隧道超前地質(zhì)預報實施方案

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)目錄隧道超前地質(zhì)預報方案一.超前地質(zhì)預報目的現(xiàn)場超前地質(zhì)預報是隧道施工管理的重要組成部分，必須納入正常施工工序中，科學施工。可以根據(jù)需要探測和了解隧道開挖前方幾米、幾十米乃至上百米范圍內(nèi)圍巖的工程地質(zhì)情況；可以通過巖芯觀察和分析對隧道開挖前方的不穩(wěn)定巖層和斷層破碎帶進行準確定位；可以直接采集芯樣進行各種抗壓強度試驗以獲取巖石的物理學特征參數(shù)；可以通過鉆孔及時釋放影響隧道掘進施工過程中的瓦斯和地下水等有害氣體和液體。它不僅能指導施工，預報險情，確保安全，而且通過現(xiàn)場預報獲得圍巖動態(tài)的信息（數(shù)據(jù)），為修正和確定下一步施工方法，提供信息依據(jù)，為完善隧道工程設(shè)計與指導施工提供可靠的足夠的數(shù)據(jù)。二.編制依據(jù)⑴《客運專線鐵路隧道工程施工指南》（TZ214-2005）⑵《新建滬昆客專施工圖設(shè)計文件》三.適用范圍適用于新建滬昆客專雙線隧道隧道超前地質(zhì)預報。四.工程概況本標段共有隧道12.5座，全長20588m，占線路總長度的67.56%，其中長度大于4km隧道一座（7708m），長度2～3km隧道2.5座（含高瓦斯隧道1座），長度1～2km隧道2座，長度小于1km隧道7座均為新建單洞雙線隧道。為了保證隧道施工能夠安全進行，超前地質(zhì)預報必須納入正常施工工序中，科學組織、認真研究、按要求進行監(jiān)控超前地質(zhì)預報工程施工，為隧道的安全施工保駕護航。隧道超前地質(zhì)預報具體統(tǒng)計如下表4-1。表4-1隧道數(shù)量統(tǒng)計表序號隧道名稱進口里程出口里程長度（m）1茅坪山隧道DK593+872DK601+58077082黃秧壩隧道DK602+045DK602+5905453周家山隧道DK602+781DK603+1814004碧爐寨隧道DK604+016DK604+3753595大寨一號隧道DK606+195DK606+4602656大寨二號隧道DK606+600DK606+9933937山塘坳隧道DK609+235DK611+87526408巖寨隧道DK613+937DK614+2032669小沖隧道DK614+330DK615+04071010楊柳沖隧道DK615+474DK617+908243411牌樓隧道DK618+580DK620+059147912尚田坪隧道DK620+255DK622+220196513新莊隧道DK622+509DK623+9411432五.作業(yè)準備(1).內(nèi)業(yè)技術(shù)準備應在開工前組織技術(shù)人員認真學習實施性施工組織設(shè)計，超前地質(zhì)預報作業(yè)指導書，審閱、審核施工圖紙，澄清有關(guān)技術(shù)問題，熟習規(guī)范和技術(shù)標準。制定施工安全保證措施，提出應急預案，對施工人員進行技術(shù)交底，對參加施工人員進行上崗前培訓考試合格后持證上崗。(2).外業(yè)準備施工作業(yè)層中所涉及的各種外部技術(shù)數(shù)據(jù)收集，修建生活房屋，配齊生活、辦公實施，滿足主要管理、技術(shù)人員進場生活辦公需要。所需超前地質(zhì)預報儀器應提前進場，按規(guī)定進行標定，并及時存檔。六.組織機構(gòu)6.1.組織機構(gòu)為保證超前地質(zhì)預報工作正常有序開展，項目部建立總工程師負責的管理體系，工程部和安質(zhì)部負責對地質(zhì)預報隊的超前地質(zhì)預報進行日常檢查、指導和重大問題上報工作?？傌撠熑耍喉椖坎靠偣こ處煟撠煶暗刭|(zhì)預報工作組織安排和重大問題的處理，檢測成果審核，制度下一步施工方案。主管部門：項目部工程部、質(zhì)檢部，負責超前地質(zhì)預報全面管理，日常檢查、指導和重大問題上報工作，并參與重大問題的處理和下一步施工方案的制定。超前地質(zhì)預報隊負責人：超前地質(zhì)預報隊負責主管超前地質(zhì)預報組工作，掌握超前地質(zhì)預報工作狀態(tài)，分析和上報有關(guān)超前地質(zhì)預報數(shù)據(jù)和情況，制定處理措施，下達技術(shù)交底資料。及時組織相關(guān)人員開展超前地質(zhì)預報工作，并對超前地質(zhì)預報結(jié)果負責，分析超前地質(zhì)預報數(shù)據(jù)和上報超前地質(zhì)預報動態(tài)?，F(xiàn)場超前地質(zhì)預報成員：超前地質(zhì)預報成員（操作人員和資料員），操作人員負責現(xiàn)場超前地質(zhì)預報具體實施，負責現(xiàn)場預報操作，及時取得超前地質(zhì)預報數(shù)據(jù)；資料員負責超前地質(zhì)預報資料的收集、整理、簽認、匯總和歸檔等資料管理工作。6.2.超前地質(zhì)預報人員配備及分工指揮部設(shè)地質(zhì)預報隊，隊長綜合素質(zhì)必須能達到獨立勝任隧道工程的控制超前地質(zhì)預報和隧道放樣的水平。實行隊長負責制度。實行三級復核制度。本標段共有16個作業(yè)面，計劃配備1個超前地質(zhì)預隊，2個地質(zhì)預報小組。指揮部設(shè)監(jiān)測隊長1名，地質(zhì)工程師2名，在工程部的配合下積極做好所有隧道的超前地質(zhì)預報工作。地質(zhì)預報管理組織機構(gòu)圖見6-1。圖6-1超前地質(zhì)預報管理組織機構(gòu)框圖指揮部指揮部專家顧問審定復核項目總工程師地質(zhì)預報隊長生產(chǎn)及施工保證質(zhì)量監(jiān)督、檢查、資料整理、報告編寫地質(zhì)工程師地質(zhì)預報組架子隊長6.3.隧道超前地質(zhì)預報儀器配置隧道超前地質(zhì)預報儀器為TSP超前地質(zhì)預測預報系統(tǒng)、超前水平地質(zhì)鉆機和地質(zhì)雷達組成超前地質(zhì)預測預報作業(yè)線，科學管理，合理安排滿足全標段隧道超前地質(zhì)預報工作。表6-1超前地質(zhì)預報主要設(shè)備配置計劃表序號設(shè)備名稱型號數(shù)量備注1隧道超前預報儀TSP203plus1套瑞士2地質(zhì)雷達SIR-201臺美國3紅外探水儀HY—3032臺唐山煤科院4智能聲波儀（視情況選用）RSM-SY51臺武漢巖土所5瞬變電磁儀（視情況選用）PROTEM571臺加拿大6水平鉆機XY—1002套中國7高密度電法儀（視情況選）用）WDJD—11套中國8地質(zhì)羅盤、地質(zhì)錘6套北京9數(shù)碼相機CANNON2部日本七.地質(zhì)預報重點內(nèi)容①.不同巖性接觸帶的位置，接觸帶巖體破碎程度、地下水賦存情況；②.斷層破碎帶段的巖體破碎程度及地下水的賦存情況；③.巖溶發(fā)育程度、巖溶水賦存情況；④.煤系地層瓦斯突出情況；⑤.隧道內(nèi)圍巖級別變化趨勢。八.地質(zhì)預方法8.1．隧道區(qū)域調(diào)查隧道區(qū)域進行一次地面地質(zhì)調(diào)查，在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上做好宏觀預報。隧道所在地區(qū)不良地質(zhì)宏觀預報，是以深入的地面地質(zhì)調(diào)查為基礎(chǔ)，通過區(qū)域不良地質(zhì)分析方法，宏觀預報洞體施工可能遇到的不良地質(zhì)類型、規(guī)模、大約位置和方向，宏觀預報施工地質(zhì)災害的類型和發(fā)生的可能性。其主要包括：⑴.隧道地面地質(zhì)調(diào)查它是區(qū)域不良地質(zhì)分析的基礎(chǔ)主要包括：地層地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查、巖漿巖侵入體調(diào)查、水文地質(zhì)調(diào)查。⑵.隧道區(qū)域不良地質(zhì)分析它是隧道所在地區(qū)不良地質(zhì)宏觀預報的依據(jù)。因為大多數(shù)隧道不良地質(zhì)體本身就是區(qū)域地層、地質(zhì)構(gòu)造的一部分。包括：地層層序和特殊巖層分析，構(gòu)造體系、構(gòu)造型式和構(gòu)造分布規(guī)律分析，地應力狀態(tài)分析，巖漿巖侵入體成因、產(chǎn)狀分析等。8.2.隧道洞身不良地質(zhì)體超前地質(zhì)預報 本方案擬采用長期預報和短期預報相結(jié)合的預報形式。即首先采用長期預報預測前方相當長度范圍內(nèi)的地質(zhì)情況，如果發(fā)現(xiàn)異常，在施工進行至異常范圍時采用短期預報方法進行精確預報。長距離預報精度低，但費用低；短距離預報費工費時，但精度高。具體內(nèi)容如下：8.2.1.TSP超前地質(zhì)預報⑴.Ⅳ、Ⅴ級圍巖地段、Ⅲ級圍巖距Ⅳ級圍巖50m外地段，實施TSP-203探測（隧道進出口各扣除50m），配合斷層參數(shù)預測法和地面地質(zhì)體投射法。⑵.TSP-203主要用于超前預報隧道掌子面前方不良地質(zhì)的性質(zhì)、位置和規(guī)模，最大探測距離約為掌子面前方150～200m（具體由地質(zhì)條件、震源能量等決定）。具體施工工藝及原理及TSP203隧道施工超前地質(zhì)預報工作流程圖8-2。①.預報方法原理通常根據(jù)隧道圍巖巖性及其破碎程度、含水豐富程度等情況確定預報頻率。為了準確指導隧道的安全施工，確保超前地質(zhì)預報的準確性，一般每座隧道每掘進150～200m預報一次。其洞內(nèi)測試方法簡述如下：通常情況下，TSP測量剖面是在隧道的左壁或者右壁上布置一系列的微型爆破，測量剖面的選擇主要取決于巖層結(jié)構(gòu)的主導方位。盡管巖層內(nèi)部的大體情況未知，但在隧道壁左右兩側(cè)上安裝一對接收器可提供一些附加信息。簡而言之，使用一個爆破剖面和兩個接收器也是出于經(jīng)濟目的而考慮。②.對地質(zhì)狀況非常復雜的情況，建議使用兩壁爆破剖面測量。上述布置的好處是可將所獲得的地質(zhì)數(shù)據(jù)加以對比和相互校證。⑶.施工隧道超前地質(zhì)預報實施方案①.TSP203超前地質(zhì)預報方法，必要時輔以地質(zhì)雷達方法作詳細、高分辨率探測。②.隧道進洞50米左右便開展預報工作。TSP203測量系統(tǒng)測量組件的標準測量方式如圖8-1所示。圖8-1TSP203系統(tǒng)組件標準測量圖示③.為了保證超前地質(zhì)預報的準確性，按隧道每掘進150～200米預報一次。④.采用TSP203探測系統(tǒng)預報時，現(xiàn)場工作布置如下：Ⅰ.接收器鉆孔布置方法：接收器鉆孔數(shù)量：2個，隧道左、右壁各一個。接收器鉆孔直徑：43-45mm/孔深2m。接收器鉆孔布置：沿軸徑向，向上傾斜5-10度；布置高度：離地面約1米；布置位置：離掌子面大約55米位置。Ⅱ.爆破鉆孔布置方法：爆破鉆孔數(shù)量：在隧道左或右壁面布置24個（根據(jù)巖層走向確定在左或右），根據(jù)實際情況可以選擇18-24個。爆破鉆孔直徑：38mm（20-45mm）/孔深1.5m（最小0.8m.最大2.0m）。爆破鉆孔布置：沿軸徑向，向下傾斜10-20度(水封填炮泥)，相對于隧道壁面傾斜10度；布置高度：離地面約1米；布置位置：第一個鉆孔離接收器約20米，其余炮眼間距1.5米（最遠2米）。TSP203探測系統(tǒng)可預報施工隧道掌子面前方以下不良（或特殊）地質(zhì)問題：1）軟弱巖層的分布;2）斷層及其破碎帶;3）節(jié)理裂隙發(fā)育帶;4）含水情況;5）空洞;6）圍巖類別，即可以預測即將開挖隧道相關(guān)地質(zhì)結(jié)構(gòu)及其周圍地質(zhì)狀況，同時也可以對力學參數(shù)（動態(tài)彈性摸量、剪切摸量、泊松比、密度、彈性縱波速度、彈性橫波速度等）進行評估，有利于及時預報隧道掌子面前方的地質(zhì)狀況，以便正確指導隧道施工。TSP探測技術(shù)配合斷層參數(shù)預測法和地面地質(zhì)體投射法，各種方法之間相互驗證，預報精度、質(zhì)量較好。8.2.2.短期預報方法全隧道實施全斷面地質(zhì)素描，斷層區(qū)段配合應用地質(zhì)雷達、紅外線探水儀探測。圖8-2TSP203隧道施工地質(zhì)超前預報工作流程圖上述方法為短期預報方法，短期超前地質(zhì)預報圖8-2TSP203隧道施工地質(zhì)超前預報工作流程圖⑴.地質(zhì)素描法用于短期地質(zhì)預報，方法簡單，但作用重大。本方法在掌子面和隧道兩壁出露的巖層與地表某段巖層證為同一和確認標志層的前提下，用地表巖層的層序預報掌子面前方將要出現(xiàn)的巖層；依據(jù)掌子面已揭露的不良地質(zhì)體的產(chǎn)狀和單壁始見的位置，求得條帶狀不良地質(zhì)體在隧道掌子面前方消失的位置。⑵.地質(zhì)雷達探測屬于電磁波物探技術(shù)。電磁波通過天線向地下發(fā)射，遇到不同阻抗界面時，將產(chǎn)生反射波和透射波。接收機利用分時采樣原理和數(shù)據(jù)組合方式，把天線接收的信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，主機系統(tǒng)再將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號或彩色線跡信號，并以時間剖面的形式顯示出來，供解譯人員分析不良地質(zhì)體的確切位置和規(guī)模。⑶.紅外線探水法通過探測曲線的變化可探測出掌子面前方災害源的存在，如含水斷層及其破碎帶等。當隧道外圍某一空間存在災害源時（含水裂隙、含水構(gòu)造和含水體），災害源自身的紅外輻射場就要疊加在正常場上，使獲得的探測曲線上某一段發(fā)生畸變，其畸變段稱為紅外異常場，由于到場源的距離不同，畸變后的場強亦不同，其物理意義是隧道外圍存在災害源。8.2.3.超前鉆探確定的斷層破碎帶，可能的大涌水區(qū)段實施不少于20m的超前鉆探。超前鉆探是超前地質(zhì)預報技術(shù)體系主要組成部分，占有重要的地位，具有不可替代的作用。超前鉆探在隧道洞身長期、短期超前地質(zhì)預報的基礎(chǔ)上進行，側(cè)重長期、短期超前地質(zhì)預報已經(jīng)基本認定的主要不良地質(zhì)區(qū)段。為充分利用鉆孔信息，可利用鉆孔做跨孔聲波探測和聲波CT。超前鉆探的布孔數(shù)量，視不良地質(zhì)的性質(zhì)和可能發(fā)生施工地質(zhì)災害的嚴重程度來決定。對于較大的斷層破碎帶，布置1孔至多2～3孔即可達到目的布孔的位置。2.3.1.實施超前地質(zhì)預報的一般程序總結(jié)前述方案，依據(jù)隧道的具體地質(zhì)情況，確定隧道實施超前地質(zhì)預報的一般程序如下圖8-3：第一步：隧道所在地區(qū)地質(zhì)分析與宏觀預報這是超前地質(zhì)預報的第一步重要工作程序。對于隧道來說，主要包括區(qū)域地質(zhì)資料的收集、分析和少量隧道臨近地區(qū)的地表地質(zhì)調(diào)查、分析。在地質(zhì)分析的基礎(chǔ)上，進行宏觀預報。第二步：隧道施工過程中的長期超前地質(zhì)預報在宏觀預報的指導下，主要應用TSP-203、瞬變電磁儀，配合斷層參數(shù)預測法和地面地質(zhì)體投射法，進行掌子面前方100m～150m的超前地質(zhì)預報。第三步：隧道施工過程中的短期超前地質(zhì)預報在隧道長期超前地質(zhì)預報的基礎(chǔ)上，對長期超前地質(zhì)預報確定的異常區(qū)段，不良地質(zhì)分布區(qū)段，主要應用地質(zhì)雷達、紅外線探水儀和聲波探測儀等儀器設(shè)備、掌子面編錄預測法和地質(zhì)前兆預測法等方法實施掌子面前方15～30m的短期超前預報。區(qū)域地質(zhì)資料收集地面地質(zhì)調(diào)查區(qū)域地質(zhì)資料收集地面地質(zhì)調(diào)查隧道設(shè)計說明書研究地質(zhì)分析隧道不良地質(zhì)宏觀預報隧道洞身不良地質(zhì)長期超前預報斷層參數(shù)預測法TSP-203探測隧道施工過程中的短期地質(zhì)超前預報不良地質(zhì)