隧道超前地质预报施工技术交底(一工区)

技术交底书ZT1101JL11-02施工单位：中铁十一局集团有限公司安六铁路项目部编号：主送单位一工区页数工程名称隧道工程工程部位超前地质预报施工编制：复核：签收：年月日注：“技术交底书”一式两份，一份交工区，一份留存指挥部备查，并办理交接手续。第1页共25页交底内容：新建安顺至六盘水铁路站前工程ALTJ-4标段一工区隧道超前地质预报施工1编制依据《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）《高速铁路隧道工程施工技术规程》（Q/CR9604-2015）《铁路隧道超前地质预报技术规程》（Q/CR9217-2015）2适用范围适用于一工区隧道超前地质预报施工。表2.1安六一工区隧道工点统计表序号结构物名称起点里程终点里程隧道长度(m)1王家麻窝隧道DK105+300DK105+9356352何家岩隧道DK108+186DK110+09519093明硐一号隧道DK110+685DK111+84611614明硐二号隧道DK111+990DK112+175185表2.2安六一工区隧道超前地质预报统计表序号项目类别单位王家麻窝隧道何家岩隧道明硐一号隧道明硐二号隧道1地质调查法地质调查m635190911611852地质素描m635190911611853地质作用m635190911611854超前水平钻探发加深炮孔m4500286351708519355Φ89超前钻孔m2160687241003786Φ89超前钻孔（取芯孔）m7207物探法地震波反射法m720229113671848地质雷达m13671269红外探水m10基底探测m19091161185技术交底书ZT1101JL11-02施工单位：中铁十一局集团有限公司安六铁路项目部编号：主送单位一工区页数工程名称隧道工程工程部位超前地质预报施工编制：复核：签收：年月日注：“技术交底书”一式两份，一份交工区，一份留存指挥部备查，并办理交接手续。第2页共25页3施工工艺及流程3.1超前地质预报目的1）进一步查清隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件，指导工程施工的顺利进行；2）降低地质灾害发生的机率和危害程度；3）为优化工程设计提供地质依据；4）为编制竣工文件提供地质资料。3.2超前地质预报方法及工艺流程本工区隧道施工超前预报主要采用地质调查法、物探法、超前钻探法。施工地质预报是一项系统性的工作，需纳入施工工序。根据以上原则，制定具体预报方案如下：（1）地面调查：对隧道范围内地形、地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件，不良地质作用等进行进一步的全面核查。（2）洞内地质素描：对隧道全段（包括正洞、辅助坑道），进行地质素描。（3）TSP超前探测：采用TSP超前探测，重点查明隧道岩体完整性，软弱结构面，断层破碎带，裂隙发育带规模、大小、发育位置，对隧道进行贯穿性探测。（4）红外探水法：采用红外线探测仪对隧道前方掌子面水文地质条件进行探测，宏观掌握掌子面前方短距离（大约30m）范围内的富水带位置及富水情况。（5）地质雷达探测：采用地质雷达对可溶岩段、向斜核部、侵入接触带、软硬岩接触带、断层及其影响带或TSP超前探测发现的异常地带，进行短距离精确探测，精确查明岩溶裂隙发育位置、大小规模、形态、充填及富水状况以及断层破碎带、裂隙发育带位置、规模、接触带岩体完整性等工程地质及水文地质条件。（6）超前地质钻孔：对于隧道可溶岩岩溶弱发育段，采用一孔超前探孔贯通，对于技术交底书ZT1101JL11-02施工单位：中铁十一局集团有限公司安六铁路项目部编号：主送单位一工区页数工程名称隧道工程工程部位超前地质预报施工编制：复核：签收：年月日注：“技术交底书”一式两份，一份交工区，一份留存指挥部备查，并办理交接手续。第3页共25页岩溶中等～强烈发育及复杂地段（勘察期间发现的断层破碎带、褶皱地段、沟谷地段、可溶岩与非可溶岩接触带、裂隙发育带、岩脉出露带及其他预报手段探测到的异常地段）必要时采用多孔探测；重点复杂地段（其他预报手段探测到的重大异常地段）采用超前地质探孔进行超前验证探测。（7）掌子面加深炮眼：利用在隧道开挖工作面上炮眼钻孔，选择3～5个钻孔加深3m以上，探测掌子面前方的地质情况。4施工超前预报工艺流程隧道施工超前地质预报工作采用长短结合、上下对照、定性与定量相结合，多方法、多频次相互印证的原则，进行综合施工超前地质预报。针对沿线各隧道洞身段地质复杂程度，主要采取以地质分析为基础、物探方法结合钻探方法为手段，宏观预报（地表调查）、中长距离预报（TSP预报）、短距离预报（表面地质雷达、红外线预报、超前地质钻孔和加深炮眼）相结合的预报体系。超前地质预报流程见图4.2。技术交底书ZT1101JL11-02施工单位：中铁十一局集团有限公司安六铁路项目部编号：主送单位一工区页数工程名称隧道工程工程部位超前地质预报施工编制：复核：签收：年月日注：“技术交底书”一式两份，一份交工区，一份留存指挥部备查，并办理交接手续。第4页共25页图4.1预报工艺流程4.1地质调查1）调查目的核对勘测资料，掌握隧道所在地区的地层岩性、地质构造、不良地质及水文地质情况，为隧道内地质预报提供方向性的依据。2）调查范围根据勘察单位提供的隧道工程地质图，调查范围主要为隧道进出口及隧道中线两侧各1～2.5km的范围。技术交底书ZT1101JL11-02施工单位：中铁十一局集团有限公司安六铁路项目部编号：主送单位一工区页数工程名称隧道工程工程部位超前地质预报施工编制：复核：签收：年月日注：“技术交底书”一式两份，一份交工区，一份留存指挥部备查，并办理交接手续。第5页共25页3）调查内容⑴地层岩性主要调查地层的地质时代、岩层厚度、层间结合程度、岩层产状、岩性、岩石硬度、风化程度等。⑵地质构造主要调查破碎带及节理裂隙特征。破碎带宽度、破碎带的成分、破碎带的含水情况以及与隧道的关系；节理裂隙的组数、产状、间距、充填物质、延伸长度、张开度及节理面的起伏情况，节理裂隙的组合状况。⑶不良地质主要调查岩溶的发育程度及发育规模；隧址内滑坡的性质、规模、以及对隧道的影响；断层破碎带、岩性接触带、膨胀页岩的分布范围及规模。⑷地下水的特征调查隧道范围内的泉水、井水、水塘、水库、沟水、河水及其水量、水文、水质的变化等。图4.1地质调查常用工具技术交底书ZT1101JL11-02施工单位：中铁十一局集团有限公司安六铁路项目部编号：主送单位一工区页数工程名称隧道工程工程部位超前地质预报施工编制：复核：签收：年月日注：“技术交底书”一式两份，一份交工区，一份留存指挥部备查，并办理交接手续。第6页共25页4.2地质素描地质素描是隧道开挖后及时记录隧道洞身和掌子面地质情况的一种方法，它是地质调查的细化和补充，结合勘察和地质调查取得的地质资料，可以对隧道掌子面前方地质情况进行预测，并提出工程措施意见，同时为隧道运营维护提供全面准确的地质资料。1）素描内容⑴地层岩性描述洞内地层、地质时代、岩层厚度、层间结合程度、岩层产状、岩性、岩石硬度、风化程度等。核对地层界线在隧道洞身的实际位置。⑵地质构造确定各断层带以及主、次断层（包括影响带）的位置及与隧道的关系，描述各断层的产状、宽度、富水程度、断层带的物质组成及其胶结程度。对洞内岩体节理、裂隙进行定性及定量统计量测，查明其性质、组数、产状、间距、延伸长度、张开宽度、粗糙程度、蚀变情况、密度、地下水及充填情况，以及节理裂隙的组合状况等，并分析优势结构面对围岩稳定性的影响。⑶岩溶描述岩溶规模、形态、位置、所属地层和构造部位，充填物成分、状态，以及岩溶展布的空间关系。⑷特殊地层膨胀岩层等应单独进行描述。对存在的有害气体及放射性危害，应分析描述危害源存在情况。⑸塌方应记录塌方部位、方式与规模及其随时间的变化特征，并分析产生塌方的地质原因及技术交底书ZT1101JL11-02施工单位：中铁十一局集团有限公司安六铁路项目部编号：主送单位一工区页数工程名称隧道工程工程部位超前地质预报施工编制：复核：签收：年月日注：“技术交底书”一式两份，一份交工区，一份留存指挥部备查，并办理交接手续。第7页共25页其对继续掘进的影响。⑹地下水的特征围岩的透水性，出水点位置、出露形态（渗水、滴水、滴水成线、股水（涌水）、暗河）水量、水压、水温、水色、悬浮物（泥砂等）测定；出水点和地质环境（地层、构造、岩溶、暗河等）的关系；进行地表相关气象、水文观测，判断洞内涌水与地表径流、降雨的关系；必要时进行水样分析。⑺其他在对岩体受构造影响程度、节理发育程度、岩体完整程度、富水程度及围岩稳定状态等进行详细编录的基础上，对围岩级别及其他地质参数进行修正，并提出有针对性的支护、衬砌或超前加固措施意见。对重点地段，如岩溶、断层、节理密集带、岩性接触带、地下水富集带、岩性变化频繁或软硬相间及掌子面地质情况与原设计地质条件出入较大等重点地段，除地质编录外，还要进行必要的地质调绘和测试。2）围岩稳定性评价和预报根据地质素描得到地层岩性、地质构造、不良地质、水文地质特征等，判定围岩完整性和围岩分级，结合勘察和地质调查取得的地质资料预测隧道前方地质情况。3）资料提交每循环开挖后对拱顶、掌子面和左右边墙进行地质编录，并进行数码摄像。编录的原始记录、图、表当天整理（绘制）。施工一定距离后，作出分段（60m/张）完善的地质展示图和总结。技术交底书ZT1101JL11-02施工单位：中铁十一局集团有限公司安六铁路项目部编号：主送单位一工区页数工程名称隧道工程工程部位超前地质预报施工编制：复核：签收：年月日注：“技术交底书”一式两份，一份交工区，一份留存指挥部备查，并办理交接手续。第8页共25页图4.2地质素描示意图4.3TSP超前地质预报TSP超前地质预报系统是专门为隧道和地下工程超前地质预报研制开发的在这个领域最先进的设备，它能方便快捷地预报掌子面前方较长范围内的地质情况，它弥补传统地质预报方法只能定性预报无法定量预报的缺陷，为更准确的地质预报提供了一种强有力的科学方法和工具，它不仅可以及时地为隧道施工变更施工工艺提供依据，而且可以减少隧道施工中突发性地质灾害的危险性，为隧道施工提供施工更安全保障，减少人员和设备的损伤，同时也就带来很大的经济效益。TSP每次可探测100～200m，为提高预报准确度和精度，采取重叠式预报，每开挖100m～150m预报一次，重叠部分(不小于20m)对比分析，每次探测结果与开挖揭示情况对比分析。（1）TSP的基本原理隧道地震波超前预报方法是利用地震波在不均匀、不连续地质界面产生反射，实现隧技术交底书ZT1101JL11-02施工单位：中铁十一局集团有限公司安六铁路项目部编号：主送单位一工区页数工程名称隧道工程工程部位超前地质预报施工编制：复核：签收：年月日注：“技术交底书”一式两份，一份交工区，一份留存指挥部备查，并办理交接手续。第9页共25页道地质超前预报的目的。地震波震源采用小药量炸药震源，激发孔在洞壁一侧沿直线布置，一般采用24个炮孔激发，激发炮点的数量与采集的地震波信息量有关。地震波接收器安置在孔中，采取左右洞壁各布置一个接收器的原则。地震波在岩体中以球面波形式传播，当地震波遇到弹性波阻抗存在差异的界面时，例如地层界面、节理面、特别是断层破碎带、溶洞、暗河、岩溶陷落柱、岩溶淤泥带等不良地质，一部分地震信号反射回来，一部分信号透射进入前方介质继续传播，在传播过程中重演着反射与透射的不断过程，陆续反射回来的地震波信号被仪器设备采集下来。地震反射波信号的旅行时间与距离成正比，与传播速度成反比，通过分析各种波型的传播时间、波形特征和强度变化，实现预报隧道掌子面前方地质条件的目的。图4.3-1TSP超前地质预报原理技术交底书ZT1101JL11-02施工单位：中铁十一局集团有限公司安六铁路项目部编号：主送单位一工区页数工程名称隧道工程工程部位超前地质预报施工编制：复核：签收：年月日注：“技术交底书”一式两份，一份交工区，一份留存指挥部备查，并办理交接手续。第10页共25页(2)炮孔布置原则炮孔水平布置、间距1.5m、距隧底高1m、孔深1.5