某工程超前地質(zhì)預(yù)報方案

PAGEPAGE10 目錄HYPERLINK\l"_Toc214790044"1地質(zhì)超前預(yù)測預(yù)報的目的1HYPERLINK\l"_Toc214790045"2超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報組織機構(gòu)1HYPERLINK\l"_Toc214790046"3、超前預(yù)報的范圍2HYPERLINK\l"_Toc214790047"4、超前預(yù)報的方法3HYPERLINK\l"_Toc214790048"1）、超前探測3HYPERLINK\l"_Toc214790049"①、綜合物超前探測3HYPERLINK\l"_Toc214790050"②、超前水平鉆孔4HYPERLINK\l"_Toc214790051"2）、常規(guī)地質(zhì)法5HYPERLINK\l"_Toc214790052"3）洞內(nèi)涌水的實時監(jiān)測5HYPERLINK\l"_Toc214790053"4）洞外實時監(jiān)測6HYPERLINK\l"_Toc214790054"5）、軟質(zhì)大變形的識別與膨脹性預(yù)報預(yù)測6HYPERLINK\l"_Toc214790055"①、超前預(yù)報的范圍6HYPERLINK\l"_Toc214790056"②、超前地質(zhì)預(yù)報方法6HYPERLINK\l"_Toc214790057"6）、硬質(zhì)巖巖爆預(yù)測預(yù)報8HYPERLINK\l"_Toc214790058"①、超前預(yù)報范圍8HYPERLINK\l"_Toc214790059"②、超前預(yù)報的方法8HYPERLINK\l"_Toc214790060"5地質(zhì)復(fù)勘與補勘8HYPERLINK\l"_Toc214790061"6資料交附與質(zhì)量保證措施9HYPERLINK\l"_Toc214790062"1）資料交付9HYPERLINK\l"_Toc214790063"2）質(zhì)量保證措施9超前地質(zhì)預(yù)報方案1、編制依據(jù)1.1《鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)指南》（鐵建設(shè)【2008】105號）；1.2《隧道施工圖紙》；1.3《大理至瑞麗線大理至保山段隧道超前地質(zhì)預(yù)報參考技術(shù)指南》；地質(zhì)超前預(yù)測預(yù)報的目的本標(biāo)隧道地質(zhì)情況復(fù)雜，地層巖性復(fù)雜、（活動）斷層與褶皺及節(jié)理裂隙發(fā)育、巖體被強烈擠壓破碎（搓碎），施工期間可能會發(fā)生（活動）斷層破碎帶及影響帶和（傾角平緩）破碎巖層（較）大規(guī)模塌方冒頂與大變形、局部可能有小規(guī)模涌（突）水突泥工程地質(zhì)問題，此外，還將可能存在微弱～中等強度巖爆、膨脹巖等地質(zhì)問題，不良地質(zhì)具有較強的隱蔽性。2.1及時發(fā)現(xiàn)異常情況，預(yù)報掌子面前方不良地質(zhì)體的位置、產(chǎn)狀、含水情況及圍巖結(jié)構(gòu)的完整性，從而為優(yōu)化施工方案提供依據(jù)，為預(yù)防隧道可能形成的災(zāi)害性事故及時提供信息，以便提前做好準(zhǔn)備，避免損失。2.2了解掌子面前方短距離內(nèi)的工程地質(zhì)條件、圍巖類別，為正確選擇開挖斷面、支護設(shè)計參數(shù)和施工方法提供依據(jù)。超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報組織機構(gòu)施工中將超前地質(zhì)預(yù)報工作作為一個工序來進行安排，成立專業(yè)超前地質(zhì)預(yù)報室，配備先進的預(yù)測與預(yù)報設(shè)備和儀器，建立地質(zhì)預(yù)報管理組織機構(gòu)，由總工程師任組長，工程部長、地質(zhì)工程師任副組長，各專業(yè)工程師任成員的組織機構(gòu)，配備TSP203地質(zhì)超前預(yù)報儀、HSP水平聲波反射儀、地質(zhì)雷達、紅外探水儀、超前水平地質(zhì)鉆機、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機等先進儀器以組成完善的超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報體系，全面實施本隧道的超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報工作。組織機構(gòu)見圖1?？偣こ處熑谓M長：全面負(fù)責(zé)綜合測試與超前地質(zhì)預(yù)報工作，直接向指揮長負(fù)責(zé)；工程部長、地質(zhì)工程師任副組長：組織工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、物探及試驗等專業(yè)組成人員進行超前地質(zhì)預(yù)報日常工作；地質(zhì)工程師：負(fù)責(zé)隧道工程的地質(zhì)超前預(yù)報和調(diào)繪、監(jiān)測以及測試、試驗資料的分析、研究，提出施工工程措施建議；水文工程師：負(fù)責(zé)水文地質(zhì)調(diào)繪、測試及隧道涌水量的預(yù)測與環(huán)境水文地質(zhì)評價；物探專業(yè)工程師：負(fù)責(zé)物探測試工作；試驗專業(yè)工程師：負(fù)責(zé)巖、土、水樣的測試、試驗工作。組長：總工程師組長：總工程師副組長：工程部長、地質(zhì)工程師工程地質(zhì)水文地質(zhì)物探專業(yè)試驗專業(yè)圖1超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報組織機構(gòu)圖4、超前預(yù)報的范圍XX隧道正洞D1K72+100～D1K79+400和平行導(dǎo)坑PDK73+908～PDK79+445。特別是隧道進出口地段，栗子園背斜、XX背斜、大堆子向斜，麥地凹正斷層、爛泥塘逆斷層、垛房逆斷層，彎箐弧形逆斷層（Q1～2期活動斷裂）及大平子逆斷層破碎帶及影響帶，裂隙密集發(fā)育帶與構(gòu)造擠壓破碎帶、軟弱夾層帶、巖性突變與地層界線等地段，應(yīng)是加強綜合地質(zhì)超前預(yù)報的重點。杉陽隧道正洞DK90+140～D1K103+530和平行導(dǎo)坑PDK90+115～PDK103+532.78。特別是隧道進口地段，小羅沖性質(zhì)不明斷層、上大地逆斷層、大風(fēng)口逆斷層、水井一功課橋斷層破碎帶及影響帶，小羅沖背斜與棕坡向斜、大風(fēng)口背斜、上草灘向斜裂隙密集發(fā)育帶與構(gòu)造擠壓破碎帶、軟弱夾層帶、巖性突變與地層界線等地段，是加強綜合地質(zhì)超前預(yù)報的重點。重點探測段見表3.1，表3.2。XX隧道超前地質(zhì)預(yù)報重點探測地段統(tǒng)計表表3.1序號里程備注序號里程備注1D1K72+7725～D1K773+0440XX背斜6D1K74+4435～DK744+8200物探Ⅰ類異常2D1K73+4410～D1K773+7880物探Ⅰ類異常7D1K75+1110～D1K775+1880物探Ⅰ類異常3D1K73+7780～D1K773+8550垛房逆斷層8D1K75+4415～D1K775+9990物探Ⅰ類異常、彎箐弧弧形逆斷層層大平子次次級斷層、大大平子逆斷斷層4D1K73+8850～D1K773+9660物探Ⅰ類異常9D1K76+5595～D1K776+8775物探Ⅰ類異常5D1K74+1120～D1K774+1660物探Ⅰ類異常10D177+0995～D1K777+42210大堆子向斜杉陽隧道超前地質(zhì)預(yù)報重點探測地段統(tǒng)計表表3.2序號正洞里程備注序號正洞里程備注1D1K90+8800～D1K990+8880次級斷層9D1K97+5570～D1K997+7440上大地逆斷層2D191+3660～D1K991+4220干溝邊向斜10D1K98+1100～D1K998+4440上大地逆斷層3D1K92+2240～D1K992+3550小羅沖1#斷層層11D1K98+5590～D1K998+7440大風(fēng)口逆斷層、物探Ⅰ類異常4D1K92+7770～D1K992+8990小羅沖2#斷層層12DK94+3000～DK944+6000大風(fēng)口背斜5D1K93+6685～D1K993+8335物探Ⅰ類異常13D1K99+6600～D1K999+8880水井-功果橋斷裂、物物探Ⅰ類異常6D1K94+0050～D1K994+2440物探Ⅰ類異常14D1K100++190～D1K1100+2240物探Ⅰ類異常7D1K94+4400～D1K994+4770小羅沖背斜15D1K100++990～D1K1101+1110上草灘向斜8D1K95+5550～D1K995+6550向斜D1K102++200～D1K1102+4450物探Ⅰ類異常4、超前預(yù)報的方法1）、超前探測①、綜合物超前探測主要針對小羅沖性質(zhì)不明斷層、上大地逆斷層、大風(fēng)口逆斷層、水井一功課橋斷層破碎帶及影響帶，小羅沖背斜與棕坡向斜、大風(fēng)口背斜、上草灘向斜裂隙密集發(fā)育帶與構(gòu)造擠壓破碎帶、軟弱夾層帶、巖性突變與地層界線等地段。長距離超前物探：首選方法為TSP203地質(zhì)探測儀（探測距離約200m），對比方法為HSP聲波反射法（探測距離約100m），TSP203超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)是利用地震波在不均勻地質(zhì)中產(chǎn)生的反射波特性來預(yù)報隧道掘進面前方及周圍臨近區(qū)域的地質(zhì)狀況。它是在掌子面后方邊墻一定范圍內(nèi)布置一排爆破點，進行微弱爆破，產(chǎn)生的地震波信號在隧道周圍巖體內(nèi)傳播，當(dāng)巖石強度發(fā)生變化，界面兩側(cè)巖石的強度差別越大，反射回來的信號、返回的時間和方向，通過專用數(shù)據(jù)處理軟件處理得到巖體強度變化界面的信號也就越強。返回信號被經(jīng)過特殊設(shè)計的接收器接收轉(zhuǎn)化成信號并進行放大，通過專用數(shù)據(jù)處理軟件處理，得到巖體強度變化界面的位置及方位，詳見TSP203地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)現(xiàn)場測試示意圖2。近距離超前物探：首選方法為地質(zhì)雷達（探測距離約4～30m），對比方法為數(shù)碼成像，跨孔聲波CT成像法。超前地質(zhì)預(yù)報的總體工作內(nèi)容參見圖3超前地質(zhì)預(yù)報總體工作內(nèi)容工作框圖。圖2TSP203地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)現(xiàn)場測試示意圖圖3超前地質(zhì)預(yù)報工作內(nèi)容程序圖②、超前水平鉆孔超前水平鉆孔：正洞采用單孔水平取巖心鉆探法，鉆孔孔徑50mm（超前探測20～30m），主要針對異常點，各工點暫按隧道長度的5%計量。近距離驗證超前物探成果，主要用于小羅沖性質(zhì)不明斷層、上大地逆斷層、水井一功課橋斷層，上草灘向斜地段之?dāng)鄬悠扑閹Ш蜆?gòu)造裂隙發(fā)育帶。超前探孔每循環(huán)原則上設(shè)2個，鉆孔深度一般30m左右，兩循環(huán)之間搭接長度不小于5m。2個探孔中其中一個須采用地質(zhì)鉆機進行取芯，同時根據(jù)鉆孔速度變化、鉆孔出水的清濁及顏色，來判斷對掌子面前方地質(zhì)情況。采用超前水平鉆孔可以最直接的揭示掌子面前方的地質(zhì)特征，準(zhǔn)確率很高。采用長短鉆孔相結(jié)合，并結(jié)合其它探測成果，可取得良好效果。超前水平鉆孔采用意大利C6管棚鉆機鉆機施工，探孔布置如圖4所示。圖4探孔布置示意圖2）、常規(guī)地質(zhì)法①正洞掌子面與側(cè)壁的量測和地質(zhì)素描。主要工作有：底層巖性特征、結(jié)構(gòu)面性質(zhì)與產(chǎn)狀及發(fā)育程度、巖體破碎程度與充填情況、洞壁變形破壞特征、突泥與坍方部位。方式與規(guī)模及其隨時間的變化特征。②地質(zhì)構(gòu)造的地下與地表相關(guān)性分析。③地質(zhì)作圖（幾何圖、塊體坐標(biāo)作圖、赤平投影作圖、洞身地質(zhì)展示作圖等）在此基礎(chǔ)上，對掌子面前方一定范圍內(nèi)（5～20m）的地質(zhì)條件進行預(yù)測預(yù)報。3）洞內(nèi)涌水的實時監(jiān)測①斜井與正洞各涌水點（掌子面炮眼涌水）的實時監(jiān)測。檢測內(nèi)容包括：各涌水點空間分布、水量、水壓、水質(zhì)與同位素化學(xué)，各涌水點位置（里程）、地層巖性、裂隙與巖溶發(fā)育等特征。②斜井與正洞洞身涌（突）水的動態(tài)監(jiān)測。包括：涌（突）水的地質(zhì)檔案、水量、涌（突）水的空間分布、單點涌（突）水及其動態(tài)、涌（突）出機制、涌（突）水的化學(xué)與同位素化學(xué)動態(tài)特征等。③斜井與正洞洞內(nèi)氣溫與濕度的實時監(jiān)測4）洞外實時監(jiān)測1）資料交付地質(zhì)測試與超前預(yù)報成果資料采取分報告與總報告相結(jié)合的交付方式。每天將現(xiàn)場采集的資料進行分析和匯總，并向施工和技術(shù)負(fù)責(zé)人進行匯報；每周進行一次歸納匯總。每200m分段提供報告，分段地質(zhì)測試預(yù)報完成后，在3天內(nèi)向設(shè)計單位和業(yè)主提供說明和圖件，5天之內(nèi)提供分段成果報告。對地質(zhì)條件與設(shè)計變化較大、影響隧道施工安全，可能產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的重點地段（富水地帶、不同巖性接觸帶、節(jié)理密集帶等）所做的地質(zhì)超前預(yù)報，及時交付業(yè)主、設(shè)計單位進行動態(tài)設(shè)計；情況緊急時，先及時采取防范措施，有條件時邀請有關(guān)方進行現(xiàn)場會勘，再以書面形式報告業(yè)主、設(shè)計單位，以保證施工安全。2）質(zhì)量保證措施為了保證地質(zhì)測試與超前預(yù)報質(zhì)量，成立QC小組，實行全面質(zhì)量管理，按ISO9001質(zhì)量體系的要求，建立內(nèi)