杨林隧道进口地质超前预报

昆明绕城高速公路东南段A2工区杨林隧道进口地质超前预报方案编制：审核：审批：中铁十四局昆明绕城高速东南段A2工区经理部二零一四年九月十五日目录第一章编制依据........................................................11、编制依据.........................................................1第二章工程概况.........................................................11、工程概况.........................................................12、工程、水文地质....................................................23、设计标准.........................................................2第三章杨林隧道地质超前预报方案...........................................21、超前地质预报的目的................................................22、超前地质预报的原则................................................33、隧道地质超前预报信息与预报流程......................................43.1直接性地质信息资料................................................43.2间接性地质预报信息...............................................53.3地质信息预报流程.................................................64、隧道地质超前预报方法..............................................74.1TSP超前预报法...................................................74.2地质雷达法的原理与方法.......................................174.3地质工程师判断法.................................................214.4隧道地质超前预报措施.............................................225、隧道地质超前预报拟投入的仪器设备...................................23第四章隧道地质超前预报安全、质量保证措施.................................241、安全保证措施.....................................................242、质量保证措施.....................................................241第一章编制依据1、编制依据（1）中华人民共和国行业标准《公路隧道设计规范》JTGD70-2004；（2）《公路工程地质勘察规范》(JTGC20-2011)（3）中华人民共和国行业标准《公路隧道施工技术规范》JTGF60-2009；（4）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）（5）《岩土工程勘察规范》（JB50021-2001）；（6）中华人民共和国《工程建设标准强制性条文》；（7）《爆破安全规程》GB6722-2003（8）《工程测量规范》GB50026-93；（9）《岩土工程安全监测手册》，中国水利水电出版社；（10）合同文件、交通部现行施工技术规范、工程质量检验评定标准、规则、规程。业主交付的三阶段施工图设计及其它设计文件。第二章工程概况1、工程概况杨林隧道为本项目工程重点单位工程，为双线分离式双向六车道公路隧道。杨林隧道起讫里程为左线：ZK13+250-ZK22+712，全长9462m，本工区承揽K13+250-ZK19+740，总长6490m；右线：K13+270-K22+680，全长9410m，本工区承揽K13+270-K19+740，总长6470m。负责施工段隧道围岩级别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级，隧道左线Ⅲ级3000m，Ⅳ级2715m，Ⅴ级775m；右线Ⅲ级3000m，Ⅳ级2813m，Ⅴ级657m。在ZK17+300处设斜井一座，斜井长1052m。斜井坡度为-11.615%。在ZK18+165处设通风竖井一座。隧道设人行横洞8道，车行横洞8道。22、工程、水文地质（1）沿线地形地貌特征杨林隧道位于昆明市嵩明县，属云贵高原一部分，区域地形属于中山侵蚀切割地貌，高原面轮廓基本清晰，微地貌属于高原台地与侵蚀沟谷并存，碳酸盐分布区具有岩溶地貌特征，区域海拔高程1767～2400m，相对高差633m，隧道最大埋深约452m。（2）地质岩性隧址区地层岩性较齐全，从远古界-新生界第四系均有出露。隧道穿越断层两条，均属区域南北向断裂的次级断裂。属于火头村—大东山断层和草子坡—落水洞断层。该区域构造运动较为强烈，地震动峰值加速度大于等于0.4g，地震动反应谱特征周期为0.4s，地震烈度为IX度。（3）水文地质本线路区域内根据地形地貌、地层结构及地下水赋存条件，地下水类型可划分为：松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水三类，赋存于不同时代的地层中，形成不同类型的地下水相互联系、互为补给的水文地质单元。地下水主要靠大气降水和地表河流补给，顺沿线河谷排泄。3、设计标准公路等级：高速公路隧道净宽：14m隧道净高：5.0m设计速度：80km/h；设计荷载：公路Ⅰ级第三章杨林隧道地质超前预报方案1、超前地质预报的目的杨林隧道进口超前地质预报技术主要包括常规地质方法、工程物探方法3等,在预报时一定要结合隧道掌子面前方的具体情况进行合理设计,进一步拓宽隧道超前地质预报概念的含义。特别是在复杂地质条件隧道施工过程中,在加强工程地质分析的同时,应结合工程物探对隧道不良地质进行超前地质探测预报研究,为工程设计及施工提供工程地质资料。避免工程地质灾害，从而保证施工安全。超前地质预报的主要目的为：（1）预报开挖掌子面前方的岩性变化或围岩类别；（2）掌子面前方可能出现的地质断层及岩石破碎带的情况；（3）掌子面前方软岩地段的位置和长度；（4）开挖段前方岩体是否含水及可能的涌水情况等。（5）通过对隧道洞身范围内（特别是掌子面前方）的岩体破碎地段、断层发育等不良地质的预测和分析，给掌子面的开挖提供重要的指导。2、超前地质预报的原则根据隧道工程线路长度、地质条件等实际情况，坚持超前地质预报“三结合”和风险划分原则，即“地质与物探、钻探结合，洞内外结合，长短及不同物探方法结合”，在对隧道风险分级的基础上，采用相对应的预报方案。（1）地质与物探、钻探结合地质分析工作是超前地质预报工作的基础和重要环节，在较好了解地质情况的基础上，才能使物探的解释结果更接近真实情况，大大减少物探多解性带来的难题，离开了地质的物探极易偏离真实的地质，离开了物探的地质就很难将施工超前地质预报工作细化。（2）洞内外结合野外地质调查与洞内地质素描和洞内预报成果相结合，即宏观地质分析与具体的施工超前预报相结合。（3）长短及不同物探方法结合长期超前预报探测距离较长，但准确性稍差，短期超前预报探测距离较短，但准确性较高，两者的结合可以取长补短，有效提高超前地质预报的准4确性；各种物探方法各有千秋，单独采用一种方法往往精度达不到要求。而不同物探方法的结合，则可以互相取长补短，有效提高超前地质预报的准确性。3、隧道地质超前预报信息与预报流程隧道施工中，超前地质预报信息主要分两大类，一类是直接资料，二是间接资料。各类地质预报资料组成分述如下：3.1直接性地质信息资料直接性地质资料主要包括：基础地质资料、地表地质调查资料、掌子面地质素描。（1）基础地质资料基础地质资料主要有区域性地质资料、隧道勘测资料、隧道设计资料。所有这些资料，在预设计阶段，勘测设计单位都会有成套、系统资料，以供参考。①区域性地质资料区域性地质资料，一般从地质部门或有关部门获取。有关当地的地质史料、地质勘测资料、气象资料，可以从宏观上了解隧道所在地的地质和水文情况。②隧道勘测和设计资料在隧道的可行性和勘测设计阶段，针对隧址进行钻探所获取的地质资料是隧道设计的主要依据。所有这些资料，对于选择开挖方式和开挖作业安排，都是极其重要的直接地质资料。（2）地表地质调查资料在杨林隧道野外勘测时，可依此调查到的地面水系分布、裸露岩石的岩性、地层产状，岩石的风化程度等，推断隧道处的地质状况，作为施工作业时重要参考资料。在隧道施工开始以后，项目人员应多次对杨林隧道进口的地质进行地质调查工作，在已有地调资料基础上，对设计书中指出的大断裂5构造与节理发育的地段，应用地面地质体投射法超前预报技术，将地面地质界面投影到隧道位置，对施工开挖面前方的可能不良地质区域作到心中有数。（3）掌子面地质素描在隧道开挖作业过程中，对已开挖的洞段和掌子面实际地质情况，不间断地记录其围岩性、结构、产状、断层、节理、溶洞、岩石风化、水文实况，并附以草图，是判断围岩级别的最直接资料，也是用以推断掌子面进深方向围岩状况的主要参照物，也是推断进深向的地质状况的边界条件。3.2间接性地质预报信息间接性地质资料，主要是通过物探技术来获取隧道岩石物理性质参数，再结合直接地质信息来获取隧道施工掌子面前方一定距离内的围岩类别和地质结构分布图。在隧道超前预报工作中，物探工作采用了长短结合的工作方式。长距离使用TSP203地震系统，一次完成80～150m的地质预报，在此基础上再使用GPR雷达预报法进行15～30m的短距离跟踪预报，两种方法相互对比和印证，可大大提高隧道围岩物性分析的准确率。TSP203系统预报范围大，可预报距离40m～200m，操作相对较简单，适用范围广，无须面对掌子面，可对大的地质界面作出较准确的空间定位，同其他预报方法相比，它提供的技术成果丰富，分辨率可达到0.5m，对地质体识别的准确度较高。可以探测出以下地质条件的位置、规模和性质。其使用主要功能有：①软弱岩层的分布状况；②断层及其影响带；③裂隙发育带状况；④含水情况；⑤围岩类别。使用GPR地质雷达法进行超前地质预报，虽然探测距离较短，但进行一次超前预报仅需30～40min，基本不干扰隧道施工，并且雷达法特别适合于探测溶洞、富水带、破碎带，特别适合于开展跟踪预报，既是对TSP预报法的一种补充，同时也是一种验证的手段。63.3地质信息预报流程在杨林隧道施工准备阶段，首先收集基础性地质信息，然后，在施工过程中，不断获取直接或间接地质信息，结合掌子面地质素描，及时修改开挖方法，修改支护设计，以保证开挖作业安全进行。从这个意义上讲，这就是隧道设计动态化，开挖作业信息化。为了使获得的信息充分发挥作用，必须对其进行分析、研究，去粗取精，去伪存真，按照规定的渠道进行信息传递。在隧道施工过程中建立良好的地质预报信息传递流程。（1）掌子面地质描述的意见在隧道洞内对新的掌子面进行观察，绘制观察图示或利用数码像机摄影，对围岩做出恰当的评价，同时根据围岩类别完善支护体系，调整施工方案。掌子面地质描述，应当具体记录以下各项内容，并描绘出掌子面素描图。·地质状况及其分布、性质和掌子面自稳状况；·围岩的软硬、节理、裂隙间距及方向；·断层分布、走向、风化程度；·涌水、突泥地点，涌水量及其状态；·软弱岩层的分布和厚度；·其他。（2）掌子面地质描述方法①地质现场记录卡地质现场记录卡，主要描述掌子面立面围岩状况。其格式形式多种多样，但多采取图文并茂方式。杨林隧道工程，应使用规定的格式，记录每进