高铁隧道施工作业指导书.doc

合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 1 目目 录录 1 超前地质预报作业指导书.1 1.1 编编制依据制依据1 1.2 地理位置及地理位置及编编制范制范围围1 1.3 地地质质概况概况1 1.3.1 自然地理概况自然地理概况.1 1.3.2 工程地工程地质质及水文地及水文地质质.2 1.4 超前地超前地质预报质预报的的实实施方案施方案3 1.4.1 施工超前地施工超前地质预报质预报目的目的.3 1.4.2 超前地超前地质预报质预报工作内容工作内容.3 1.4.3 施工超前地施工超前地质预报总质预报总体方案体方案.3 1.5 施工超前地施工超前地质预报质预报方法方法4 1.5.1 地地质调查质调查.4 1.5.2 地地质质素描素描.6 1.5.3 tsp 超前地超前地质预报质预报.6 1.5.4 红红外探外探测测.9 1.5.5 地地质质雷达雷达.10 1.5.6 超前地超前地质质探孔探孔.11 1.5.7 综综合地合地质预报质预报.14 1.6 成果成果资资料料14 1.6.1 即即时报时报告告.14 1.6.2 日常日常报报告告.14 1.6.3 最最终终成果成果报报告告.14 1.7 超前地超前地质预报资质预报资源配置源配置15 1.7.1 组织组织机构机构.15 1.7.2 人人员员配置配置.16 1.7.3 投入的主要投入的主要仪仪器器设备设备.17 1.8 超前地超前地质预报质预报的工期的工期18 1.9 超前地超前地质预报质质预报质量保量保证证措施措施18 1.10 超前地超前地质预报质预报安全保安全保证证措施措施19 2 监控量测作业指导书23 2.1 隧道隧道监监控量控量测测技技术实术实施方案施方案编编制依据制依据.23 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 2 2.2 工程概况工程概况.23 2.3 隧道隧道监监控量控量测测内容及其技内容及其技术术要求要求.24 2.3.1 监测项监测项目目.24 2.3.2 主要主要监监控量控量测测作作业业.24 2.3.3 监监控控项项目目动态动态量量测频测频率率.29 2.3.4 量量测测流程流程.30 2.3.5 技技术术要求要求.30 2.4 隧道隧道监监控量控量测测数据采集、分析与数据采集、分析与应应用用31 2.4.1 原原则则.31 2.4.2 数据采集数据采集.32 2.4.3 量量测测数据数据处处理与分析理与分析.33 2.4.4 信息反信息反馈馈与与监监控控.34 2.5 隧道隧道监监控量控量测测管理措施管理措施.36 2.5.1 监监控量控量测组织测组织管理管理.36 2.5.2 质质量管理措施量管理措施.37 2.6 提交成果提交成果.38 3 开挖爆破作开挖爆破作业业指指导书导书39 3.1 编编制目的制目的.39 3.2 编编制依据制依据.39 3.3 编编制原制原则则.39 3.4 工程概况工程概况.40 3.4.1 工程位置及工程范工程位置及工程范围围.40 3.4.2 工程地工程地质质.40 3.5 总总体开挖施工方案体开挖施工方案.40 3.6 洞口段开挖洞口段开挖.41 3.7 洞身段开挖洞身段开挖.41 3.8 工作程序工作程序.43 3.9 质质量保量保证证措施措施.45 3.10 安全保安全保证证措施措施.46 3.11 施工施工环环水保和水保和职业职业健康健康.47 3.12 施工施工时时注意事注意事项项.48 4 拱架作拱架作业业指指导书导书.48 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 3 4.1 编编制目的制目的.48 4.2 编编制依据制依据.48 4.3 编编制原制原则则.48 4.4 工程概况工程概况.49 4.4.1 工程位置及工程范工程位置及工程范围围.49 4.4.2 工程地工程地质质.49 4.5 总总体施工方案体施工方案.49 4.6 施工控制要点施工控制要点.50 4.6.1 拱架加工拱架加工.50 4.6.2 拱架拱架检验查检验查收收.50 4.6.3 拱架安装拱架安装.50 4.6.4 喷喷射混凝土射混凝土.50 4.6.5 拱架尺寸、位置拱架尺寸、位置 51 4.7 安全保安全保证证措施措施.51 4.8 施工施工环环水保和水保和职业职业健康健康.51 5 钢钢筋网作筋网作业业指指导书导书.52 5.1 编编制目的制目的52 5.2 编编制依据制依据.52 5.3 编编制原制原则则.52 5.4 工程概况工程概况.52 5.4.1 工程位置及工程范工程位置及工程范围围.52 5.4.2 工程地工程地质质.53 5.5 钢钢材作材作业业的主要施工的主要施工设备设备机具机具.53 5.6 钢钢材材进场进场的的检查检查.53 5.7 加工加工钢钢材前后必材前后必须须符合的符合的规规定定.53 5.8 焊焊接作接作业业.54 5.9 安装安装.55 5.10 主要施工方法主要施工方法.56 5.11 成品保成品保护护.57 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 4 5.12 安全保安全保证证措施措施.57 5.13 施工施工环环水保和水保和职业职业健康健康.57 6 超前小超前小导导管作管作业业指指导书导书.58 6.1 编编制目的制目的.58 6.2 编编制依据制依据.58 6.3 编编制原制原则则.58 6.4 工程概况工程概况.59 6.4.1 工程位置及工程范工程位置及工程范围围.59 6.4.2 工程地工程地质质.59 6.5 工工艺艺流程及技流程及技术术要求要求.59 6.5.1 小小导导管管设计设计参数参数.59 6.5.2 超前小超前小导导管施工工管施工工艺图见艺图见下下图图.59 6.5.3 施工方法施工方法.60 6.5.4 施工技施工技术术措施措施.60 6.6 质质量要求及保量要求及保证证措施措施.61 6.7 安全保安全保证证措施措施.61 6.8 施工施工环环水保和水保和职业职业健康健康.62 7 锚锚杆作杆作业业指指导书导书.62 7.1 编编制目的制目的.62 7.2 编编制依据制依据.63 7.3 编编制原制原则则.63 7.4 工程概况工程概况.63 7.4.1 工程位置及工程范工程位置及工程范围围.63 7.4.2 工程地工程地质质.63 7.5 总总体施工方案体施工方案.64 7.5.1 施工准施工准备备工作工作.64 7.5.2 开挖后初开挖后初喷喷.64 7.5.3 测测量放量放线线.64 7.5.4 锚锚杆施工杆施工.65 7.6 质质量保量保证证措施措施.65 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 5 7.7 安全保安全保证证措施措施.66 7.8 施工施工环环水保和水保和职业职业健康健康.66 8 喷喷射混凝土作射混凝土作业业指指导书导书.67 8.1 编编制目的制目的67 8.2 编编制依据制依据67 8.3 编编制原制原则则67 8.4 工程概况工程概况68 8.4.1 工程位置及工程范工程位置及工程范围围.68 8.4.2 工程地工程地质质.68 8.5 钢钢材材进场进场的的检查检查68 8.6 钢钢材加工前后相关材加工前后相关规规定定.68 8.7 焊焊接作接作业业69 8.8 安装安装70 8.9 主要施工方法主要施工方法71 8.10 成品保成品保护护72 8.11 质质量要求及保量要求及保证证措施措施72 8.11.1 钢钢筋网片加工筋网片加工.72 8.11.2 钢钢筋网片存放、运筋网片存放、运输输 72 8.11.3 钢钢筋网片安装筋网片安装.72 8.11.4 钢钢筋网片筋网片检查验检查验收收.72 8.12 安全保安全保证证措施措施73 8.13 施工施工环环水保和水保和职业职业健康健康73 9 防排水作防排水作业业指指导书导书.74 9.1 编编制目的制目的74 9.2 编编制依据制依据74 9.3 适用范适用范围围74 9.4 工工艺艺流程及技流程及技术术要求要求74 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 6 9.4.1 防排水防排水设计设计74 9.4.2 排水盲管施工排水盲管施工75 9.4.3 防水板施工防水板施工75 9.4.4 止水止水带带及止水条施工及止水条施工80 9.5 劳动组织劳动组织82 9.6 机具机具设备设备82 9.7 质质量要求量要求82 9.7.2 防水工程的防水工程的质质量要求量要求82 9.7.3 分分项验项验收收标标准准83 9.8 施工注意事施工注意事项项85 10 二次二次衬衬砌作砌作业业指指导书导书86 10.1 编编制目的制目的86 10.2 编编制依据制依据86 10.3 编编制原制原则则86 10.4 工程概况工程概况86 10.5 整体方案整体方案87 10.6 劳劳力、机械力、机械设备设备配置配置.88 10.7 施工工施工工艺艺及技及技术术要求要求88 10.7.5 仰拱、仰拱填充施工工仰拱、仰拱填充施工工艺艺 .97 10.7.6 预预埋件埋件.98 10.8 质质量保量保证证措施措施98 10.9 安全保安全保证证措施措施99 10.10 施工施工环环水保和水保和职业职业健康健康100 11 施工施工环环水保作水保作业业指指导书导书101 11.1 编编制依据制依据101 11.2 工程概况工程概况101 11.2.2 工程地工程地质质101 11.3 环环境保境保护护、水土保持、文物保、水土保持、文物保护护目目标标101 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 7 11.3.1 环环境保境保护护101 11.4 施工施工环环保、水土保持管理体系保、水土保持管理体系.103 11.5 施工施工环环保、水土保持措施保、水土保持措施.105 12 注注浆浆作作业业指指导书导书108 12.1 编编制目的制目的.108 12.2 编编制依据制依据.108 12.3 编编制原制原则则.108 12.4 工程概况工程概况108 12.4.1 工程位置及工程范工程位置及工程范围围.108 12.4.2 工程地工程地质质.109 12.5 施工方法施工方法.109 12.6 施工管理施工管理111 12.7 施工中的技施工中的技术术保保证证措施措施112 12.8 安全保安全保证证措施措施112 12.9 施工施工环环水保和水保和职业职业健康健康112 13 洞口大管棚作洞口大管棚作业业指指导书导书113 13.1 编编制目的制目的.113 13.2 编编制依据制依据.113 13.3 编编制原制原则则.113 13.4 工程概况工程概况114 13.4.1 工程位置及工程范工程位置及工程范围围.114 13.4.2 工程地工程地质质.114 13.5 施工流程施工流程.114 13.6 施工方法施工方法.114 13.7 质质量控制措施量控制措施.116 13.8 安全生安全生产产措施措施.116 13.9 环环境保境保护护措施及措施及职业职业健康健康.117 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 8 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 1 1 超前地超前地质预报质预报作作业业指指导书导书 1.1 编编制依据制依据 1.现行的国家有关方针政策，以及国家和铁道部有关法律、规范、验标、施工指南和 铁道部最新规章制度等； 2.新建合肥至福州铁路徐墩隧道初步设计文件和图纸； 3.铁道部建设司发布的铁路工程施工组织设计指南（铁建设2009226 号）； 4.铁道部工程管理中心关于印发客运专线铁路指导性施工组织设计指南的通知 （工管工200772 号）； 5.已完工和在建的铁路客运专线建设研究及试验成果 6.铁路隧道超前地质预报技术指南，中华人民共和国铁道部，2008.08.01。 1.2 地理位置及地理位置及编编制范制范围围 合福铁路 hfmg-6 标段位于福建省东北部地区建瓯市，本标段正线起讫里程为 dk630+331.95dk681+995 共 51.663 km。其中区间正线桥梁 43 座 13.9km，隧道 15.5 座 32.76km，车站 1 个,桥隧总长 46.66km，桥隧比 90.3。线路由 5 标段莆建村进入我 标段屏山隧道、经过下坑、北津村、溪口、徐墩隧道、建瓯西车站、七里街、桔园、穿南雅 隧道、狮山、理龙口、过大横隧道进入标段。 其中徐墩隧道隧道全长 380.2m，起讫里程：dk636+050.8dk636+431，隧道位于 福建省建瓯市徐墩镇境内，全隧道位于直线上，隧道级围岩 110m，级围岩 50m， 级围岩 193.2m，明洞 27m，隧道进口采用喇叭口倒切开孔式缓冲结构，隧道出口采用帽 檐斜切式洞门结构。 1.3 地地质质概况概况 1.3.1自然地理概况自然地理概况 徐墩隧道地属福建省建瓯市，属热带海洋气团与极低大陆气团交替控制和相互角逐 交绥的地带，副热带季风现象明显。属四季温暖湿润，海洋性气候较强。雨量充沛，日照 充足，夏长冬短，四季分明。冬季少雨无严寒，春季阴湿多雨水，夏季炎热多台风，秋季 天晴日照足。全年平均气温在 1919.9，最热月（七月）平均气温为 3234，极端最 高气温 41.8，最冷月（一月）平均气温为 9.7，最低气温零下 9.7左右。年平均降雨量 为 1653mm，24 小时最大降雨量为 218.3mm。汛期多东南风，间有东北风和西南风，最大 风速高达 40 m/s。 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 2 1.3.2工程地工程地质质及水文地及水文地质质 1.地形地貌 徐墩隧道位于中低山丘陵区，地势起伏较大，自然坡度一般为 2025，植被较发 育，多为松树林等。 2.地层岩性 徐墩隧道线路所经地区大部分为低山丘陵及丘间谷地区，地层岩性复杂，地层从上 到下依次为： qel+dl粉质粘土，褐黄色，硬塑，分布在上坡表层； k1s 含角砾凝灰岩，浅灰色，灰白色，全风化层呈土状；强风化层岩体破碎，节理 裂隙发育；以下为弱风化，岩层产状大致为 1037，节理发育，一组节理产状 11060： 另一组节理产状为 23060。 表 1-3-1 隧道围岩分级表 围岩级别 隧道 名称 中心里程 长度 (m) 起讫里程 徐墩 隧道 dk636+240. 9 380.2/ dk636+180 +290 总长 110m。 dk636+160+1 80 dk636+290+3 20 总长 50m。 dk636+050.8+160 dk636+320+431 总长 193.2m。 dk636+050. 8+431 3.地质构造 隧址范围内构造较复杂简单,节理裂隙较发育，地下水为基岩裂隙水，进出口段地 下水较发育。地下水无化学侵蚀性。碳化环境作用等级为 t2。 4.地震动参数 根据 1：400 万中国地震动参数区划图（gb18306-2001），沿线地震动参数划分如 下： （1）地震动峰值加速度值为 0.05g。 （2）地震动反应谱特征周期为 0.35s。 5.水文地质 隧道穿越、地层岩性为表层为残坡积粉质黏土、硬塑；下伏基岩为 k1s 含角砾 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 3 凝灰岩，全风化呈土状；强风化层岩体破碎，节理裂隙发育；底下水为基裂隙水，较发育； 隧道级地层岩性为 k1s 含角砾凝灰岩，浅灰色，灰白色，弱风化，岩石较坚硬，岩体较 完整，节理较发育。底下水为基岩裂隙水，不发育。 6.主要风险源辨识 徐墩隧道主要风险评估为坍塌冒顶、掉块。 1.4 超前地超前地质预报质预报的的实实施方案施方案 1.4.1施工超前地施工超前地质预报质预报目的目的 1.进一步查明前期没有探明的、隐伏的重大地质问题，进而指导隧道施工的顺利进 行； 2.降低地质灾害发生的机率，判定保证隧道施工安全； 3.为隧道变更设计提供地质依据； 4.为编制竣工文件提供地质资料。 1.4.2超前地超前地质预报质预报工作内容工作内容 按照图纸提供的地质资料，以及现场的具体情况针对以下地质问题进行地质预报， 从而判定其对施工的影响程度： 1.断层及断层影响带的位置、规模及其性质； 2.软弱夹层的位置、规模及其性质； 3.不同岩性、围岩级别变化界面的位置； 4.工程地质灾害可能发生的位置和规模； 5.含水构造的位置、规模及其性质。 1.4.3施工超前地施工超前地质预报总质预报总体方案体方案 根据区域地质资料和初步设计文件，结合现场实际情况，制定预报方案，针对不同 地段的工程地质情况进行地质预报重要性分级，不同级别的地段采取不同的预报手段， 以达到既预报准确又节省有限预报资源的目的。 地质复杂隧道的地质预报应采取长距离宏观预报与短距离准确预报相结合、隧道洞 内探测与洞外地面地质调查相结合、地质方法与物探方法相结合，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。超前预报工作流程见图 1-4-1。 长距离预报主要采用地质分析法，根据地面测绘和其它基础资料对隧道通过区的地 质界线、地层岩性、地质构造、围岩级别、储水构造、富水规模以及其它不良地质及特殊 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 4 地质发育情况进行长距离、宏观预测预报，分析和把握存在的主要工程地质问题、主要 地质灾害隐患及其分布范围、在隧道内揭示的大致里程等，从而制定预报预案，并根据 揭示情况进行不断的修正。 中长距离预报是在长距离预报的基础上采用地震反射波法、深孔水平钻探等对掌子 面前方 30350m 范围内的地质情况作进一步的预报，如对不良地质体的位置、规模、性 质作较为详细的预报，粗略的预报围岩级别和地下水情况等。 短距离预报是在中长距离预报的基础上采用掌子面素描、红外探水、超前钻孔等方 法进行预报，探明掌子面前方 30m 范围内地层岩性、地质构造、不良地质及地下水出露 情况等，对可能有突泥、突水和其它不良地质情况的地段应进行钻孔验证。 根据不同的地质灾害分级，针对不同类型的地质问题，选择不同的方法和手段开展 超前地质预报。 图 1-4-1 超前地质预报工作流程图 1.5 施工超前地施工超前地质预报质预报方法方法 根据测区的地质条件，隧道超前地质预报工作采用由面到点、长短结合、地面调查 与洞内预报相结合、定性与定量相结合的方法，确保预报的准确性。 1.5.1地地质调查质调查 地质调查、素描 tsp200红外探水其他预测手段 地质雷达hsp 声波 超前深孔探测 工程与水文试验 收集分析判断反馈上报 确定施工方案 隧道施工 正常 异常 正常 异常 3050m 超前钻孔 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 5 1.调查目的 核对勘测资料，掌握隧道所在地区的地层岩性、地质构造、不良地质及水文地质情 况，为隧道内地质预报提供方向性的依据。 2.调查范围 根据勘察单位提供的隧道工程地质图，调查范围主要为隧道进出口及隧道中线两侧 各 12.5km 的范围。 3.调查内容 (1) 地层岩性 主要调查地层的地质时代、岩层厚度、层间结合程度、岩层产状、岩性、岩石硬度、 风化程度等。 图 1-5-1 技术人员在测量煤层地质参数 (2) 地质构造 主要调查断层、破碎带及节理裂隙特征。断层的产状、性质、破碎带宽度、破碎带的 成分、破碎带的含水情况以及与隧道的关系。节理裂隙的组数、产状、间距、充填物质、 延伸长度、张开度及节理面的起伏情况，节理裂隙的组合状况。 (3) 不良地质 主要调查隧址内滑坡的性质、规模、以及对隧道的影响。采空区的分布、规模及巷道 充填情况。 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 6 (4) 地下水的特征 调查隧道范围内的泉水、井水、水塘、水库、沟水、河水及其水量、水文、水质的变化 等。 1.5.2地地质质素描素描 隧道开挖后及时记录隧道洞身和掌子面地质情况的一种方法，它是地质调查的细化 和补充，结合勘察和地质调查取得的地质资料可以预测隧道前方地质情况，同时为隧道 运营维护提供全面准确的地质资料。 1.素描内容 (1) 地层岩性 岩层厚度、层间结合程度、岩层产状、岩性、岩石硬度、风化程度等。 (2) 地质构造 断层破碎带带宽度、破碎带的成分及胶结程度、破碎带的含水情况以及与隧道的关 系。节理裂隙特征节理裂隙的组数、产状、间距、充填物质、延伸长度、张开度及节理面 的起伏情况，节理裂隙的组合状况。围岩变形、掉块、坍塌等 (3) 地下水的特征 出水点位置、水量、水压、水温、水色、悬浮物（泥砂等）测定；出水点和地质环境（地 层、构造、岩溶、暗河等）的关系；与地表相关气象、水文观测；洞内涌水与地表径流、降 雨的关系；必要时进行水样分析。 2.围岩稳定性评价和预报 根据地质素描得到地层岩性、地质构造、不良地质、水文地质特征等，判定围岩完整 性和围岩分级，结合勘察和地质调查取得的地质资料预测隧道前方地质情况。 3.资料提交 对拱顶和左右边墙进行素描，绘制地质素描成果展示图（60m/张）。 1.5.3 tsp超前地超前地质预报质预报 tsp 超前地质预报系统是专门为隧道和地下工程超前地质预报研制开发的目前世 界上在这个领域最先进的设备，它能方便快捷地预报掌子面前方较长范围内的地质情况， 它弥补传统地质预报方法只能定性预报无法定量预报的缺陷，为更准确的地质预报提供 了一种强有力的科学方法和工具，它不仅可以及时地为变更施工工艺提供依据，而且可 以减少隧道施工中突发性地质灾害的危险性，为隧道施工提供施工更安全保障，减少人 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 7 员和设备的损伤，同时也就带来很大的经济效益。 tsp 预报按照设计每次探测不小于 100m，在主要的断层破碎带前方 100m，宽大节 理密集带、喷出岩接触带前方 30m 施做 tsp，两次预报重叠 10m 以上，每次探测结果与 开挖揭示情况作对比分析。 1.预报原理 tsp 超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报 隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况的，tsp 方法属于多波多分量高分辨率地震反 射法。地震波在设计的震源点（通常在隧道的左或右边墙，大约 24 个炮点）用小量炸药 激发产生，当地震波遇到岩石波阻抗差异界面（如断层、破碎带和岩性变化等)时，一部 分地震信号反射回来，一部分信号透射进入前方介质。反射的地震信号将被高灵敏度的 地震检波器接收，数据通过 tspwin 软件处理，就可以了解隧道工作面前方不良地质体 的性质（软弱带、破碎带、断层、含水等）和位置及规模。 2.设备 采用 tsp200 超前地质预报系统，系统主要组成（见图 1-5-2）： 图 1-5-2 tsp200 设备全图 (1) 记录单元：12 道，24 位 a/d 转换，采样间隔 62.5s 和 125s，最大记录长度为 1808.5ms，动态范围 120db。 (2) 接收器（检波器）：三分量加速度地震检波器，灵敏度为 1000mv/g5%，频率范 围为 0.55000hz，共振频率 9000hz，横向灵敏度1%，操作温度 065。 (3) tspwin 软件：数据采集和处理集于一体。 3.测线布置 (1) 接收器孔 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 8 位置：在隧道边墙，距离掌子面大约 50m。 数量：2 个，隧道左、右边墙各一个。 直径：43-45mm/孔深 2m。 布置：沿轴径向，用环氧树脂固结，向上倾斜 10左右。 高度：离地面 0.5m。 (2) 炮孔 位置：在隧道的右（左）边墙。第一个炮孔离接收器 16m，其余炮孔间距为 1.5m。 数量：24 个 直径：38mm/孔深 1.5m。 布置：沿轴径向，向下倾斜 10-20（激发时水封填炮孔）。 高度：离地面约 0.5m。 4.数据采集与分析 tsp 超前地质预报系统分为洞内数据采集和室内分析处理两部分： (1) 洞内数据采集 洞内数据采集主要由接收器、数据记录设备以及起爆设备三大部分组成，见图 5-3。 洞内数据采集包括打接收器孔、爆破孔、埋置接收器管、连接接收信号仪器、放炮接 收信号等过程。 a、钻接收器孔 2 个，见测线布置。 b、钻爆破孔 24 个，见测线布置。 c、埋置接收器管：将环氧树脂放入接收器孔中， 然后将接收器管旋转插入孔内，15 分钟后环氧树脂、接收器管与周围岩体就能很好地粘结在一起； 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 9 图 1-5-3tsp 洞内数据采集部分示意图 d、装药：每爆破孔装药量大约 75g（岩石 2#乳化炸药），根据围岩软硬完整破碎程度 与距接收器位置的远近而不同； e、连线：将设备各组件及爆破导火线联接好； f、放炮、接收信号 g、拆线、清理设备。 (2) 室内计算机分析处理 采集的 tsp 数据，通过 tspwin 软件进行处理。tspwin 软件处理流程包括 11 个主 要步骤，即：数据设置带通滤波初至拾取拾取处理炮能量均衡q 估计反射 波提取ps 波分离速度分析深度偏移提取反射层。通过速度分析，可以将反射 信号的传播时间转换为 距离（深度），可以用与隧道轴的交角及隧道工作面的距离来确定反射层所对应的地 质界面的空间位置，并根据反射波的组合特征及其动力学特征解释地质体的性质。 通过 tspwin 软件处理，可以获得 p 波、sh 波、sv 波的时间剖面、深度偏移剖面、 提取的反射层、岩石物理力学参数、各反射层能量大小等成果，以及反射层在探测范围 内的 2d 或 3d 空间分布。 5.提交资料 室内分析处理一般在 24 小时内完成并可提交正式成果报告，报告内容主要包括：通 过初步分析，判断前方一定范围内的围岩完整程度、地下水发育状态等，指出前方可能 发生的影响施工安全的因素，并从地质角度提出处理意见等。tsp 报告中附的成果图表： 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 10 现场数据记录表、岩石参数曲线图（横坐标为里程）、二维结果图（横坐标为里程）、岩石 参数表。 6.与隧道施工工序衔接 施钻炮孔和接收器孔可与隧道施工平行作业，由工程施工单位完成，并且数据采集 所用的乳化炸药和瞬发电雷管由施工单位免费提供，届时预报单位以工程联系单形式书 面就钻孔的孔位、孔深、倾斜及炸药和雷管的数量等具体要求与作业公司联系。为洞内 数据采集接收信号时减少噪音，一般要求 45 分钟左右短暂停工。 1.5.4红红外探外探测测 1.基本原理 在隧道中，围岩每时每刻都在向外部发射红外波段的电磁波，并形成红外辐射场， 场有密度、能量、方向等信息，岩层在向外部发射红外辐射的同时，必然会把它内部的地 质信息传递出来。干燥无水的地层和含水地层发射强度不同的红外辐射，红外线探水仪 通过接收岩体的红外辐射强度，根据围岩红外辐射场强的变化值来确定掌子面前方或洞 壁四周是否有隐伏的含水体。 2.现场数据采集 (1)在施工隧道的隧顶和两侧边墙的中部各布置一条测线，5m 点距，发现异常后加 密测点，并初步分析异常的可能原因，如因喷浆、照明灯等干扰影响应与删除，并重测。 (2)在掌子面上均匀布置 9 个测点，发现异常后加密测点，并初步分析异常的可能原 因，如因喷浆、放炮、照明灯等干扰影响应予删除，并重测。 (3)每次探测应对岩体的裂隙发育情况和隧道壁渗水情况进行详细记录。 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 11 图 1-5-4 技术人员对隧洞进行红外线探测 3.资料提交 红外超前探水报告并附对掌子面及三条测线探测的红外场强值曲线图及探测数据 表。 4.红外探水的探测范围 红外探测每循环可探测 30m，为提高预报准确度和精度，采取重叠式预报， 2025m 探测一次，重叠部分对比分析。 1.5.5地地质质雷达雷达 1.预报原理 探地雷达（gpr）是一种宽带高频电磁波信号探测方法，其工作原理（见图1-5-5）是由 发射天线t向隧道掌子面前方将高频（106109hz或更高）的电磁波以宽带短脉冲形式发 出，在电磁波向掌子面前方传播的过程中，当遇到电性差异的目标体（如空洞、裂隙、岩 溶等）时，电磁波便在不同电性介质交界面发生反射，由接收天线r接收反射波。根据雷 达波形、电磁场强度、振幅和双程走时等参数，使用相应雷达资料处理软件对现场采集 的探地雷达数据进行处理和分析，便可得到各测线的成果图，以此推断掌子面前方的地 质构造及目标体的位置、深度和几何形态。 22 11 反射界面 rtrt 掌子面 图 1-5-5 探地雷达 gpr 原理示意图 2.预报方法 作为 tsp 超前地质预报的补充。探测的具体布置根据 tsp200 的预报结果确定，测 线主要布置在掌子面上，分别布置两条横线、两条竖线，每次预报长度 30m，搭接 5m。 3.与施工工序衔接 地质雷达探底要在隧道铺底之前完成，具体探测时间由指挥部工程部安排。掌子面 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 12 前方探测，数据采集前要求作业公司配合对掌子面进行平整处理，使雷达天线与掌子面 能有较好的耦合，移走掌子面附近其他的金属物体。 4.成果资料 室内计算机分析处理一般在 24 小时内完成并报告有关部门。资料整理和处理要求： 雷达记录应清晰，反射波形、同相轴明显，不合格的记录应重测。对合格的记录应根 据记录的情况进行必要的处理如：编辑、滤波、增益、褶积、道分析、速度分析和消除背 景干扰等，求得时间剖面。在时间剖面中应标出探测对象的反射波组，确定反射体的形 态和规模。解释确定反射体的位置、形态，推断其充填情况。必要时应制作模型进行反演 解析。提交以下资料：测线布置图；原始记录；时间剖面；解析参数和解析结果。 1.5.6超前地超前地质质探孔探孔 超前地质钻孔是对 tsp 预报或其他物探手段探测到的不良地质体的确认。在物探 手段单一的情况下超前地质钻孔应连续搭接进行，超前地质钻孔的位置、孔深、数量等 由地质人员根据物探预报成果并结合掌子面附近的地质情况综合分析确定，超前钻孔见 图 1-5-6。 图 1-5-6 超前探孔现场施工图 1.钻进方式 一般采用风动冲击钻进，煤线地层采用泥浆循环钻进，必要时应采用取芯钻进。 2.钻孔数量及深度 必要时在物探预报异常段前方 10m 进行超前钻孔，超过异常段 10m。岩性接触带或 物探一般异常段钻 1 孔，断层带或物探特大异常段，钻孔增至 3 孔，深度 30m，以探明前 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 13 方地层完整性、断层、地下水发育情况（水量、水压、水温、悬浮物等）。 施钻深度满足设计要求并经现场技术人员确定签认后方可停钻。循环预报搭接长度 以 5m 岩盘为宜，以此做安全储备及止浆岩盘。 3.钻孔布置及其参数 图 1-5-7 掌子面钻孔布置示意图(3 孔) 图 1-5-8 掌子面钻孔布置示意图(1 孔) 表 1-5-1 掌子面钻孔布置及参数表(1 孔) 孔号距拱顶距离(m)距中线距离(m)水平角()竖直角()孔深(m)备注 1200+530 岩性接触带 或物探异常段 表 1-5-2 正洞掌子面钻孔布置及参数表(3 孔) 孔号距拱顶距离(m)距中线距离(m)水平角()竖直角()孔深(m)备注 122.5-3+530 222.5+3+530 3300030 断层及影 响带 表 1-5-3 横洞掌子面钻孔布置及参数表(3 孔) 孔号距拱顶距离(m)距中线距离(m)水平角()竖直角()孔深(m)备注 11.51.5-3+530 21.51.5+3+530 断层及影 响带 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 14 32.500030 4.与隧道施工工序衔接 钻机进场退场可与隧道施工平行作业，施钻前为保证工程安全，由工程施工单位安 装孔口管及止水球阀，届时预报单位以工程联系单形式书面就钻孔施钻位置、孔径、要 求施工单位的孔口管数量及技术参数等与施工单位联系。 5.资料提交 超前地质钻孔由地质技术人员进行地质编录和孔内必要的测试后，整理得到超前探 孔成果，内容如下： (1)钻孔柱状图，描述地层、岩性、节理裂隙特征，记录钻孔过程中有价值的信息，提 出围岩完整性评价。 (2)记录出水位置，进行孔内水量、水压、水温等测试，预测隧道涌水量。对于水量大 于 1 升/秒的出水点，建立出水点档案，进行动态观测。 (3)编写钻探报告。 1.5.7综综合地合地质质预报预报 综合地质预报中，常规地质预报是地质预报的基础，只有通过勘察和地质调查才能 从区域范围内了解隧道通过的地层岩性、对隧道施工影响较大的地质构造、不良地质及 地下水特征，再通过地质素描将勘察和地质调查得到的地质信息投影到隧道中，达到细 化和补充的作用，但是常规的地质预报是用已开挖揭露的地质信息来推测前方的地质情 况，只能定性推测，无法达到定量。在此基础上通过 tsp 红外探水预报，取得掌子面前 方的异常信息及异常信息的位置，结合常规地质预报已得到的地质信息，来解释掌子面 前方可能存在的地质问题，从而达到量化效果，但是 tsp 和红外探水等物探方法存在多 解性，加上地质条件的千变万化，往往只能提供异常区可能存在的地质问题。所以我们 在异常区域内实施超前水平探孔，来直接验证异常区内的地质情况。这样的一种立体的、 综合的地质预报方法为隧道施工提供更准确的地质资料，同时也为隧道施工中突发性地 质灾害建立预警预报机制，为隧道施工提供更安全的保障。其具体任务如下： 1.根据对以上超前地质预报结果，综合分析掌子面围岩的岩性、结构、构造和地下水 情况，判断掌子面前方围岩的工程地质、水文地质特征，并依此提出工程措施建议和进 一步预报的方案。 2.将掌子面出现的结构面，通过几何作图进行预报。通过作图确定隧道拱顶、边墙不 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 15 稳定块体规模，提出锚固意见。 3.根据开挖段围岩的工程地质、水文地质特征进行预报结果的验证，提出是否修改 预报方法及参数的意见。 4.根据开挖段及掌子面水文地质情况，提出注浆止水方案建议。 1.6 成果成果资资料料 1.6.1即即时报时报告告 当地质工程师发现超前预报地质情况和设计有明显差异时，以书面的形式向工区和 项目部报告，提出变更意见，配合工区出具变更所需的相关地质资料，并积极参与不良 地质地段工程措施的研究，并从地质角度提出意见。 1.6.2日常日常报报告告 当每次完成地质预报工作后，应在规定时间向工区和项目部提供相应资料。 1.6.3最最终终成果成果报报告告 隧道全部贯通后提交最终成果报告，报告组成如下： 1.地质素描成果展示图（1：200）； 2.tsp 超前地质探测报告； 3.红外探水探测报告； 4.地质雷达探测报告； 5.超前地质钻孔报告； 6.利用其他手段进行超前探测的报告。 1.7 超前地超前地质预报资质预报资源配置源配置 徐墩隧道集区域性断层破碎带、破碎带、高地应力（可能产生硬岩岩爆和软弱围岩 塑性变形）、高地温于一体，地质条件复杂，地质因素可能严重危及施工安全，制约工期。 为确保该隧道按期优质建成，地质工作十分重要。为此，委托专业地质预报机构成立隧 道超前地质预报组，对隧道施工进行全过程监控指导，确保地质预报工作的准确性。 1.7.1组织组织机构机构 徐墩隧道地质条件复杂，为了更好地完成超前地质预报工作，并根据我单位超前地 质预报工作的经验，特成立专职的超前地质预报组，由经验丰富的地质、物探技术人员 组成，配备先进的地质、物探设备。 超前地质预报工作组织机构见图 1-7-1，预报小组管理层职责见表 1-7-1，部门职责 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 16 见表 1-7-2。 地质预报项目部 项目经理 项目总工 地 质 素 描 组 tsp 200 探 测 组 地 质 雷 达 探 测 组 红 外 探 水 探 测 组 超 前 水 平 钻 孔 组 图 1-7-1 隧道超前地质工作组织机构 1.7.2人人员员配置配置 地质预报组负责人：1 人 项目总工程师：1 人 地质工程师：1 人 tsp200 主管工程师：1 人 tsp200 爆破工：1 人 超前探孔队长：1 人 钻 工：10 人 机械维修工：1 人 司机：1 人 表 1-7-1 预报小组管理层职责表 序号岗位 职 责 1 组长 1、作为本项目安全第一责任人，应认真贯彻执行国家基本建设有关安全、质量的方针、 政策，主持项目部全面工作，负责项目部的日常生产组织、管理、质量、安全等事务，直 接对指挥部负责； 2、严格执行国家政府相关职能部门制定的法律、规定、规范、规程及技术标准等； 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 17 序号岗位 职 责 3、负责协调项目部与指挥部、各工区的关系，加强与各相关方的工作联系和沟通交流； 4、严格执行指挥部的各种规章制度和管理办法。 2 副组长 1、加强对员工的安全、质量、服务意识教育，牢固树立安全和文明生产观念； 2、定期组织召开项目部工作、质量、安全例会，总结、研究项目部现阶段生产、管理、安 全、质量情况； 3、积极向指挥部汇报项目部工作、反馈项目信息。对重大问题或重要事项提出行之有 效的方案或意见，供领导决策； 4、协助项目经理，对项目部人员进行日常管理； 3 技术负 责人 1、作为项目第一质量责任人，负责项目部工程质量和技术工作的总体控制： 2、负责技术方案的编制、优化及实施； 3、监督检查技术资料的整理，负责报告等成果技术资料的审核、签发； 4、负责项目部新技术、新成果的推广应用； 5、定期组织项目部技术人员进行技术交流、培训与总结； 6、组织项目部技术人员对施工中的质量、安全、技术问题进行分析和处理， 对重大技 术问题或重要技术事项提出行之有效的解决方案或建议，供领导决策； 7、项目完成后，负责进行技术总结及资料文件归档 表 1-7-2 管理部门职能表 序号部 门职能 外业 采集 数据 负责地质素描、tsp超前探测、超前地质探孔的岗前培训、技术交底，进行现场 数据的采集等。保证各项工作科学、正确、有序开展，为内业资料整理提供完整、 准确的数据，保证资料的准确性。 1工程部 内业 资料 处理 根据现场采集的数据，依据地质知识和相关规范进行资料的分析处理，并结合 设计资料和现场地质情况，出具相应的报告。 安全 管理 负责项目的安全管理工作，主管施工安全保障计划的编制并检查落实；进行人 员岗前安全教育培训、日常安全检查及事故分析，严格安全操作程序，督促作业 人员安全防护品的佩戴和使用。 质量 管理 负责地质预报的质量管理工作，主管质量检查地质预报工作计划的编制并检查 落实，监督地质预报方案、工艺及操作规程的执行情况，制定质量防治措施，组 织质量教育和qc小组。 2 安质部 职业负责编制预防职业健康的规章制和日常检查。 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 18 序号部 门职能 健康 管理 物资 管理 负责地质预报相关仪器及办公用品的入库、点验、登记、保管、发放等管理工作， 搬运、贮存、发放和使用手续完备，记录齐全，具有可追溯性；保障各种材料的 供给，组织搞好物资储备，确保地质预报工作的正常进行。 协调、 沟通、 传递 负责项目部与指挥部、各工区关于地质预报方面问题的沟通与协调，及时把地 质预报成果送至指挥部和各个工区，对于其中重大的地质问题进行探讨及找出 解决问题的办法。 3 综合部 人力 资源 管理 负责项目部的人员管理，根据施工需要进行人员的动态管理。 1.7.3投入的主要投入的主要仪仪器器设备设备 表 1-7-3 仪器设备及型号一览表 序号仪器设备及型号数量产地 1 tsp200超前地质预报仪1台瑞士 2 红外探水仪 hy-3041台北京 3 数码照相机canon1部中日合资 4 水平钻机mk-53台西安 5 地质雷达sir2000或cr-20b1台瑞典 6 计算机2台北京 7打印机 canon1台 中日合资 8 汽车1辆国产 9 地质罗盘1个哈尔滨 1.8 超前地超前地质预报质预报的工期的工期 根据施工进度计划安排，徐墩隧道工程于 2011 年 4 月 16 日开工，2011 年 7 月全面 展开，相继达到稳产高产，隧道工程于 2011 年 10 月 31 日之前全部完成。 1.9 超前地超前地质预报质质预报质量保量保证证措施措施 按照设计文件、 铁路隧道超前地质预报技术指南及建设单位有关要求，编制隧道 超前地质预报实施性施工组织，实施过程中严格技术交底，做到目的明确、清晰地开展 合肥至福州铁路客运专线闽赣段土建工程 hfmg-6 标八工区 徐墩隧道作业指导 书 19 预报工作，使预报质量得到有效的控制，从而切实保证预报的精度和质量。各种方法的 质量保证措施如下： 1.地质素描在每炮后应及时进行，对掌子面、边墙、拱顶及底板围岩的工程地质及水 文地质特征进行详细描述，描述要真实贴切，并辅以适当的图形、图片。在开挖够 60m 后，及时对素描资料进行汇总，并形成展示图。 2.tsp 超前探测前应对炮孔及接收器孔进行测量，其参数应严格满足设计要求；接 收器套管安装要耦合完好，尤其是前端口；检测噪音在低于78db 时方可接收数据，接 收时要保持检测噪音时最安静的状态，接收到的信号要求初值明显；曲线隧道预报的终 点不能偏离隧道中线 3