川藏公路隧道施工地质超前预抱工作

1TSP203及地质雷达隧道施工地质超前预报方案一、隧道施工超前预报的目的预报施工隧道掌子面前方以下不良（或特殊）地质问题：1）软弱岩层的分布，2）断层及其破碎带，3）节理裂隙发育带，4）含水情况，5）空洞，6）围岩类别，即可以预测即将开挖隧道相关地质结构及其周围地质状况，同时也可以对力学参数（动态弹性摸量、剪切摸量、泊松比、密度、弹性纵波速度、弹性横波速度等）进行评估，有利于及时预报隧道掌子面前方的地质状况，以便正确指导隧道施工。二、主要预报方法传统的地质超前预报一般采用超前钻探，但是，超前钻探的费用很高，而且还会延误工期。目前，无损地球物理探测地质预报探测系统一般采用地质雷达法、TSP203法。TSP203技术预报里程长，一次可预报100米左右，对掌子面无要求，对隧道施工不会有干扰（或者仅有轻微干扰）。地质雷达法预报里程短，一次可预报10~20米左右（软弱、破碎、含水岩体预报里程最短），要求掌子面在垂向上修平，对隧道施工干扰大。三、使用的仪器及主要设备TSP203法使用的仪器为瑞士安伯格测量技术有限公司（AmbergMeasuringTechniqueLtd.）TSP203探测系统。TSP203系统的主要组成包括记录单元和接收器。记录单元用于记录地震信号和质量控制，由完成地震信号A/D转换的电子元件和1台便携式电脑组成。记录单元采用最新技术的24位A/D转换器，最小动态范围为120dB，可以获得10～8000Hz频宽的信息。接收器用于拾取地震信号，由极灵敏的2三分量地震加速度检波器（X-Y-Z分量）组成，频宽为10～5000Hz。TSP203探测系统见下图：图1TSP203系统的记录单元图2TSP203系统的接收器3图3TSP203系统的连接线地质雷达法使用美国SIR系列雷达，所用天线为100MHz地面耦合式单体屏蔽天线（右图）。四、预报实施1、TSP203法通常情况下，TSP测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，测量剖面的选择主要取决于岩层结构的主导方位。TSP203测量系统测量组件的标准测量方式如图4所示。图4TSP203系统组件标准测量图示为了保证地质超前预报的准确性，按隧道每掘进80～100米预报一次（围岩较完整地段，可每开挖120米就预报一次，围岩破碎或地质较复杂地段，可每开挖80米就预报一次）。采用TSP203探测系统预报时，现场工作布置如下：（1）接收器钻孔布置方法：接收器钻孔数量：2个，隧道左、右壁各一个。4接收器钻孔直径：43-45mm/孔深2m。接收器钻孔布置：沿轴径向，向上倾斜5-10度；布置高度：离地面约1米；布置位置：离掌子面大约55米位置。（2）爆破钻孔布置方法：爆破钻孔数量：在隧道左或右壁面布置24个（根据岩层走向确定在左或右）。爆破钻孔直径：38mm（20-45mm）/孔深1.5m。爆破钻孔布置：沿轴径向，向下倾斜10-20度(水封填炮泥)，相对于隧道壁面倾斜10度；布置高度：离地面约1米；布置位置：第一个钻孔离接收器约20米，其余炮眼间距1.5米（最远2米）。2、地质雷达法因地质雷达属高频电磁脉冲探测，对探测环境要求高，开展工作前，掌子面前20米左右不得钢拱架、大型施工平台或机械；清除掌子面前堆积的渣石，使掌子面尽量出露，以利于多布地质雷达测线，测线上般按纵横线布置，纵线3~4条，横线3~4条，并尽可能修凿平整。四、预报费用1、TSP203法市场价每预报一次4万元（视总预报次数的多少而浮动）。2、地质雷达法市场价每预报一次2.5万元（视总预报次数的多少而浮动）。