隧道超前地质预报方案

杭长（沪昆）铁路客专湖南段Ⅱ标段隧道超前地质预报施工方案中国中铁编制：审核：审批：中铁三局集团沪昆客专杭长湖南段第四项目分部二0一0年七月目录1.工程概况..................................................................11.1工程概况.............................................................11.2.工程地质............................................................11.3.水文地质............................................................11.4.超前地质预测、预报的重要性..........................................12、超前地质预报组织机构及职责...............................................23.超前地质预测、预报总体方案................................................33.1预测、预报原则.......................................................33.2预测、预报总体方案...................................................34.地质超前预报时间安排......................................................45.地质预报主要设备..........................................................46.超前地质预报方法和手段....................................................56.1.地质分析方法........................................................56.2.加深炮孔............................................................66.3有效利用管棚钻孔.....................................................77.超前地质预报成果..........................................................77.1分段地质预报成果表...................................................77.2地质预报成果处理.....................................................77.3隧道贯通后提供的资料.................................................78.其它......................................................................81超前地质预报施工方案1.工程概况1.1工程概况我隧道作业队共承担5座隧道施工任务，其中正线隧道三座：曾家岭一号隧道DK913+680～DK913+852，长172米；曾家岭二号隧道DK914+108～DK914+607，长499米；平丰隧道DK916+120～DK916+297，长177米。三座隧道均为双线隧道，总长848米。1.2.工程地质管段内隧道所经地区属低山丘陵地貌，地形波状起伏，地面相对高差小于50米。其岩石石质多为网状粉质粘土，偶见石英砾石，节理裂隙发育。隧道埋深较浅，且岩性泥质胶结易破碎，已成坍塌、掉块。隧道地质全部属于Ⅴ级围岩，曾家岭一号隧道基岩裸露，为粉砂岩，节理裂隙发育，地下水不发育。曾家岭二号隧道、平丰隧道的丘坡表层为网纹状粉状粘土，谷地表层为粉质粘土，下伏泥质粉砂岩，泥质交结，节理裂隙发育，地下水不发育。1.3.水文地质水量主要靠大气降水及基岩裂隙水补给，水量不丰富。沿途未见水库。1.4.超前地质预测、预报的重要性隧道在施工过程中通过超前地质预报，报告施工工作面前方工程地质，水文地质情况，为施工提供可靠有效的地质资料。通过超前地质预报，预测可能引发隧道地质灾害的不良地质体位置、规模和性质，并根据地质预报成果，提出相应的技术措施与可行性建议，降低地质灾害发生机率，确保隧道工程施工人员和设备的安全，进而提高经济效益。22、超前地质预报组织机构及职责成立专业的超前地质预报小组，详见“超前地质预报组织机构框图”，配置物探、水文、地质、试验专业人员并配备先进的预测、预报设备和仪器，进行超前地质预报工作。在施工过程中积极开展多种方式、方法相结合的长短期超前地质预测预报，并依据超前地质预报数据、开挖揭示的地质情况和监控量测数据，修改完善围岩分级，有效地对前方不良地质做出准确预报，保证施工生产的安全和正常进行。超前地质预报组织机构框图职责分工如下：隧道工程师李旺任组长：全面负责超前地质预报工作；技术室主任任副组长：组织工程地质、水文地质、物探及试验等专业组成人员进行超前地质预报日常工作；工程地质：负责隧道的地质结构、岩性分析，并对前方地质特征做出推断；总工程师：马立敬组员：狄方国组员：李富雄组员：徐存均组员：杨俊荣组员：张杰组员：郑怀方组长：李旺组员：青海波3水文地质：负责水文地质分析，并对前方水文地质特征做出推断；物探专业：负责物探测试分析工作；试验专业：负责岩、土、水样的测试、试验工作。3.超前地质预测、预报总体方案3.1预测、预报原则将超前地质预报纳入施工工序，做到先探测、后施工，不探测，不施工。探测时采用多种探测方法优势互补。3.2预测、预报总体方案根据隧道设计图施工说明，隧道复杂程度等级划分为简单，施工时采取加深炮孔探测、地质素描综合手段进行施工预测、预报工作，隧道工程地质复杂程度分级及预测预报措施和工作量见下表。表1.地质复杂程度分级及预测预报措施名称里程长度（m）地质影响因素隧道复杂程度分级预测预报措施平丰隧道DK916+120～+297177泥质粉砂岩简单加深炮孔、地质素描全～强风化曾家岭二号隧道DK916+108～+607499泥质粉砂岩简单地质素描全～强风化曾家岭一号隧道DK916+680～+852172泥质粉砂岩简单地质素描全～强风化4表2.超前地质预报工作量统计表（单位：米）长度超前地质预报工作量正洞辅助导坑地质素描弹性波反射法TSP20或GP12地质雷达超前钻探加深炮孔177/177///192499/499////172/172////表3地质超前预报计划安排表地质预报项目单位测量频率加深炮孔次每次掌子面开挖地质素描隧道延米每次开挖后进行4.地质超前预报时间安排地质超前预报是隧道施工中的一个重要环节，作为一项工序纳入隧道施工中去。根据地质超前预报工作量、预测频率及每次开挖支护循环进尺，可以推算每循环各项地质预报所需时间。各种超前预测预报每次使用时间表见表4每循环各分项地质预报使用时间表表4序号预报项目每循环使用时间（min）1地质素描102加深炮孔405.地质预报主要设备超前地质预报主要设备配见下表5：5超前地质预报主要设备配置表表5序号设备名称型号数量1地质罗盘仪4套2笔记本电脑IBM1台3凿岩风钻YT282台6.超前地质预报方法和手段为了搞好超前地质防水预测预报和快速查明隧道围岩及地下水情况，采用科学的方法和手段；主要用地质分析法和加深炮孔法。两种方法有机结合，综合应用，相互印证，从不同方面发现异常、揭示异常情况，组成地质超前预报完整的技术体系，达到判释准确。6.1.地质分析方法地质分析法有地质调查和隧道开挖面地质素描两种方法。地质调查：对地貌、地质进行调查与地质推理相结合的方法有针对性的补充地质资料。补充地质资料的主要内容包括：不同岩性、地层在隧道地表的出露及接触关系，岩层产状及变化情况；构造在隧道地表的出露、分布、性质、变化规律及产状变化；地表岩溶发育情况和分布规律。地质调查方法：地质预报组人员根据建立的标准地层剖面，结合地质岩性变化规律，确定各岩层层序、产状、厚度、位置。对地质构造进行跟踪调查后，展开有针对性的地质调会，详细核对勘察设计资料，为地质预报做好基础工作。隧道开挖面地质素描：地质预报人员对隧道开挖面的地质状况作如实的调查和编录，采集必要的数据，具体包括：开挖面地层、岩性、构造节理发育程度及开挖面渗水、水的来源流量等。受构造影响程度、围岩稳定状态等进行编录。地质素描方法和预报成果见表7。6表7地质素描方法和预报成果序号方法形成成果1用罗盘仪，洞内观察等方法，实测岩层产状、节理产状、微构造产状、断层层面产状等资料，采取分段测绘。分析岩体各种参数，对开挖面地质评价，绘制常规地质预报展示图和分段地质预报书。2绘制标准地层剖面和岩层位预报预测软弱岩层的位置，围岩稳定况，提出施工措施建议。3观察开挖面断层及微构造出露情况、量测岩层产状分析断层、微构造的产出的规律和在开挖面的部位、构造走向与隧道轴线关系，作出地质预报图。6.2.加深炮孔加深炮孔是一种传统而可靠的工程地质探测方法，具有研判准确，直观的优点。针对本隧道围岩特点，采用加深炮孔方法进行探测。加深炮孔可根据需要探测和了解隧道开挖前方几米范围内围岩的工程地质情况；通过钻孔了解和释放影响隧道掘进施工的地下水；通过加深炮孔观察和分析对隧道开挖前方的不稳定岩层进行准确定位。加长炮孔按双层布置，钻眼深度比开挖进尺深度长3米，隧道爆破开挖时难免出现哑炮，为了确保安全，钻眼时不得在原有残眼位置打钻。加深炮孔方法是在钻进过程中，从钻进的时间、速度、压力、冲洗液的颜色、成分以及卡钻、跳钻等和岩性、构造性质及地下水等情况掌握地质条件。综合不同位置钻孔的钻进时间变化曲线，大致确定岩层的规模和产状。超前地质探孔布置见图1。7图1超前地质探孔布置图6.3有效利用管棚钻孔隧道洞口设计长管棚，可以有效利用长管棚钻孔，根据钻进的时间、速度、压力、冲洗液的颜色、成分以及卡钻、跳钻等和岩性、构造性质及地下水等情况掌握地质条件。7.超前地质预报成果7.1分段地质预报成果表根据施工进展情况，结合地质条件，分段提出预报成果。在预报完成24小时内，将预报成果报监理单位。预报成果表格式见附表1。7.2地质预报成果处理隧道地质预报成果完成后进行分析，如果地质情况与设计相符，可严格按设计进行施工，如果发现有特殊地质或与设计情况不符时，应立刻启动隧道防坍塌应急预案，同时上报监理单位和建设单位，申请设计变更。7.3隧道贯通后提供的资料7.3.1原始资料地质素描，现场各种观测调绘记录，岩石物理力学试验图表，岩性鉴定、探1探2开挖轮廓8水质分析报告等，每次预报原始通知书，效果检查报告，并整理成册。7.3.2正式成果全隧道地质素描图册和实际地质纵断面图及成果报告7.3.3重大预报次数和预报效果统计表对施工影响大的地质问题进行预报应提出预报根据和对施工的影响程度，开挖后进行总结。预报效果统计表是对每次预报成功和失败的评价，以此作为检查超前地质预报准确度的根据。7.3.4全隧道代表性岩石标本。8.其它8.1统一记录内容和图表格式。8.2超前地质预报随施工连续，及时收集资料、整理分析、预报直之隧道贯通。8.3将地质预报纳入施工工序，统一安排，确保施工、预报两不误。