隧道超前地质预报之隧道地质条件与TSP探测

1、隧道地质条件与TSP探测8/10/20221 目录概述地质构造及其工程评价地震地质解释的理论根底TSP探测事例结束语8/10/20222 概述在山区修建高速公路和铁路都离不开隧道。随着环保和建筑技术指标的高要求，许多穿山越岭地段采用隧道通过代替了以往的盘山绕路。由于采用隧道方案，不仅保护了环境，而且改善了路线技术指标，缩短了里程和行车时间，提高了运营效益。山区地质条件复杂性，表现在岩层的多变性和构造运动的频繁性。而剧烈的构造运动造成岩层发生变形，岩层会被各种结构面如层面、节理、断层等所切割，为地下水的活动提供了有利的条件，造成岩体的不稳定性。8/10/20223 概述隧道施工地质条件主要包括水

2、文地质、工程地质条件两大方面。其中，地层的含水性和地质构造，是影响隧道施工的主要地质因素。隧道掌子面前方和周围不良地质条件极易引起隧道塌方、涌水，导致人身伤害、设备损坏、工期延误，从而造成巨大的经济损失。由于隧道围岩地质的复杂性和不可见性，所以，在施工时有必要采用超前地质预报方法，获得掌子面前方围岩的地质情况和力学参数，对隧道挖掘确保施工质量和平安起到至关重要的作用。 8/10/20224 概述TSP方法是目前隧道施工地质预报中先进的方法之一，是一种采用地球物理探测手段来解决隧道施工中的地质问题。因此，在TSP探测预报过程中，必须深入了解隧道的地质情况，从数据采集、处理和评估各个环节做到有的放

3、矢，才能确保地质预报的可靠性、准确性。8/10/20225 地质构造及其工程评价所谓地质构造，是指组成地壳的岩层和岩体在内、外动力地质作用下发生的变形，从而形成诸如褶皱、节理、断层、劈理以及其他各种面状和线状构造等。也就是构造运动在岩层和岩体中遗留下来的各种构造形迹。地质构造分为水平构造、倾斜构造、褶皱构造和断裂构造等四种根本类型，它们可以构成不同规模、不同类型的复杂的构造体系。不同的地质构造，其表现形式和特点各不相同，对隧道施工的影响也不同。 8/10/20226 褶皱褶皱是指岩石受力发生的弯曲变形 8/10/20227 褶皱的工程评价褶皱构造对工程建筑的影响：褶皱核部岩层由于受水平挤压作用

4、，产生张裂隙，直接影响到岩体完整性和强度，在石灰岩地区还往往使岩溶较为发育，所以必须注意岩层的坍落、漏水、涌水问题。在褶皱翼部，重点注意岩层的倾向及倾角的大小，因为它对岩体的滑动有一定影响。对于深埋地下工程隧道，背斜的顶部岩层处在张力带中，易引起塌陷。构造盆地向斜核部是储水较丰富地段。8/10/20228 褶皱的工程评价隧道向斜地质纵剖面P2CP2wP1m1号溶洞60m2号溶洞30m3号溶洞8/10/20229 褶皱的工程评价8/10/202210 褶皱的工程评价宜万铁路齐岳山隧道8/10/202211 褶皱的工程评价宜万铁路齐岳山隧道8/10/202212 褶皱的工程评价宜万铁路齐岳山隧道8

5、/10/202213 褶皱的工程评价10.12MPa10.22MPa7.4MPa8/10/202214 节理构成地壳的岩体受力作用后发生变形，当变形到达一定程度时，岩体的连续性和完整性遭到破坏，产生各种大小不一样的断裂称为断裂构造。断裂构造主要分为节理和断层两大类。凡岩体沿破裂面没有明显位移的称节理；岩体沿破裂面两侧发生了明显位移或较大错动的称断层。断裂构造在地壳中广泛分布，它往往是工程岩体稳定性的控制性因素。8/10/202215 节理的工程地质评价节理对岩体的强度和稳定性均有不利影响。节理破坏了岩石的整体性，促使风化速度加快。增强了岩体的透水性，使岩体强度和稳定性降低。容易发生崩塌或碎落。

6、8/10/202216 断层岩体沿破裂面两侧发生了明显位移或较大错动的称断层。破碎带影响带8/10/202217 断层的工程地质评价 断层破坏了岩体的完整性，断裂面的抗剪强度远低于岩体其它部位的抗剪强度。因此，断层一般从以下几个方面对工程建筑产生影响。断层降低了地基岩体的强度及稳定性。断层破碎带力学强度低，压缩性增大，会发生较大沉陷，易造成建筑物断裂或倾斜。断裂面是极不稳定的滑移面，对岩质边坡稳定及桥墩稳定常有重要影响。断裂构造带不仅使岩体破碎，而且断层上、下盘的岩性也可能不同，如果在此处进行建筑工程，有可能产生不均匀沉降。8/10/202218 断层的工程地质评价隧道工程通过断裂破碎带地段，

7、易发生坍塌甚至冒顶。沿断裂破碎带地段易形成风化深槽及岩溶发育带。断裂构造破碎带常为地下水的良好通道，地下热水的出露也常为断裂构造的控制。另一方面，断裂挤压带也可以成为地下水的隔水墙。构造断裂带在新的地壳运动影响下，可能发生新的移动。因为构造断裂带是地壳表层薄弱地带，假设有新的地壳运动发生时，往往引起附近断裂产生新的移动，从而影响建筑物的稳定。8/10/202219 断层的工程地质评价花岗岩花岗岩8/10/202220 岩浆岩体产状与构造岩盘与岩盆8/10/202221 岩浆岩体产状与构造岩床、岩鞍8/10/202222 岩浆岩体产状与构造岩墙、岩株8/10/202223 岩溶在可溶性岩石地区，

8、地下水和地表水对可溶岩进行化学溶蚀、机械侵蚀、迁移、堆积作用，形成各种独特地貌形态的地质现象，总称为岩溶。这种地质作用称为“岩溶作用，所产生的地质现象称为“岩溶现象，岩溶又称为“喀斯特。8/10/202224 岩溶的形态特征 形成部位岩溶形态地表溶沟、石牙、孤峰、干谷、溶蚀洼地、溶蚀平原、岩溶湖、石林地下溶蚀漏斗、落水洞及竖井、溶洞、暗河、地下湖、溶隙、溶孔、石柱、石钟乳、石笋、残积土8/10/202225 岩溶的形态特征8/10/202226 岩溶的形态特征8/10/202227 岩洞发育的根本条件与分布规律 发育条件岩石的可溶性岩层的透水性水的溶解能力水的运动状态分布规律岩性的影响地质构造的影响地形的影响气候的影响新构造运动的影响8/10/202228 地震地质解释的理论根底8/10/202229 TSP探测事例岩浆岩探测岩溶探测8/10/202230 岩浆岩探测侵入岩钻探设计240米宽类围岩隧道底埋深112m8/10/202231 岩浆岩探测8/10/202232 岩浆岩探测预报岩浆岩分布区37米8/10/202233 岩溶探测8/10/202234 岩溶探测原始数据18/10/202235 岩溶探测8/10/20223