DB35T 1866-2019 公路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)規(guī)程　

DB35DB35/T1866—2019公路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)規(guī)程Specificationforadvancegeologicalpredictionofroadtunnel福建省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布*I 1 1 1 2 2 3 4 7 本標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)福建省內(nèi)的公路隧道地質(zhì)情況編著，國(guó)內(nèi)建設(shè)或施工單位在福建省隧道施工過(guò)程1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)advancedgeological2利用人工激發(fā)的地震波在不均勻地質(zhì)體中所產(chǎn)生的反射波特性來(lái)預(yù)報(bào)隧道開(kāi)挖工作面前方地質(zhì)條地質(zhì)超前鉆探geologicaldrillR5.1在隧道的勘測(cè)設(shè)計(jì)階段應(yīng)根據(jù)隧道的區(qū)域地質(zhì)條件及復(fù)雜程度進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案設(shè)35.2隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是保證隧道施工安全的重要環(huán)節(jié)和重要技術(shù)手段，應(yīng)將它列為隧道施5.3隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)執(zhí)行以洞內(nèi)外的工程地質(zhì)調(diào)查為基礎(chǔ)，以地球物理探測(cè)為主，地質(zhì)6.1.1所有公路隧道開(kāi)挖前應(yīng)根據(jù)地質(zhì)復(fù)雜程度、環(huán)境敏感性、潛在風(fēng)險(xiǎn)等因素全6.1.2公路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)由具有相關(guān)資質(zhì)和能力的第三方單位實(shí)施；超前地6.1.4公路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)根據(jù)公路隧道的地質(zhì)復(fù)雜程度及潛在的風(fēng)險(xiǎn)，選擇6.1.5超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作應(yīng)及時(shí)進(jìn)行，并盡量減少對(duì)隧道其它工序施工6.1.6超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)工作的延續(xù)，反映掌子面前方一定距離內(nèi)隧道4不通過(guò)不通過(guò)5a)短距離預(yù)報(bào)：預(yù)報(bào)長(zhǎng)度≤6m，宜采用地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)雷達(dá)法、短距b)中距離預(yù)報(bào)：預(yù)報(bào)長(zhǎng)度6m～30m，宜采用678.1.1地質(zhì)調(diào)查法是根據(jù)隧道已有勘測(cè)資料、補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查和隧道內(nèi)地質(zhì)素描，通過(guò)地層層序?qū)Ρ取?.2.1隧道開(kāi)挖前的補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查是超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案編制和實(shí)施的基礎(chǔ)，方案編制前應(yīng)詳細(xì)開(kāi)展。）；8.2.5公路隧道建設(shè)中常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害類型有：坍塌、突涌（突泥、涌水）、大變形8）；8.3.1洞內(nèi)地質(zhì)素描是將隧道開(kāi)挖所揭露的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、地下99.1地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)法9.3.1地質(zhì)雷達(dá)由于探測(cè)精度高、操作方便、省時(shí)等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)領(lǐng)域。c)不能探測(cè)極高電導(dǎo)屏蔽層下的目的體或目的層；e)地質(zhì)雷達(dá)連續(xù)預(yù)報(bào)時(shí)前后兩次重疊長(zhǎng)度應(yīng)不小于5m。9.4.1.1在泥質(zhì)和軟弱破碎地層或巖溶發(fā)育區(qū)，每次預(yù)報(bào)距離宜為15m,不宜超過(guò)20m;9.4.1.2在巖體較破碎的軟巖、較軟巖地層每次宜預(yù)報(bào)20m～25m,不宜超過(guò)30m;9.4.1.3在巖體完整、較完整的硬質(zhì)巖地層每次宜預(yù)報(bào)25m～30m,不宜超過(guò)35m。9.4.2.1通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)選擇雷達(dá)天線的工作頻率、確定介電常數(shù)。介電常數(shù)的確定方法參見(jiàn)附錄G。9.4.2.2測(cè)網(wǎng)密度、天線間距和天線移動(dòng)速度應(yīng)反映出探測(cè)對(duì)象的異常，或半弧式布線。如圖2的a)、b)、c)、d)所示。可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活布置測(cè)線，原則上應(yīng)盡可能9.4.2.3選擇合適的時(shí)間窗口和采樣間隔，并根據(jù)數(shù)據(jù)采集中的干擾變化和9.4.2.4地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)采集時(shí)的信號(hào)觸發(fā)方式宜采用人工觸發(fā)方式；宜采用連續(xù)測(cè)量，不能連9.4.2.5隧址區(qū)內(nèi)不應(yīng)有較強(qiáng)的電磁波干擾；現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)應(yīng)清除或避開(kāi)測(cè)線附近的金屬物；同9.4.2.7測(cè)線方向的巖體表面應(yīng)相對(duì)平整，最大凹陷和凸起不宜超9.4.2.8現(xiàn)場(chǎng)記錄應(yīng)注明觀測(cè)到的不良地質(zhì)體與地下水體的位置與規(guī)模等。9.5.2.2雷達(dá)數(shù)據(jù)解釋前應(yīng)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。比如濾波、信號(hào)增益等數(shù)字信號(hào)處理，9.5.2.4地質(zhì)雷達(dá)法預(yù)報(bào)應(yīng)編制探測(cè)報(bào)告，內(nèi)容包括：探測(cè)工作概況、采集及解釋參數(shù)、測(cè)線b)斷層或巖性界面的傾角應(yīng)大于35°,構(gòu)造走向與隧道軸線的夾角應(yīng)大于45°;10.4.2地震波記錄的質(zhì)量是數(shù)據(jù)處理和獲得高質(zhì)量預(yù)d)采集地震波記錄時(shí)，應(yīng)滿足激發(fā)與接收同步進(jìn)行的條件，接收延遲誤差不應(yīng)大于3），），12.2.1短距離地質(zhì)超前鉆探主要是利用風(fēng)鉆或鑿巖臺(tái)d)角度：隧道開(kāi)挖輪廓線外的鉆孔宜按15°~45°外擦角進(jìn)行。12.4.1長(zhǎng)距離地質(zhì)超前鉆探適用于各種地質(zhì)條件下的d)角度：隧道開(kāi)挖輪廓線外的鉆孔宜按15°~45°外擦角進(jìn)行。低除開(kāi)挖工作面地質(zhì)素描外，幾乎物探前界面等界面位置需在隧道邊墻上鉆鑿24個(gè)深施測(cè)現(xiàn)場(chǎng)地震波接收孔至隧道開(kāi)挖工作面間需清場(chǎng)并停止洞內(nèi)爆破施工作業(yè)法前界面等界面位置僅需掌子面排險(xiǎn)和機(jī)械設(shè)備適當(dāng)測(cè)線附近不得有管主要對(duì)含水圍巖巖體位置預(yù)報(bào)及相對(duì)僅需掌子面排險(xiǎn)和機(jī)械設(shè)備適當(dāng)高廊道、較大規(guī)模溶洞、豎井和落水洞為主，地下洞穴發(fā)育地下洞穴系統(tǒng)溶蝕擴(kuò)大為巖溶化裂通性差，少見(jiàn)集中徑微弱發(fā)育以裂隙狀巖溶或溶孔為特大型涌水突水（涌水量水量（10000m3/d~小大型斷層破碎帶、自穩(wěn)能富水，可能引起大型失穩(wěn)中型斷層帶，軟弱，中小型斷層帶，弱富度emax開(kāi)挖過(guò)程中硬質(zhì)巖時(shí)有巖爆發(fā)生，有巖塊彈出；軟質(zhì)巖巖芯常有餅化現(xiàn)象，巖體有剝離，位移極為顯著高應(yīng)力（R/＜4~emax7），開(kāi)挖過(guò)程中硬質(zhì)質(zhì)巖巖芯時(shí)有餅化現(xiàn)瓦斯突出：瓦斯壓力P≥0.74Mpa，瓦斯放散初始速度P≥10，煤的堅(jiān)固程度性系數(shù)f≤0.5，煤的破無(wú)（含物地質(zhì)因素對(duì)隧道施可能存在安全問(wèn)題誘發(fā)環(huán)境問(wèn)題的程度可能造成重大環(huán)境能誘發(fā)一般環(huán)境問(wèn)題特殊情況下可能出現(xiàn)一般環(huán)境問(wèn)題無(wú)a)根據(jù)巖石的堅(jiān)硬程度和巖體完整程度兩個(gè)基本因素的定性特征和定量的巖體基本質(zhì)量指標(biāo)E.2圍巖分級(jí)中巖石堅(jiān)硬程度、巖體完整程度兩個(gè)基本因素硬質(zhì)巖錘擊聲音清脆，有彈性，震手，難擊未風(fēng)化的花崗巖、正長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖、片麻巖、石英片巖、硅質(zhì)板巖、石英巖、硅質(zhì)膠結(jié)錘擊聲清脆，有輕微回彈，稍震手，2未風(fēng)化－輕微風(fēng)化的熔結(jié)凝灰?guī)r、大理巖、板巖、白云軟質(zhì)巖錘擊聲不清脆，無(wú)回彈，較易擊碎，3未風(fēng)化－微風(fēng)化的凝灰?guī)r、千枚巖、砂質(zhì)礫巖、泥質(zhì)砂錘擊聲啞，無(wú)回彈，易擊碎，浸水后錘擊聲啞，無(wú)回彈，有較深凹痕，浸巖石堅(jiān)硬程度定量指標(biāo)用巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度Rc表達(dá)。Rc宜Rc=22.82Is(50)0.75...................................(E.Rc/MPa>60Ⅰ>550ⅡⅢⅣ較軟巖或軟硬巖互層，且以軟巖為主，巖體較完整~Ⅴ一般第四系的半干硬至硬塑的粘性土及稍濕的碎石Ⅵ巖性指標(biāo)巖體完整性狀態(tài)地質(zhì)結(jié)構(gòu)面>1.0差好狀0.5~>1.0好差地下水ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ洞內(nèi)特別是掌子面支護(hù)情況，包括噴層開(kāi)裂變形、錨桿拱架施作、初支后回填、開(kāi)挖輪廓要在隧道現(xiàn)場(chǎng)總結(jié)測(cè)定。典型巖體介電常數(shù)的建議值參見(jiàn)表1234563789876煤激發(fā)孔應(yīng)在隧道洞壁同一側(cè)沿直線布設(shè)，距離工作面5m～10m布設(shè)第一個(gè)激發(fā)孔，而后等間距布接收孔應(yīng)布設(shè)在激發(fā)炮孔的后方（以面向工作面為前進(jìn)方向接收孔與最近的激發(fā)孔的距離宜TGP隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)設(shè)備的輸入端具有同時(shí)輸入2～4個(gè)接收孔信號(hào)的功能，采集時(shí)采取2～掌子面掌子面以保證孔內(nèi)方便充水。接收孔孔徑為50接收探頭與鉆孔巖體密切接觸是保證地震波采集質(zhì)量的關(guān)鍵條件之一。TGP隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)器動(dòng)態(tài)范圍大于120db?？紤]復(fù)雜隧道條件下野外測(cè)試采用接收1和接收2兩個(gè)檢波器的方式。檢波器為X、Y、Z三個(gè)分量，三個(gè)分量輸入采集參數(shù)。由于TGP隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與檢測(cè)儀的放大器為瞬時(shí)浮點(diǎn)放大器，儀器采集時(shí)不需要設(shè)以往的一些預(yù)報(bào)成果圖中，往往見(jiàn)到有很多反資料處理按照處理按圖H.2的流程執(zhí)行。對(duì)同分量不同孔資料和同孔不同分來(lái)自隧道前方聲阻抗界面的縱波（VP波）、橫波（VSH殊情況外，應(yīng)采用圖I.1所示的標(biāo)準(zhǔn)。隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)檢測(cè)工作，宜安排在隧道開(kāi)根據(jù)圖I.1所示的標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)系統(tǒng)來(lái)確定接收器（RCV）及炮孔（S）的相對(duì)位置。接收器距第一個(gè)激發(fā)孔的距離應(yīng)在20m以內(nèi)，但在任何情況下不應(yīng)小于15m。炮點(diǎn)之間的距離應(yīng)大約為1.5m，如果在空間不夠的情況下進(jìn)行TSP203探測(cè)，炮點(diǎn)之間的距離也可以小于1.5m。但是，無(wú)論在何種情況下，都不應(yīng)超過(guò)2m。TSP探測(cè)的炮點(diǎn)數(shù)應(yīng)該在18到24之間，如果炮點(diǎn)數(shù)小于18，則不應(yīng)該進(jìn)行TSP探測(cè)工作。所有的接收器（RCV）和激發(fā)孔（S）位置都與一個(gè)相對(duì)的坐標(biāo)系統(tǒng)聯(lián)系在一起：坐標(biāo)的X軸沿隧道的左/掌子面掌子面24個(gè)，根據(jù)實(shí)際隧道工作面的位置決定，但不能少于18個(gè)徑向隧道軸；向上傾斜5°~10°樹(shù)脂安裝套管。為了確保套管固定牢靠，應(yīng)使用足量的環(huán)氧樹(shù)脂充填接收器孔。如果孔的直徑不超過(guò)深度厚度置_________________________________3.1.6地震波反射法是物探方法中一個(gè)基本的原理方法，國(guó)內(nèi)外很多隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)儀器設(shè)備均以此為原理而研制，如TSP203、TGP等或者類似的名稱，這些名稱均為生成超前預(yù)報(bào)設(shè)備廠家獨(dú)立為其命5.1本標(biāo)準(zhǔn)建議在隧道的勘測(cè)設(shè)計(jì)階段要將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)納入其范疇，并宜將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)費(fèi)用納入5.2本標(biāo)準(zhǔn)建議必須將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作為工序納入施工組織管理，作為隧道開(kāi)挖的必備跟蹤探測(cè)的方法為主，重點(diǎn)地段的超前鉆探為輔助的綜合超6.1.2隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作是一項(xiàng)高度專業(yè)化的工作，其中涉及到地質(zhì)、物探、鉆探等多種探測(cè)手6.1.3針對(duì)不同地段地質(zhì)情況和預(yù)報(bào)目的，進(jìn)行必要的技術(shù)比選，選擇針對(duì)性、適用性強(qiáng)的方法和設(shè)6.1.7隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)也是一門正在發(fā)展中的技術(shù)，技術(shù)人員工作中應(yīng)積極慎重地采用新技術(shù)、新3地質(zhì)預(yù)報(bào)單位根據(jù)批準(zhǔn)的方案實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，在實(shí)施隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作時(shí)，應(yīng)進(jìn)行以4隧道施工過(guò)程中，對(duì)已開(kāi)挖的隧道段，開(kāi)展掌子面和側(cè)壁圍巖的巖性、產(chǎn)狀、層間結(jié)合程度等5在超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施的過(guò)程中宜采用多種勘察探測(cè)手段進(jìn)行預(yù)報(bào)6對(duì)未開(kāi)挖的隧道段，采用地震波反射法進(jìn)行全覆蓋的長(zhǎng)距離超前探測(cè)，結(jié)合前述的地質(zhì)調(diào)查和7對(duì)長(zhǎng)距離探測(cè)中發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)異常帶，用地質(zhì)雷達(dá)、高分辨直流電法等短距離物探手段進(jìn)行跟蹤6.3本標(biāo)準(zhǔn)旨在明確隧道各參建單位對(duì)于隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的職責(zé)與分工，確保超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作能7.2通過(guò)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，可以及時(shí)掌握和反饋隧道地質(zhì)條件信息，調(diào)整和優(yōu)化隧道設(shè)計(jì)參數(shù)、防7.6地層分界線、構(gòu)造線的地下和地表相關(guān)性分析主要采用、地質(zhì)測(cè)繪法和地面地質(zhì)界面和地質(zhì)體投7.7對(duì)隧道地質(zhì)復(fù)雜程度進(jìn)行分級(jí)，是地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施技術(shù)措施和方案編制的基礎(chǔ)和重點(diǎn)，應(yīng)綜合考慮8.1.1地質(zhì)調(diào)查是一種傳統(tǒng)的、實(shí)用和基本的施工地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，是其它預(yù)報(bào)方法的基礎(chǔ)，各種施工8.1.3對(duì)有爭(zhēng)議的相關(guān)重大地質(zhì)問(wèn)題和地段，應(yīng)補(bǔ)充必要的地面地質(zhì)調(diào)查工作。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作一8.3.3地質(zhì)調(diào)查法不占用開(kāi)挖工作面施工時(shí)間、不干擾施工、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，提交資料及時(shí)，9.3地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)預(yù)報(bào)距離較短一般不超過(guò)35m，主要用于對(duì)局部地質(zhì)情況進(jìn)行探測(cè)，獲得更高精確1雷達(dá)電磁波在巖土介質(zhì)中傳播時(shí)，由于巖土體的完整性、含水性和電性特征的差異，導(dǎo)致雷達(dá)2資料的解釋依據(jù)波形特征判斷目標(biāo)性質(zhì)，還采用追蹤橫波在橫向和縱向上的延續(xù)和變化，對(duì)應(yīng)緩，同相軸短；深部偶有反射信號(hào)，幾乎沒(méi)有同相軸或很少。見(jiàn)說(shuō)明圖9.5-1、9.5-2；當(dāng)出現(xiàn)分界面圓團(tuán)通圓照防限口W園□0語(yǔ)題目 (100Mhz的天線探測(cè))。見(jiàn)說(shuō)明圖9.5-3、9.5-4;③數(shù)據(jù)記錄：放炮時(shí)，準(zhǔn)確填寫隧道內(nèi)放炮記錄，在放炮過(guò)程中應(yīng)采用炮序號(hào)遞增或遞減的方式①在震源激發(fā)時(shí)，須停止隧道施工作業(yè)，特別停止是造成振動(dòng)干擾的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，保證數(shù)據(jù)采集質(zhì)③根據(jù)接收到的地震波信號(hào)能量，檢查信號(hào)是否過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱。若直達(dá)波信號(hào)過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱，應(yīng)將炸④若初至后出現(xiàn)鳴振，表明接收器單元沒(méi)有與圍巖耦合好或可能是由于套管內(nèi)污8如果首波中橫波同相軸不明確，采取利用縱波速度除以某系數(shù)的辦法計(jì)算橫波速度是不宜的。巖為800Hz～1500Hz。因此地震波接收裝置應(yīng)與隧道圍巖直接和可靠接觸，如果通過(guò)固結(jié)管材間接比速度曲線是由掌子面前方反射界面形成的反射1當(dāng)縱波估算速度相對(duì)已開(kāi)挖段巖體速度稍有變小，且縱橫波的反射幅度比介于0.06～0.08之2當(dāng)縱波估算速度相對(duì)已開(kāi)挖段巖體速度不變或基本一致，且橫波的反射幅度比比縱波小，其值3當(dāng)縱波估算速度相對(duì)已開(kāi)挖段巖體速度顯著變小，且縱波的反射幅度比大于0化的殘積土或軟弱帶)的情況，需要引起注意。以上動(dòng)態(tài)響應(yīng)的總結(jié)僅適用于不良地質(zhì)單元與隧道呈大角度相交(大于30°)的情況，角度較小當(dāng)掌子面前方(有效探測(cè)距離內(nèi))不存在影響隧道開(kāi)挖、安全和穩(wěn)定的大結(jié)構(gòu)面時(shí)，TGP成果的動(dòng)1縱波估算速度相對(duì)已開(kāi)挖段巖體速度基本不變化或者是以很小的幅度變化；反射面的反射幅度比一般小于0.06。2擬地震波曲線不會(huì)出現(xiàn)寬度大且余震長(zhǎng)的特征。3偏移歸位圖上基本沒(méi)有顏色強(qiáng)烈變化且寬度較大的異常帶，對(duì)于一些幅度小、寬度小的異常，4盡管探測(cè)成果圖上的反射面較多且密集，但反射幅度比小于0.06,縱波估算速度也基本不變或縱橫波繞縱橫波繞紅線為波軸w同側(cè)檢波器綜合成果圖