隧道超前地质预报方案

山西中南部铁路通道ZNTJ06标段项目经理部第四分部隧道超前地质预报方案编制：复核：审核：审批：中铁隧道集团有限公司二O一O年五月中铁隧道集团有限公司山西中南部铁路通道ZNTJ-06标项目经理部四分部1目录1、编制依据.....................................................................................................22、工程概况.....................................................................................................23、超前地质预报的目的.................................................................................24、超前地质预报组织机构.............................................................................35、超前预报的范围.........................................................................................46、综合超前地质预报流程.............................................................................47、超前地质预报的分级与方案设计.............................................................57.1区域地质和不良地质资料分析............................................................57.2超前地质预报分级管理........................................................................67.3超前地质预报方案设计.......................................................................88、超前地质预报仪器...................................................................................169、超前地质预报周期...................................................................................1710、资料交附与质量保证措施.....................................................................1710.1资料交付.............................................................................................1710.2质量保证措施.....................................................................................18中铁隧道集团有限公司山西中南部铁路通道ZNTJ-06标项目经理部四分部21、编制依据1.1《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）1.2《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设【2008】105号）1.3《物探工程测量规程》（DZ/T0153-95）1.4山西中南部铁路通道ZNTJ06标隧道施工图及隧参图等。2、工程概况山西中南铁路通道ZNTJ06标四分部位于山西省临汾市蒲县境内，地处吕梁山西坡黄土高原峁梁区，沟壑纵横，植被稀疏，地形起伏较大。本段起讫里程为蒲县隧道中点DK279+572.5至蒲城隧道中点DK288+525；分部驻地位置为，蒲城隧道进口附近。第四分部全线长8952.2米，其中路基674.9米，桥梁2座，隧道6座，涵洞5座。设计列车行车速度120Km/h。隧道所处原地面高程在850m～1250m，地形起伏较大，本工点隧道所处位置天然水源丰富，水质经检测合格。隧道洞身有少量基岩裂隙水及微量孔溪水，受大气降水补给。隧道区地层主要为山顶上覆第四系上更新统风积层，新黄土，浅黄土，浅黄色-灰黄色，硬塑，土质均匀，垂直节理发育，层厚42-51cm;第四系中更新统洪积层，；老黄土：棕红色，坚硬，具微层理，土质经压实层厚47-50.8米，第三系上新统粉质粘：褐红色-棕红色，中密，饱和，风化-弱风化，节理较发育，岩体较破碎，岩层产状130°＜13°。3、超前地质预报的目的在隧道开挖前及施工过程中对隧道周围及掌子面前方的地质情况进行探测，识别和预测隧道掌子面前方及周围的工程地质、水文地质结构，提供准确的断裂带、含水带及岩体工程类别等地质参数，为正确选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方案提供依据，并为预防隧洞涌水、突泥、突气等可能形成的灾害性事故及时提供信息，提前做好施工准备，保证施工安全，同时还可节约大量资金。中铁隧道集团有限公司山西中南部铁路通道ZNTJ-06标项目经理部四分部3本标段隧道大部分岩性主要为黄土、砂岩，砾岩，岩层缓倾节理较发育，对隧道的掘进将造成很大的困难，最显著的特点就是不良地质会造成隧道的塌方或者拱顶掉块，造成人员伤亡和设备损坏，以及其所带来的次生灾害更加重了生态环境污染和破坏。因此，为避免不良地质给隧道施工造成危害，在隧道施工前，必须充分认识和了解围岩，进行超前地质预报。4、超前地质预报组织机构施工中将超前地质预报工作作为一个工序来进行安排，成立专业超前地质预报室，配备先进的预测与预报设备和仪器，建立地质预报管理组织机构，由总工程师任组长，工程部长、地质工程师任副组长，各专业工程师任成员的组织机构，配备TSP203地质超前预报仪、HSP水平声波反射仪、地质雷达、红外探水仪、超前水平地质钻机、数码相机、数码摄像机等先进仪器以组成完善的超前地质预测预报体系，全面实施本隧道的超前地质预测预报工作。组织机构见：图1。图1超前地质预测预报组织机构图总工程师任组长：全面负责综合测试与超前地质预报工作，直接向项目经理负责；工程部长、地质工程师任副组长：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；地质工程师：负责隧道工程的地质超前预报和调绘、监测以及测试、试验资料的分析、研究，提出施工工程措施建议；水文工程师：负责水文地质调绘、测试及隧道涌水量的预测与环境组长：总工程师副组长：工程部长、地质工程师工程地质水文地质物探专业试验专业中铁隧道集团有限公司山西中南部铁路通道ZNTJ-06标项目经理部四分部4水文地质评价；物探专业工程师：负责物探测试工作；试验专业工程师：负责岩、土、水样的测试、试验工作。5、超前预报的范围本段施工范围内共有隧道6座，在施工前和施工过程中对每座隧道的正洞进行超前地质预报。隧道工程数量一览表序号隧道名称起点里程终点里程长度1蒲县隧道（出口）DK279+572.5DK281+7502177.52平里沟隧道DK281+915DK282+2653503清水岭隧道DK282+555DK285+50029454前古坡隧道DK285+675DK286+1304555东关隧道DK286+335DK286+9406056蒲城隧道（进口）DK286+995DK288+5251530合计8062.56、综合超前地质预报流程综合超前地质预报是采用以地质分析法为基础，以TSP法、地质雷达法和地震波反射映像法三种方法为辅助手段的综合预报方法，对隧道的不良地质进行了预报分析，可准确得到开挖掌子面前方岩性变化和构造分布的详细地质信息。综合超前地质预报流程见：图2中铁隧道集团有限公司山西中南部铁路通道ZNTJ-06标项目经理部四分部5图2:综合超前地质预报流程图7、超前地质预报的分级与方案设计7.1区域地质和不良地质资料分析7.1.1区域地质分析本标段隧道区域地质分析是宏观预报的基础之一。区域地质资料，主要包括：⑴隧道所在地区大地构造环境、构造体系、构造复合与构造演化；⑵沉积建造环境、建造特征、建造演化；⑶岩浆侵入、喷溢的地质环境、岩浆活动的特征。还包括它们与区域地壳运动的关系，等等。上述资料主要从本标段隧道所在地区的各种比例尺区域地质图、区中铁隧道集团有限公司山西中南部铁路通道ZNTJ-06标项目经理部四分部6域构造体系图及其施工图纸资料中获取。区域地质分析，则是应用大地构造学、构造地质学、特别是地质力学的理论，应用沉积岩石学和沉积建造理论，应用岩浆岩石学和岩浆建造理论分析所收集的区域地质资料，初步了解隧道所在地区：⑴主要构造方位、力学性质和构造多期活动特征及其不同方位构造对隧道围岩稳定性的影响程度；⑵主要地层类型（如煤系地层、灰岩、白云岩等可溶岩地层等等）特征及其隧道围岩稳定性的影响程度；⑶主要岩浆岩的类型（如侵入岩、喷出岩）特征、空间分布特征及其隧道围岩稳定性的影响程度。7.1.2不良地质条件分析不良地质条件分析是隧道所在地区不良地质宏观预报的依据。因为：大多数隧道不良地质体本身就是区域地层、地质构造或岩溶地质体的一部分。主要包括：依据地层层序和特殊岩层分析，构造体系、构造型式和构造分布规律分析，地应力状态分析，岩浆岩侵入体成因、产状分析，溶洞、暗河、岩溶陷落柱和岩溶淤泥带成生条件和展布规律分析，煤系地层中的煤层和瓦斯地质分析等等。7.2超前地质预报分级管理根据设计图和本管段隧道的地质情况，结合目前国内外超前地质预报设备、技术和手段发展的现状和水平，拟采用以施工掌子面地质素描法、超前水平钻孔(30～120m超前水平钻探和5m加深风钻)、TSP203超前地质预报系统、HY一303红外探测等为主要手段的综合预报技术，对超前地质预报实行分级管理。7.2.1超前地质预报分级根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度，超前地质预报分级分为中铁隧道集团有限公司山西中南部铁路通道ZNTJ-06标项目经理部四分部7以下四级。A级：存在重大地质灾害的地段，如软弱、破碎、富水、导水性良好的断层破碎带，特殊地质地段，重大物探异常地段，大型、特大型突水突泥地段，诱发重大环境地质灾害的地段以及高地应力、瓦斯灾害严重的地段以及人为坑洞等。B级：主要针对中、小型突水突泥地段，较大物探异常地段，断裂带等。C级：主要针对水文地质条件较好的碳酸盐岩及碎屑岩地段，发生突水突泥的可能性较小。D级：非可溶岩地段、小型断层破碎带，发生突水突泥的可能性极小。地质预测预报坚持隧道洞内探测与洞外地质勘探相结合、地质方法与物探方法相结合、多种物探方法相结合、地球物理方法与超前水平钻探相结合，辅助导坑与主洞探测相结合，开展多层次、多手段的综合超前地质预报，并贯穿于施工全过程。7.2.2分级预报方式A级预报：采用地质分析法、地震波反射法、声波反射法、地质雷达、红外探测、超前水平钻探等手段进行综合预报。B级预报：采用地质分析法、地震波反射法或声波反射法，辅以红外探测、地质雷达，进行必要的超前水平钻孔。当发现局部地段工程地质复杂时，则按A级要求实施。C级预报：以地质分析法为主，对重要的地质(层)界面、断层或物探常地段可采用地震波反射法或声波反射法进行探测，必要时红外探水和超前水平钻孔。D级预报：采用地质分析法。结合本标段隧道实际地质情况，将隧道分级预测定为C级。在施工过程中根据实际情况调整。中铁隧道集团有限公司山西中南部铁路通道ZNTJ-06标项目经理部四分部87.3超前地质预报方案设计7.3.1TSP长距离超前预报7.3.1.1简介TSP设备是由瑞士安伯格公司开发、生产的，是当前国内外最先进的隧道长期超前地质预报