超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)交底

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)交底1、交底范圍HSP質(zhì)災(zāi)害，保證施工的安全和順利進(jìn)行。本交底主要涉及的范圍有：不良地質(zhì)預(yù)報(bào)及災(zāi)害地質(zhì)預(yù)報(bào)：預(yù)報(bào)掌子面前方一定范圍內(nèi)有無(wú)突水、突泥、巖爆及有害氣體等，并查明其范圍、規(guī)模、性質(zhì)，提出施工措施或建議；水文地質(zhì)預(yù)報(bào)：預(yù)報(bào)洞內(nèi)突涌水量的大小及其變化規(guī)律，并評(píng)價(jià)其對(duì)環(huán)境地質(zhì)、水文地質(zhì)的影響；斷層及其破碎帶的預(yù)報(bào)：預(yù)報(bào)斷層的位置、寬度、產(chǎn)狀、性質(zhì)、充填物的狀態(tài)，是否為充水?dāng)鄬?，并判斷其穩(wěn)定程度，提出施工對(duì)策；圍巖類(lèi)別及其穩(wěn)定性預(yù)報(bào)：預(yù)報(bào)掌子面前方的圍巖類(lèi)別與設(shè)計(jì)是否吻合，（5）預(yù)測(cè)隧洞內(nèi)有害氣體含量、成分及動(dòng)態(tài)變化；2、施工準(zhǔn)備(1)準(zhǔn)備時(shí)間HSPTBM止掌子面掘進(jìn)工作。(2)人員配合HSP布置在機(jī)具內(nèi)的測(cè)試數(shù)據(jù)線(xiàn)。3、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)施工工藝流程安裝發(fā)射及接受系統(tǒng)——連接數(shù)據(jù)線(xiàn)——TBM正常掘進(jìn)，刀盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)——現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試——對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集原始波形曲線(xiàn)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析——提交超前地質(zhì)預(yù)報(bào)簡(jiǎn)報(bào)——跟蹤TBM掘進(jìn)圍巖揭露與預(yù)報(bào)內(nèi)容相比較。4、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)施工工藝（1）安裝發(fā)射及接受系統(tǒng)50～100HzTBM1（2）連接數(shù)據(jù)線(xiàn)

圖1 TBM施工地質(zhì)預(yù)報(bào)換能器安裝位置ZGS系列智能工程探測(cè)聲波儀與拾震器之間的連接線(xiàn)采用芯線(xiàn)，傳輸線(xiàn)的長(zhǎng)度根據(jù)TBM主控室與刀盤(pán)間距而定。測(cè)試前將傳輸線(xiàn)連接至儀器主機(jī)上。（3）TBM正常掘進(jìn)，轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤(pán)TBMHSPTBMTBMHSP2。圖2 適合TBM施工的HSP聲波反射法測(cè)試布置示意圖（4）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試ZGSZGS3意圖如圖4所示。圖3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試情況圖4 HSP聲波反射法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試典型波形圖（5）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集原始波形曲線(xiàn)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析1）數(shù)據(jù)處理UZGS系列智能工程探測(cè)聲波儀配套進(jìn)行隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)分析處理軟件包括反射譜分析及反射子波分析軟件進(jìn)行分析。圖5為對(duì)典型波形曲線(xiàn)進(jìn)行時(shí)域、頻域分析后的成果圖。采用ZGS-1610型智能工程聲波儀進(jìn)行隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的超前距離一般為≥50m，在圍巖條件較好的情況下可達(dá)到100m。圖5 HSP聲波反射法采集信號(hào)時(shí)域、頻域分析成果圖2）HSP聲波反射法分析原理過(guò)程遵循惠更斯-菲涅爾原理和費(fèi)馬原理。1的聲阻抗為Z1介質(zhì)2的聲阻抗為Z2，則Z1Z222式中11221―波在介質(zhì)1中的傳播速度；22波在兩種介質(zhì)分界面處的反射系數(shù)為R Z2Z1Z12Z2

Z12112射波相位與接收首波相位相反。質(zhì)調(diào)查結(jié)果，洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行綜合分析確定。本方法探測(cè)的物理前提是巖體間或不同地質(zhì)體間明顯的聲學(xué)特性差異。測(cè)試時(shí)，及利用一隧道超前施工段地質(zhì)情況推測(cè)另一平行隧道施工掌子面前方地質(zhì)條件的預(yù)巖體破碎帶、軟弱夾層、以及巖溶等不良地質(zhì)體的規(guī)模、性質(zhì)及延伸情況等。（5）提交超前地質(zhì)預(yù)報(bào)簡(jiǎn)報(bào)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)每次現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)完成后根據(jù)軟件分析得出的結(jié)論及時(shí)提交超前地質(zhì)預(yù)報(bào)簡(jiǎn)報(bào)，為T(mén)BM掘進(jìn)施工提供重要參考。（6）跟蹤TBM掘進(jìn)圍巖揭露與預(yù)報(bào)內(nèi)容相比較TBM5、HSPZGS-6主機(jī)設(shè)置為四通道，計(jì)算機(jī)接口，發(fā)射、同步接收、量程等參數(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)控制控制發(fā)射500ns100控制發(fā)射圖4 ZGS1610-3智能工程探測(cè)聲波儀檢測(cè)系統(tǒng)6、技術(shù)保證措施（1）選擇正確的隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)方法是預(yù)報(bào)成功的關(guān)鍵。由于隧道工程面臨一種或多種地質(zhì)預(yù)報(bào)方法的結(jié)合。但預(yù)報(bào)方法的選擇應(yīng)遵循以下原則：有牢固的理論基礎(chǔ)，首先從根本上和宏觀(guān)上把握隧道施工影響區(qū)域的地質(zhì)條件，仍然以地質(zhì)法為基礎(chǔ)；50并盡量減少對(duì)正常施工工序的干擾，即現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)時(shí)間應(yīng)盡量短(一般30分鐘以?xún)?nèi)為宜)；適用性強(qiáng)，能夠適合于多種圍巖地質(zhì)條件，對(duì)施工環(huán)境無(wú)特殊要求，能夠排除隧道內(nèi)的臺(tái)架、金屬、高壓電等對(duì)儀器系統(tǒng)的影響；4）操作簡(jiǎn)便；5）取長(zhǎng)補(bǔ)短，盡量克服探測(cè)方法的缺點(diǎn)；6）適應(yīng)隧道工程施工的需要，尤其是預(yù)報(bào)長(zhǎng)度滿(mǎn)足施工進(jìn)度的需要；7）對(duì)道施工所面臨的地質(zhì)問(wèn)題具有針對(duì)性。配合TBM施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)還應(yīng)達(dá)到以下特殊要求：1）首先，從根本上和宏觀(guān)上把握隧道施工影響區(qū)域的地質(zhì)條件，仍然以地質(zhì)法為基礎(chǔ)；2）鑒于各種物探方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件，必須采用綜合物探技術(shù)；在各種物探技術(shù)互為補(bǔ)充的情況下，還必須有一或二種方法的探測(cè)長(zhǎng)度比較TBMTBM雷達(dá)的應(yīng)用就會(huì)受到一定程度的限制，同時(shí)常規(guī)的電法探測(cè)也受到限制；測(cè)試方法要求不能在掘進(jìn)機(jī)機(jī)頭附近放炮，測(cè)試人員不能任意靠近掘進(jìn)機(jī)機(jī)頭。（2）成立超前地質(zhì)預(yù)報(bào)領(lǐng)導(dǎo)管理小組，對(duì)整個(gè)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)進(jìn)行全面領(lǐng)導(dǎo)。（3）TBM報(bào)效果及準(zhǔn)確性進(jìn)行對(duì)比，為下步預(yù)報(bào)提供參考。（4）建立健全各種資料、原始記錄。7、注意事項(xiàng)未得到超