嵩昆高速隧道地质超前预报、监控量测及质量检测项目实

1、中国交建云南嵩昆高速公路项目一公局分部 隧道监测实施方案PAGE 国家高速速公路网网G855重庆至至昆明高高速公路路嵩明（小铺）至昆明明段高速速公路隧隧道超前前地质预预报、监监控量测测及质量量检测实实施方案案中国交建建云南嵩嵩昆高速速公路项项目一公局分分部第七七标段 二一四四年十一一月目 录录TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc403576668 1工程简简介6 HYPERLINK l _Toc403576669 2 检测测工作组组织机构构设置6 HYPERLINK l _Toc403576670 2.1组组织机构构框图6 HYPERLINK l _Toc40357

2、6673 2.2项项目管理理职责7 HYPERLINK l _Toc403576673 2.3项项目部人人员配置置9 HYPERLINK l _Toc403576673 2.2检检测仪器器配置9 HYPERLINK l _Toc403576674 3检测工工作计划划10 HYPERLINK l _Toc403576675 4检测工工作范围围和内容容11 HYPERLINK l _Toc403576676 4.1隧隧道检测测工作范范围11 HYPERLINK l _Toc403576677 4.2隧隧道检测测工作内内容12 HYPERLINK l _Toc403576678 4.2.1隧道道超前

3、地地质预报报内容12 HYPERLINK l _Toc403576679 4.2.2隧道道监控量量测内容容12 HYPERLINK l _Toc403576680 4.2.3隧道道质量检检测内容容12 HYPERLINK l _Toc403576681 4.3检检测标准准及规范范 PAGEREF _Toc403576681 h 13 HYPERLINK l _Toc403576682 5 隧道道检测方方案及措措施 PAGEREF _Toc403576682 h 13 HYPERLINK l _Toc403576683 5.1隧隧道超前前地质预预报实施施方案 PAGEREF _Toc403576

4、683 h 13 HYPERLINK l _Toc403576683 5.1.1隧道道超前地地质预报报技术方方案要点点 PAGEREF _Toc403576683 h 13 HYPERLINK l _Toc403576683 5.1.2隧道道超前地地质预报报方法、内容、频率及及措施 PAGEREF _Toc403576683 h 13 HYPERLINK l _Toc403576683 5.1.3隧道道围岩工工程类别别的准确确预报20 HYPERLINK l _Toc403576683 5.1.4隧道道超前地地质综合合预报工工艺21 HYPERLINK l _Toc403576683 5.1.

5、5隧道道超前地地质预报报分析判判定及成成果报告告22 HYPERLINK l _Toc403576683 5.1.6成果果提交24 HYPERLINK l _Toc403576683 5.1.7隧道道超前地地质预报报成果举举例24 HYPERLINK l _Toc403576683 5.2隧隧道监控控量测实实施方案案26 HYPERLINK l _Toc403576683 5.2.1监控控量测工工作目的的26 HYPERLINK l _Toc403576683 5.2.2监控控量测工工艺、内内容、频频率、及及措施26 HYPERLINK l _Toc403576683 5.2.3量测测数据处处

6、理方法法38 HYPERLINK l _Toc403576683 5.2.4监控控量测数数据处理理成果应应用43 HYPERLINK l _Toc403576683 5.2.5量测测成果分分析与判判定、提提交的报报告及结结果44 HYPERLINK l _Toc403576683 5.3隧隧道质量量检测实实施方案案46 HYPERLINK l _Toc403576683 5.3.1质量量检测内内容46 HYPERLINK l _Toc403576683 5.3.2质量量检测测测线、测测点布置置47 HYPERLINK l _Toc403576683 5.3.3现场场质量检检测技术术措施48 H

7、YPERLINK l _Toc403576683 5.3.4质量量检测数数据分析析与判定定48 HYPERLINK l _Toc403576683 5.3.5质量量检测提提交的报报告及结结果49 HYPERLINK l _Toc403576683 5.3.6质量量检测成成功实例例50 HYPERLINK l _Toc403576683 5.4检检测中的的关键技技术问题题51 HYPERLINK l _Toc403576683 5.4.1隧道道围岩分分类51 HYPERLINK l _Toc403576683 5.4.2喷射射混凝土土厚度检检测53 HYPERLINK l _Toc4035766

8、83 5.5隧隧道检测测质量及及工期保保障措施施53 HYPERLINK l _Toc403576683 5.5.1本项项目检测测及工期期目标53 HYPERLINK l _Toc403576683 5.5.2质量量及工期期保障措措施53 HYPERLINK l _Toc403576683 5.5.3质量量保证体体系54 HYPERLINK l _Toc403576683 5.6服服务承诺诺55 HYPERLINK l _Toc403576683 5.6.1检测测人员管管理55 HYPERLINK l _Toc403576683 5.6.2设备备保障56 HYPERLINK l _Toc403

9、576683 5.6.3检测测技术与与方法56 HYPERLINK l _Toc403576683 5.6.4检测测进度56 HYPERLINK l _Toc403576683 5.6.5检测测成果上上报56 HYPERLINK l _Toc403576683 5.6.6特殊殊情况57 HYPERLINK l _Toc403576683 5.6.7专家家组57 HYPERLINK l _Toc403576683 5.7安安全保障障措施及及纪律要要求57 HYPERLINK l _Toc403576683 5.7.1安全全保障措措57 HYPERLINK l _Toc403576683 5.7.

10、2纪律律要求59 HYPERLINK l _Toc403576683 5.8环环境保护护措施60 HYPERLINK l _Toc403576683 5.9本本工程检检测工作作的重点点与难点点分析61 HYPERLINK l _Toc403576683 5.9.1应用用地质雷雷达进行行隧道检检测61 HYPERLINK l _Toc403576683 5.9.2雷达达波速的的确定63 HYPERLINK l _Toc403576683 5.100对本项项目检测测工作的的建议65 HYPERLINK l _Toc403576683 5.111施工单单位需要要做的工工作65 HYPERLINK l

11、 _Toc403576686 附录1 隧道道施工地地质跟踪踪调研与与初支观观察记录录表69 HYPERLINK l _Toc403576687 附录2 隧道道地表下下沉监控控量测记记录表70 HYPERLINK l _Toc403576688 附录3 隧道道周边收收敛监控控量测记记录表71 HYPERLINK l _Toc403576689 附录4 隧道道拱顶下下沉监控控量测记记录表72 HYPERLINK l _Toc403576690 附录5 隧道道锚杆抗抗拔力检检测记录录表73 HYPERLINK l _Toc403576691 附录6 隧道道锚杆轴轴力检测测记录表表74 HYPERLI

12、NK l _Toc403576692 附录7 隧道道喷射混混凝土应应力量测测记录表表 PAGEREF _Toc403576692 h 75 HYPERLINK l _Toc403576693 附录8 隧道道钢拱架架应力量量测记录录表 PAGEREF _Toc403576693 h 76 HYPERLINK l _Toc403576694 附录9 隧道道围岩内内部位移移量测记记录表 PAGEREF _Toc403576694 h 77 HYPERLINK l _Toc403576695 附录100 隧道道二衬砼砼应力量量测记录录表78 HYPERLINK l _Toc403576696 附录11

13、1 回弹弹法检测测隧道二二衬混凝凝土强度度记录表表79 HYPERLINK l _Toc403576696 附录122 隧道超超前地质质预报检检测现场场确认单单80 HYPERLINK l _Toc403576696 附录133 隧道初初期支护护质量检检测现场场确认单单81 HYPERLINK l _Toc403576696 附录144 隧道二二次衬砌砌质量检检测现场场确认单单82 HYPERLINK l _Toc403576696 附录155 隧道仰仰拱质量量检测现现场确认认单83PAGE 92嵩明（小小铺）至至昆明段段高速公公路隧道道地质超超前预报报、监控控量测及及质量检检测项目目实施方方

14、案1工程简简介嵩明（小小铺）至至昆明段段是国家家高速公公路网GG85渝渝昆高速速云南境境内的一一段，也也是云南南省干线线公路规规划中的的重要组组成部分分。国家家高速公公路G885重庆庆昆明明公路由由四川宜宜宾进入入云南省省水富县县，经昭昭通、曲曲靖的会会泽到达达云南省省省会昆昆明，是是云南出出省通往往四川、重庆及及华北方方向最快快捷的交交通运输输主通道道。本项目共共设置一一座隧道道，即杨杨梅山隧隧道，本本隧道起起点端至至右幅KK46+3000（左幅幅K466+3000）属属第6合合同杨梅梅山段，右幅KK46+3000（左幅幅K466+3000）至至止点端端属第77合同经经开区段段，根据据隧道设

15、设计断面面、工程程地质条条件及类类似工程程实践经经验，本本项目对对左右幅幅隧道净净距小于于27mm即左右右幅中线线距离小小于299m的地地段，定定义为小小净距隧隧道，详详见表11。表1 隧隧道概况况表序号隧道名称称布置形式式起点桩号号止点桩号号隧道长度度1杨梅山隧隧道双洞三车车道分离离式ZK455+4990ZK477+200517155K45+4455K47+245518000本项目检检测合同同段共11段，即即检测11合同段段。左幅幅起止桩桩号为ZZK455+4990ZZK466+3000，右右幅K445+4445K466+3000对应应的土建建合同段段为第66合同段段；左幅幅起止桩桩号为ZZ

16、K466+3000ZZK477+2005，右右幅K446+3300K477+2445对应应的土建建合同段段为第77合同段段。2 检测测工作组组织机构构设置2.1组组织机构构框图根据本项项目的特特点，本本单位成成立隧道道检测项项目部“西安长长大公路路工程检检测中心心项目部部”（以以下简称称项目部部），使使组织机机构设置置和资源源配置达达到最优优，在第第一时间间即可开开展现场场检测工工作。此外，检检测方组组织聘请请专家组组成顾问问组为本本项目部部提供技技术指导导，并通通过质量量安全监监督检查查组对本本项目部部的体系系运行进进行监督督。图1 项项目组织织机构图图2.2项项目管理理职责根据招标标文件的

17、的要求，制定了了嵩昆公公路检测测工程中中的项目目实施总总目标，并将关关键内容容细化为为安全生生产目标标、进度度目标、质量目目标、文文明施工工目标，采用合合理的保保证模式式，建立立健全完完善的组组织机构构，明确确各机构构、各人人员的工工作职责责，合理理配置各各种资源源，定期期进行管管理评审审，接受受项目部部考核。通过实实施有效效的项目目管理，确保各各机构、各人员员的管理理职责得得到全面面、有效效的履行行，使检检测工作作全面达达到合同同要求。项目经理理：是项项目部的的第一责责任人，负责组组织、领领导项目目部全体体人员按按合同要要求，全全面、有有效地开开展物探探检测工工作。项项目经理理是我方方投入本

18、本项目所所有资源源的总调调度者，可根据据工程需需要合理理调集和和组合项项目部人人员、设设备和其其它各种种资源，召开现现场工作作会议，决策项项目部的的各种重重要事宜宜。项目目经理须须按时参参加业主主和监理理召集的的各种重重要会议议，汇报报物探检检测工作作开展的的情况，接受业业主和监监理的指指令和监监督，并并负责或或授权项项目部与与其它协协作单位位的沟通通。项目目经理是是本物探探检测项项目的总总负责，必须负负责对项项目部的的物探检检测工作作进行全全面管理理，对项项目实施施过程中中人员、设备的的安全状状况必须须进行检检查和有有效控制制。本着着对业主主负责、对工程程负责的的态度，项目经经理将严严格按项

19、项目管理理的原则则和模式式，建立立健全一一整套适适合嵩昆昆公路隧隧洞物探探检测工工程的规规章制度度，在工工程检测测过程中中坚决执执行。总工程师师：全面面负责项项目部技技术和质质量的领领导工作作，组织织编制和和批准技技术方案案，负责责物探检检测工作作的技术术指导，现场检检测过程程中的检检查和监监督，审审查和批批准检测测成果报报告。作作为物探探检测项项目部的的技术总总负责人人，对技技术措施施有最后后决定权权。作为为项目部部技术进进步的带带头人，负责引引进和推推广新技技术，组组织技术术讨论和和质量检检查。专家组：嵩昆公公路物探探检测项项目经理理部设一一个专家家咨询组组，对本本工程全全程进行行指导、接

20、受咨咨询和资资料审核核。专家家组可为为本检测测项目提提供完善善的咨询询服务，是项目目部强大大的后援援力量。设备管理理部：负负责工程程物探检检测仪器器设备管管理，按按照检测测进度计计划和质质量的要要求，按按时、按按质、按按量保证证主要检检测设备备的配套套供应。负责工工程检测测仪器设设备的入入库验收收、仓储储维护、清库盘盘点等日日常管理理工作，建立健健全检测测仪器设设备的管管理制度度，加强强对设备备的维修修、保养养工作，确保检检测仪器器设备有有效合理理的使用用。技术质量量部：在在总工程程师领导导下，协协助总工工程师管管理项目目部技术术和质量量，编制制技术方方案和技技术文件件，收集集有关技技术资料料

21、，为一一线检测测人员提提供强有有力的技技术支持持；还负负责检测测成果报报告的编编写、技技术档案案的整编编；以及及对项目目部员工工进行技技术培训训。综合管理理部：是是项目部部的重要要职能部部门，对对项目经经理负责责，负责责合同管管理、进进度控制制、费用用控制及及资料信信息管理理、后勤勤管理和和办公相相关事务务；负责责按检测测工程总总目标的的要求制制定各分分项目标标及实施施细则，并监督督及配合合检测部部工作。安全环保保部：负负责项目目部的安安全生产产工作及及现场的的环境保保护。负负责制定定检测工工程的安安全生产产规章制制度、环环境保护护制度，并根据据工程实实施情况况适时修修订和补补充，检检查实施施

22、效果，及时向向项目经经理反馈馈。对违违规行为为进行处处罚，并并监督其其整改。检测部：包括内内业组和和外业组组，负责责物探检检测工作作的实施施及资料料的初步步分析。检测部部是物探探检测项项目的现现场工作作实施机机构，其其主要工工作内容容包括外外业检测测工作和和内业资资料处理理工作。检测部部的工作作范围涉涉及各种种检测手手段和检检测工程程的全过过程，将将配备专专业工程程师和技技术人员员，另有有现场熟熟练操作作技术员员等。检测部是是各管理理部门的的重点服服务、保保障和控控制点，检测部部的高效效运转是是项目部部的关键键，是工工作的重重点。2.3项项目部人人员配置置为顺利圆圆满完成成云南省省嵩昆高高速公

23、路路隧道检检测任务务，经检测中中心层层层选拔并并结合实实际配置置项目人人员。项项目部人人员配置置情况为为高级工工程师11名，工工程师55名，检检测员66名。2.4检检测仪器器设备配配置为保证检检测成果果准确可可靠，顺顺利完成成云南省省嵩昆高高速公路路隧道检检测任务务，我检检测中心心投入以以下仪器器设备见见表2。表2 本本项目仪仪器设备备汇总表表设备名称称产地规格/型型号/功率出厂 时间单位数量新旧程度度（%）小计自有租赁新购地质雷达达美国SIR-3000020133年套100%雷达天线线美国100MMHZ20133年套100%雷达天线线美国400MMHZ20133年套100%雷达天线线美国90

24、0MMHZ20133年套100%数码相机机日本FX80020133年台90%回弹仪中国ZC3-A20066年台80%水准仪中国DS05520066年台80%收敛计中国JSS330A20066年台75%锚杆拉拔拔仪中国ML-220020066年台80%水准尺中国中国20122年台85%振弦式多多点位移移计中国SDW-420122年台90%压力盒中国SDE20100年个100%钢筋计中国SDG20122年个100%应变传感感器中国SDB（Y）20122年个100%复印机中国HPM11005520111年台100%升降车中国货车改装装20133年辆95%汽车中国轻型越野野20099年辆80%计算机中

25、国联想启天天20133年台100%备注3检测工工作计划划为了保证证检测工工作的顺顺利进行行，我们们将做好好检测前前的一切切准备工工作。其其一是检检测人员员的上岗岗培训工工作，只只有持有有上岗证证的人员员才能进进入工地地从事检检测工作作；其二二是做好好仪器设设备的购购置、维维护、校校验工作作；其三三是做好好调研工工作，力力求使工工作方法法更适合合于嵩昆昆公路质质量无损损检测，不断提提高检测测成果的的质量，详见图图2。检测工作作根据服服务期和和工程施施工总进进度编制制工作计计划，分分为服务务期限检检测工作作计划、年度检检测工作作计划、季度检检测工作作计划。由于我我们的工工作受施施工进度度的约束束，

26、检测测工作计计划要适适时进行行调整，满足施施工单位位进度要要求。图2 检检测工作作计划图图4检测工工作范围围和内容容4.1隧隧道检测测工作范范围据云南嵩嵩昆高速速公路建建设指挥挥部国国家高速速公路网网G855渝昆高高速嵩明明（小铺铺）至昆昆明段高高速公路路工程检检测招标标文件的有关关规定，云南嵩嵩昆高速速公路工工程检测测SDJJC-1合同同段检测测工作范范围为朱朱杨梅山山隧道，隧道左左右幅长长度合计计35225m，详细情情况见表表4。表4 云云南嵩昆昆高速公公路隧道道检测标标段SDDJC-1估算算工程量量表隧道检测测标段对应隧道道计划工期期（月）隧道检测测估计数数量（延延米）备 注SDJCC-

27、1杨梅山隧隧道36352554.2隧隧道检测测工作内内容隧道检测测工作内内容包括括地质超超前预报报、监控控量测及及质量检检测。4.2.1隧道道超前地地质预报报内容（1）提提供开挖挖掌子面面前方的的围岩类类别；（2）预预报掌子子面前方方地质情情况，可可能出现现的地质质断层及及岩石破破碎带的的地质情情况； （3）开开挖段前前方的水水文资料料和可能能的涌水水预报；（4）溶溶洞尺寸寸及位置置预报。4.2.2隧道道监控量量测内容容（1）地地质与支支护状态态观测(洞内外外状况观观测，由由施工单单位提供供测量数数据)；（2）地地表下沉沉量测；(此项项由施工工单位提提供测量量数据)；（3）周周边位移移量测；(

28、此项项由施工工单位提提供测量量数据)；（4）拱拱顶下沉沉量测；(此项项由施工工单位提提供测量量数据)；（5）锚锚杆拉拔拔量测；（6）锚锚杆轴力力量测；（7）围围岩内部部位移量量测；（8）围围岩与初初期支护护间接触触压力量量测；（9）钢钢支撑内内力量测测；（10）二衬混混凝土内内力量测测；（11）围岩弹弹性波测测试。4.2.3隧道道质量检检测内容容（1）超超挖及欠欠挖；（2）喷喷射混凝凝土喷层层厚度；（3）模模筑混凝凝土衬砌砌厚度；（4）钢钢支撑位位置及数数量；（5）混混凝土强强度和质质量；（6）拱拱顶及侧侧壁后空空洞。4.3检检测标准准及规范范为保证高高质量、高效率率地完成成云南嵩嵩昆高速速公

29、路隧隧道超前前预报、监控量量测及质质量检测测工作，在隧道道地质超超前预报报、监控控量测及及质量检检测工作作中严格格执行下下述标准准和技术术规范：1、工程程施工招招标文件件中的所所有技术术规范；2、所有有与本工工程施工工有关的的国家现现行的技技术标准准、规范范、规程程及相关关文件：（1）公路工工程国内内招标文文件范本本（220033年版）第二卷卷第5篇篇技术规规范；（2）JJTG F600-20009公路隧隧道施工工技术规规范；（3）JJTG F800/1-20004公公路工程程质量检检验评定定标准；（4）GGB 5500221-220011岩土土工程勘勘察规范范；（5）JJTG C200-20

30、011公路工工程地质质勘察规规范；（6）GGB 500086-20001锚锚杆喷射射混凝土土支护技技术规范范；（7）JJTG D700-20004公路隧隧道设计计规范； （8）JJGJ/T 223-220111回弹弹法检测测混凝土土抗压强强度技术术规程；（9）CCECSS 02：20005超超声回弹弹综合法法检测混混凝土强强度技术术规程；（10）CECCS 21：20000超超声法检检测混凝凝土缺陷陷技术规规程；（11）GB 500026-20007工工程测量量规范；（12）CJJJ 377-20012城市道道路工程程设计规规范；（13） 隧道道施工设设计图纸纸。3、现行行公路工工程试验验检测

31、规规范、规规程；4、项目目建设期期间国家家颁布并并实施的的相关岩岩土工程程检测和和混凝土土结构无无损检测测规范、规程、标准等等；5、云南南嵩昆高高速公路路建设指指挥部为为完成隧隧道地质质超前预预报、监监控量测测及质量量检测工工作下发发的有关关标准、要求和和通知、规定等等。5 隧道道检测方方案及措措施5.1隧隧道超前前地质预预报实施施方案地质超前前预报以以地质为为中枢，加强隧隧道地质质工作，将地质质综合分分析贯穿穿到长期期、中期期、短期期、临兆兆超前地地质预报报四个阶阶段中，实行地地质、物物探、钻钻探三结结合，优优化物探探组合，综合应应用，确确保隧道道安全、快速、优质施施工，不不留后患患。确保保

32、隧道施施工取得得经济效效益、社社会效益益和环境境效益。具体超超前地质质预报的的任务要要求如下下：（1）提提供开挖挖掌子面面前方的的围岩类类别；（2）预预报掌子子面前方方地质情情况：可可能出现现的地质质断层及及岩石破破碎带的的地质情情况；要要预报破破碎带的的位置、宽度、富水情情况及围围岩的完完整性等等；（3）开开挖段前前方的水水文资料料和可能能的涌水水预报：要预报报掌子面面前方岩岩体的完完整情况况、节理理裂隙发发育情况况、富水水情况，并分析析发生突突涌的可可能性等等。（4）溶溶洞尺寸寸及位置置预报：要预报报岩溶发发育情况况，包括括溶洞的的大小、位置、充填情情况等。5.1.1隧道道超前地地质预报报

33、技术方方案要点点根据项目目特点，隧道地地质超前前预报工工作使用用地质、物探相相结合,并分长长期、中中期、短短期、临临时四个个预报阶阶段来来来完成。根据上上述要求求并结合合我单位位多年来来在多座座公路隧隧道开展展超前预预报工作作的经验验以及进进行“隧隧道地质质超前预预报智能能化识别别技术”研究的的成果，我单位位将采用用综合隧隧道超前前预报技技术来响响应竞争争性谈判判文件的的技术要要求。综综合隧道道超前预预报技术术的要点点为三个个结合：第一个相相结合是是不同物物探方法法的结合合。若仅仅使用地地震方法法（包括括TSPP2033），对对围岩含含水性的的预报有有较大的的局限性性。有了了电法，通过对对岩体

34、电电导率的的探测，能灵敏敏地反映映岩体含含水状态态。地震震与电法法结合，集中分分析低波波速、低低电阻率率的“双双低”区区，就能能把握饱饱水断裂裂带、破破碎带、含水溶溶洞的位位置，准准确预报报出来。第二个相相结合是是观测方方式的结结合，将将洞内观观测与洞洞外观测测结合。在隧道道内使用用雷达进进行超前前预报探探测，由由于进行行洞内的的观测布布置范围围小，有有效立体体角小，定位精精度很难难提高。而洞外外观测可可布置的的范围大大，观测测方式灵灵活，可可在地表表沿轴线线布置高高密度电电法剖面面或EHH4剖面面，大大大地提高高定位精精度。第三个相相结合是是分析方方法的结结合，工工程物探探与地质质分析相相结

35、合。这一点点对提高高预报的的合理性性、准确确性有重重要作用用。对于于超前预预报来说说，研究究的对象象是地质质体，要要回答的的问题是是地质体体的现存存状态和和不利的的地质地地段。对对于物探探来说，是根据据探测到到的物性性分布来来推断地地质体的的状态和和不利地地段。由由于地质质条件复复杂，这这种推断断难度很很大。地地质分析析对于研研究地层层与岩性性分布、断裂与与节理构构造的分分布规律律具有绝绝对优势势，是物物探方法法不能代代替的，另外地地质分析析对物探探解释有有指导作作用。地地质分析析对地表表以下和和隧道前前方是靠靠已知推推断未知知，要推推断得合合理需要要借助物物探资料料。两者者的结合合可大大大提

36、高预预报的合合理性，可减少少误报和和漏报。按照上述述技术要要点，再再针对本本项目隧隧道地形形条件不不是很复复杂的情情况，且且埋深较较浅，我我单位将将首先沿沿隧道轴轴线地表表采用高高密度电电法做一一个沿隧隧道轴线线空间上上连续的的超前地地质预报报物探剖剖面，从从而达到到事前宏宏观预知知隧道区区域地质质情况的的目的，真正发发挥超前前地质预预报对施施工的指指导作用用。并在在地质复复杂地段段，我们们将在施施工隧道道内掌子子面前方方使用反反射地震震法的TTSP2203（探测距距离8001550m）或电磁磁波法的的地质雷雷达SIIR20000（探测距距离155255m）长长短结合合的方式式进行地地质预报报

37、。 同时根据据超前预预报工作作中地质质方法与与物探技技术相结结合的要要求，我我单位将将在超前前预报工工作中选选派高水水平、经经验丰富富的地质质人员，跟踪对对隧道掌掌子面的的附近地地层产状状、构造造、岩性性变化进进行全程程编录和和跟踪。5.1.2隧道道地质超超前预报报方法、内容、频率及及措施5.1.2.11长距离离超前预预报高密度度电阻率率法地表表探测高密度视视电阻率率法(图图3)是是一种阵阵列勘探探方法，也称自自动视电电阻率系系统，是是直流电电法的发发展，其其功能相相当于四四极测深深与电剖剖面法的的结合。通过电电极向地地下供电电形成人人工电场场，其电电场的分分布与地地下岩土土介质的的视电阻阻率

38、的的分布密密切相关关，通过过对地表表不同部部位人工工电场的的测量，了解地地下介质质视电阻阻率ss的分布布，根据据岩土介介质视电电阻率的的分布推推断解释释地下地地质结构构。该方方法对围围岩的含含水情况况特别敏敏感，围围岩破碎碎含水，其视电电阻率明明显降低低，完整整、坚硬硬岩土的的视电阻阻率明显显高于断断层带或或破碎带带和富水水带围岩岩的视电电阻率。这种方方法原理理清晰，图像直直观，是是一种分分辨率较较高的物物探方法法。近年年来随着着计算机机数据采采集技术术的改进进，图3 高密度电法工作系统图示使勘勘探效率率大大提提高，增增大了剖剖面的覆覆盖面积积和探测测深度，在强干干扰的环环境下也也能取得得可靠

39、数数据，大大大地提提高了信信噪比，可准确确地探测测地质体体。该方方法在工工程与水水文地质质勘探和和矿产、水利资资源勘查查中有着着广泛而而成功的的应用。本次高密密度电法法测量选选用的是是工程勘勘察中最最常用的的温纳装装置（图图4）。测量时时，AMM=MNN=NBB=ABB/3为为一个电电极间距距，探测测深度为为AB/3，AA、B、M、NN逐点同同时向右右移动，得到第第一层剖剖面线；接着AAM、MMN、NNB增大大一个电电极间距距， AA、B、M、NN逐点同同时向右右移动，得到另另一层剖剖面线；这样不不断扫描描测量下下去，得得到倒梯梯形电法法剖面。图4 高高密度电电法温纳纳装置断断面扫描描示意图图

40、本项目电电法数据据采集使使用的仪仪器为GGEOPPEN公公司生产产的E660BNN型高密密度电法法仪和专专用电缆缆设备。为准确确地探明明隧道复复杂地段段的工程程和水文文地质状状况，在在地表沿沿隧道轴轴线布设设电法剖剖面。工工作方法法采用大大极距(供电)、小点点距(观观测点)的高密密度电阻阻率成像像探测，测深点点距3-6m，勘探最最大深度度可达5500mm，保证证探测到到隧洞基基础以下下1000m左右右，具体体工作布布置见图图5。工工作中可可采用施施龙贝格格和温纳纳观测方方式，数数据经格格式转换换、编辑辑，校正正，最后后反演成成像。隧道轴线高密度电法测线布置图5 高高密度电电法隧道道地表探探测测

41、示示意图5.1.2.22中远距距离超前前地质预预报TSPP2033TSP2203隧隧道地震震探测方方法属于于三分量量纵横波波地震勘勘探，其其工作可可分为三三个部分分，即资资料采集集、处理理和结果果评估。该方法法一般探探测距离离为掌子子面前方方801500m。（1）资资料采集集TSP 2033资料采采集技术术要求高高，其观观测系统统设计是是在已开开挖的隧隧道两侧侧设置炮炮点和检检波点。检波点点布在隧隧道两侧侧壁内，每侧各各一个，检波器器为三分分量加速速度型；炮点可可以设置置在隧道道的左侧侧或右侧侧，排成成一直线线，188-244炮，小小药量激激发地震震波。检检波器和和炮点埋埋入壁内内1.55-2

42、.0m处处，地震震波在地地层传播播时遇到到波阻抗抗变化界界面就会会发生反反射，反反射回来来的地震震波信号号被检波波器接收收，最后后记录单单元以数数字形式式记录下下来（如如图6所所示）。图6 隧隧道TSSP测试试原理由于TSSP2003地质质超前预预报地震震资料数数据量大大、信息息丰富，在数据据获取的的过程中中尤其要要注意避避开各种种震动干干扰，从从而保证证获取第第一手资资料的可可靠性。（2）数数据处理理采集的地地震数据据由TSSPwiin软件件进行处处理。处处理过程程分为十十一个步步骤，即即数据设设置带带通滤波波初至至波拾取取拾取取处理炮能量量均衡Q估计计反射射波提取取P-S波分分离速速度分析

43、析深度度偏移反射层层提取。处理成果果包括：P、SS波时间间剖面P、SS波速度度剖面P、SS波深度度偏移剖剖面P、SS波反射射层位提提取岩石物物理及力力学参数数探测成成果2DD显示图图（预报报距离11001500m）（3）结结果评估估总结大量量TSPP记录的的反射波波特征，并与隧隧道开挖挖地质剖剖面相对对比，在在理论分分析的基基础上，总结出出如下的的地质对对象判断断、识别别和预报报技术指指标，用用于探测测成果的的地质解解释。反射波的的动力学学特征与与岩体特特性的关关系：反射波波相位为为正时，表明岩岩层变硬硬，反射射波相位位为负时时，表明明岩层变变软；若S波波反射强强于P波波，则表表明岩体体饱水；

44、反射波波相位先先负后正正时，可可能对应应断裂带带；反射波的的运动学学特征与与岩体特特性的关关系：若纵横横波速比比Vp/Vs增增加或泊泊松比突然增增大，于于流体存存在有关关。若Vpp降低，则表明明岩体裂裂隙、孔孔隙度发发育，岩岩体类别别降低，或有断断裂破碎碎带。通过TSSP2003系统统对隧道道进行地地震探测测，可以以预测掌掌子面前前方及其其周围的的工程地地质和水水文地质质情况、包括围围岩强度度的软硬硬变化、节理裂裂隙发育育情况、断层及及破碎带带、岩体体含水性性、溶洞洞分布及及围岩类类别等等等。5.1.2.33短距离离超前地地质预报报探探地雷达达ABCD图8 超前预报雷达测线布置示意图地质雷达达

45、可有效效地探测测隧道掌掌子面前前方的地地层岩性性划分、富水性性与岩溶溶破碎带带等的分分布情况况,探测测距离一一般为掌掌子面前前方155255m。（1）数数据采集集测线布置置：地质质雷达超超前预报报探测以以隧道开开挖掌子子面前方方为检测测目标，以拱顶顶为中心心，“十十”字形形布置22条雷达达测线，若探测测面较宽宽时，可可以“井井”字形形布置44条雷达达测线或或，必要要时加密密雷达测测线以提提高探测测结果的的准确性性。测线线布置如如图8所所示。雷达天线线使用低低频1000M天天线，探探测距离离1525mm范围，一般采采用连续续测量，视条件件也可采采用点测测，一般般点距为为0.55-1.0m，探测断

46、断层或含含水裂隙隙面，采采用十字字探测法法，开挖挖工作面面凹凸不不平不符符合条件件时，采采用点测测法，有有条件时时可选用用支架进进行探测测。探测测洞穴，选用十十字探测测法和辅辅以定点点转角探探测法。使用地质质雷达进进行超前前预报数数据采集集时受到到测线附附近的构构造物、金属物物体、电电磁干扰扰等影响响时，应应在记录录中注明明，并标标出位置置，异常常区域应应重复测测试。（2）数数据处理理解释前宜宜做编辑辑、滤波波、增益益等处理理。情况况较复杂杂时，还还宜进行行道分析析、FKK滤波、正常时时差校正正、褶积积、速度度分析、消除背背景干扰扰等处理理。结合地质质情况、电性特特征、探探测体的的性质和和几何

47、特特征综合合分析。必要时时应考虑虑影响介介电常数数的各种种因素，制作雷雷达探测测的正演演和反演演模型。在数据据处理及及解译过过程中，必须结结合TSSP中期期超前地地质预报报资料和和高密度度电法探探测资料料进行对对比，必必要时可可以进行行超前水水平钻探探法，或或配合围围岩及岩岩石的波波速测试试进行综综合预报报。5.1.2.44地质调调查法要保证隧隧道地质质超前预预报准确确可靠，工程物物探与地地质研究究相结合合是非常常重要的的因素。现场地地质调查查包括地地表地质质调查和和隧道开开挖时的的围岩地地质素描描。目的的是指导导TSPP和GPPR的地地质解释释，总结结地质现现象的规规律，正正确理解解工程物物

48、探结果果，给出出合理、客观的的预报结结果。地表地质质调查是是在隧道道工程勘勘察资料料和隧道道设计平平面图及及地质纵纵剖面图图的基础础上，进进一步开开展有针针对性的的地质调调查工作作。主要要是完成成以下任任务并收收集以下下主要成成果资料料：了解隧隧道所处处的大地地构造和和区域地地质背景景，构造造运动对对本区地地层的影影响程度度。隧道地地表地质质调查，完成隧隧道地质质剖面图图，包括括地表出出露的岩岩性、岩岩石风化化程度、岩层产产状、颜颜色、结结构、断断裂构造造与褶皱皱等。隧道水水文地质质调查，包括地地表水系系分布、流量，与隧道道的位置置关系，地表水水对地下下水的补补给地段段、补给给量；地地表水的的

49、丰枯季季节等。隧道的围围岩地质质素描工工作是随随隧道施施工进行行的，对对隧道掌掌子面开开展地质质调查。主要是是完成下下述任务务并收集集和分析析地质资资料：隧道围围岩地质质时代；岩性、主要矿矿物组成成及其胶胶结物；了解岩岩层产状状，岩层层产状对对隧道开开挖时的的稳定性性有较大大的影响响；围岩结结构，岩岩体的结结构类型型、破碎碎程度、岩溶发发育程度度，由此此可以反反映出围围岩的整整体性和和稳定性性；地质构构造：如如断层、节理、裂隙和和褶皱等等，这些些构造主主要也是是影响围围岩的完完整性和和稳定性性的因素素，是造造成地质质灾害的的主要因因素；隧道围围岩饱水水、出水水情况。水对围围岩的稳稳定和工工程事

50、故故有重要要影响。在地质调调查过程程中，在在地表以以及隧道道内，采采集了不不同岩性性的岩石石样本。这些岩岩石样本本具有典典型性，代表了了不同地地质体的的岩性，对其进进行分类类波速测测试，可可用于地地质解释释。通过过综合上上述地质质调查研研究，结结合高密密度电法法的成果果图、TTSP和和GPRR探测资资料，能能够了解解隧道前前方围岩岩的稳定定性、涌涌水情况况、岩石石破碎带带、软弱弱带等，提高预预报的准准确性。5.1.3隧道道围岩工工程类别别的准确确预报在超前预预报中，根据竞竞争性谈谈判文件件需求要要准确判判定开挖挖前方工工程地质质、水文文地质、围岩类类别，提提出合理理化施工工方案建建议。准准确确

51、定定围岩的的类别有有一定技技术难度度。因为为确定围围岩类别别有不同同的方法法，地质质研究根根据节理理发育、围岩结结构类型型、构造造影响程程度、含含水性、开挖后后围岩的的稳定状状态等可可确定岩岩体工程程类别，波速测测试由纵纵波速度度、泊松松比、密密度、弹弹性模量量等岩石石力学参参数也可可确定岩岩体分类类。TSSP2003软件件在计算算这些参参数时，采用的的是经验验公式，其结果果有时不不合适，而又不不能根据据不同的的地区进进行校正正。因此此，对岩岩石力学学参数必必须进行行必要的的校正，才能准准确判定定围岩类类别另外外，确定定围岩类类别还要要充分考考虑围岩岩含水情情况，不不同岩性性的围岩岩含水，围岩

52、类类别的降降低的程程度不一一样。这这给围岩岩类别的的准确判判定造成成一定的的困难。围岩类别别的确定定，主要要是根据据TSPP计算的的岩石物物理力学学参数，如纵波波速度、密度、泊松比比、静态态杨氏模模量，以以及构造造影响程程度、节节理裂隙隙发育、围岩的的软硬和和含水情情况等，参照公路隧隧道设计计规范加以确确定。但但需要注注意的是是，TSSP解释释的岩层层软硬，与公路路工程地地质勘察察规范中中岩石等等级划分分的硬质质岩石和和软质岩岩石有对对应关系系，但又又有差别别。公路路工程地地质勘察察规范中中岩石等等级划分分的硬质质岩石和和软质岩岩石，是是根据岩岩石的饱饱和抗压压极限强强度和耐耐风化能能力来确确

53、定，是是量化了了的。而而TSPP方法探探测的岩岩层的软软硬，由由介质的的波阻抗抗来决定定，是相相对而言言的。波波阻抗的的大小，是由介介质的速速度和密密度确定定。表55列出了了不同介介质纵波波传播速速度及密密度，但但影响介介质速度度和密度度的因素素很多，例如岩岩石弹性性模量、成分、孔隙度度、孔隙隙中的充充填物、流体含含量、地地质年代代、埋藏藏深度、构造运运动影响响等。因因此，在在进行地地质解释释时，应应注意上上述诸因因素造成成的影响响，提高高预报的的准确度度。表5 不不同介质质纵波传传播速度度及密度度介质名称称纵波速度度（m/s）密度（gg/cmm3）介质名称称纵波速度度（m/s）密度（gg/c

54、mm3）风化带10050001.21.88灰岩、白白云岩20000622501.7552.88干砂、砾砾石10060001.82.33硬石膏、岩盐45000655002.1552.44泥500190000.7661.58花岗岩45000655002.43.44湿砂、砾砾石200200001.52.00变质岩3500065500粘土12000288001.2552.32玄武岩4500080000疏松砂岩82.44空气31036000.00012泥灰岩20000477001.02.5559881.01白垩系砂砂02.55

55、7冰31000433000.9771.07泥质页岩岩27000488002.4112.81石油10700133200.877致密砂岩2222.70煤16000199001.2551.845.1.4隧道道超前地地质综合合预报工工艺隧道地质质超前预预报是一一项系统统综合的的工作，涉及地地质、物物探、钻钻探、施施工等多多个专业业，技术术方法需需要电法法、雷达达、地震震、超声声等。在在工作中中这些专专业和方方法需要要有机的的结合统统一，形形成一套套系统的的、高效效运行的的机制。根据我我公司长长期工作作总结，详细工工艺见图图9。图9 隧隧道地质质超前预预报工作作流程图图5.1.

56、5地质质超前地地质预报报分析、判定及及成果报报告在施工阶阶段，超超前地质质预报资资料报告告以中间间报告形形式编制制，主要要内容包包括但不不限于以以下几方方面：（1）隧隧道预报报区域的的工程与与水文地地质简述述、绘制制开挖掌掌子面的的地质素素描图并并做出地地质编录录；（2）根根据物探探工作原原理、设设备状况况，并根根据现场场的实际际设计观观测系统统；（3）对对物探数数据进行行处理，提供典典型图例例，对规规定测试试内容提提出明确确结论及及建议；（4）对对物探数数据进行行处理，结合地地质方法法，对隧隧道掌子子面前方方一定距距离内的的地质结结构进行行描述，对存在在的不良良地质体体地质灾灾害进行行预警，

57、提供预预报地质质图件；（5）描描述隧道道围岩类类别划分分，对隧隧道施工工提出建建议。每座隧道道土建施施工完成成后，我我们将及及时提交交超前地地质预报报的综合合成果报报告，其其主要内内容包括括但不限限于以下下几方面面：（1）概概况：介介绍隧道道及超前前地质预预报工作作的基本本情况，简述隧隧道超前前地质预预报所采采用的方方法、仪仪器设备备，合同同完成情情况等；（2）工工程与水水文地质质简述，简述隧隧道预报报区域的的工程与与水文地地质情况况，根据据预报的的成果简简要说明明隧道区区的工程程和水文文地质、溶洞发发育等情情况；（3）预预报技术术原理及及设备，较详细细说明应应用于超超前地质质预报工工作的物物

58、探方法法工作原原理及相相应设备备，论述述各自的的优缺点点及互补补情况，物探方方法应用用于预报报中可能能出现的的问题等等；（4）现现场探测测技术与与方法，详细说说明预报报现场探探测的技技术与方方法，说说明现场场的实际际设计观观测系统统，为提提高探测测准确度度和预报报工程质质量而采采取的各各种措施施等；（5）预预报数据据的处理理与解释释，提供供典型图图例，说说明预报报数据处处理的方方法和步步骤，并并对处理理后的物物探数据据进行工工程地质质解释；（6）预预报成果果分析，提供预预报成果果，并对对所取得得的成果果进行综综合分析析；（7）结结论，给给本座隧隧道的超超前地质质预报成成果下结结论，如如围岩岩岩

59、性、结结构构造造、断层层及岩体体破碎带带情况、地下水水、围岩岩稳定性性分析、围岩分分类以及及存在的的溶洞规规模和位位置预报报等，并并与隧道道施工开开挖后的的实际工工程地质质情况比比较，说说明预报报的准确确度及合合同任务务完成情情况等；（8）建建议，根根据结论论，建议议下一步步隧道的的预报方方法、工工作方法法等，为为节约投投资、提提高工效效和预报报精度、提高预预报技术术和管理理水平提提供建议议。（9）成成果附图图集：包包括物探探探测的的测点和和测线布布置图、物探探探测典型型图例、整座隧隧道的工工程地质质剖面图图等。上述两种种报告的的内容、格式等等都可以以按指挥挥部的有有关技术术要求作作调整。5.

60、1.6成果果提交为配合施施工单位位的工程程进度，隧道地地质超前前预报结结果以阶阶段方式式提供。（1）在在隧道施施工前完完成高密密度电法法探测野野外工作作，并在在一周内内提交成成果报告告，对隧隧道进行行宏观超超前地质质预报，确定整整座隧道道的施工工难点、疑点，重点地地段和不不良地质质作用类类型和分分布里程程。（2）GGPR方方法数据据采集后后24小小时内提提供探测测书面结结果，内内容包括括掌子面面前方220米内内的断裂裂破碎带带、大型型溶洞、节理密密集强风风化带、围岩富富水情况况、涌水水、突泥泥等情况况。（3）TTSP方方法数据据采集完完成后，36小小时内提提供探测测初步解解释成果果图件，内容包