隧道超前地质预报方案

IJM J八|~|/7目录TOC\o"1-5"\h\z1、 工程概略及地质状况. 11.1工程概略 11.2工程地质特色 11.3水文地质特色 21.4不良地址及特别岩土. 21.5地道工程地质条件的剖析评论 21.6地道工程地质围岩分级 21.7地道工程地质条件评论 31.8不良地质及特别地质采纳举措 31.9超前地质展望、预告的重要性 32、 超前地质展望、预告整体方案. 42.1展望、预告原则 42.2展望、预告整体方案 43、地质超前预告时间安排 44、 地质预告主要设施. 65、超前地质预告方法和手段 65.1地质剖析方法 65.2超前探测 75.3洞内涌突水的及时监测 11.4洞外及时监测 116、 超前地质预告成就整理. 12.1分段地质预告成就表 126.2地道贯穿后供给的资料 127、 其余. 12

1、工程概略及地质状况1.1工程概略新建山西中南部铁路通道小水头 1号地道位于山西省古县并侯村邻近，地道起止里程DK384+125-DK385+075,全长950米，为单洞双线有碴地道，地道处于黄土台垣与太岳中低山交界地段， 地形起伏较大，地形复杂，沟壑发育，坡度较陡，坡角约 40。〜50。。地道出入口及洞身为第四系覆盖层， 沿山梁顶部及一侧山坡覆盖第四系土层， 地表多为荒地，生长灌木，地道最大埋深 38米。1.2工程地质特色1.2.1地层岩性小水头1号地道地址位于临汾〜运城新裂陷九原山〜塔儿山陷隆，毗邻浮山大断裂，地道表覆为第四系上更新统 (Q3al)砂质黄土、第四系中更新统洪积(Q2P1)黏质黄土，三叠系下统刘家沟组(T11)砂岩。洞身部位为中更新统黏质黄土和三叠系刘家沟组砂岩，各层详细描绘以下：砂质黄土(Q3al):褐黄色，稍湿，稍密，土质较平均，粘性较差，孔隙发育，局部含砂量较大，厚度 3〜5m。黏质黄土(Q2Pl):黄褐色、棕红色，硬塑，土质不均，粘性一般，孔隙不发育，可见少许针状孔隙，含铁锰质结核、钙质结核局部成层，夹有细圆砾土层和砂层，局部半胶结。厚度 5.0〜40.0m。砂岩(T11):紫红色，成分以长石、石英为主，砂质结构，中 -厚层状结构，节理裂隙发育，锤击易碎，强风化，岩芯多呈块状及短柱状，厚度3.0〜5.0m。，L>5m。°4砂岩(T11):紫红色，成分以长石、石英为主，砂质结构，中-厚层状结构，节理裂隙发育，锤击易碎，强风化，岩芯多呈块状及短柱状，厚度大于20m。岩层产状：N65°W/22°S，三叠系刘家沟组砂岩主要发育两组节理，节理产状：155°Z85°、60°Z65。，均为微张节理，0.3m，L>5m。1.2.2地质结构小水头1号地道地址位于临汾〜运城新裂陷九原山〜塔儿山陷隆，毗邻浮山大断裂，地道处于黄土台垣与太岳中低山交界地段， 地形起伏较大，地形复杂，沟壑发育，坡度较陡，坡角约 40。〜50。。地道出入口及洞身为第四系覆盖层，沿山梁顶部及一侧山坡覆盖第四系土层，地表多为荒地，生长灌木。1.3水文地质特色1.3.1地表水勘察时期未看法表水出露。1.3.2.地下水地下水以基岩裂隙水为主，埋深大于30m，水量受季节影响较大，主要受大气降水补给，依据邻近水化验资料，地下水对一般混凝胡无侵蚀性。估量地道正常涌水量为354m3/d。洞身单位涌水量为0.74m3/d•m，为弱富水区段。1.4不良地址及特别岩土地道出入口表层散布有薄层砂质黄土，拥有稍微非自重湿陷性。地道出入口斜坡坡度较陡，特别是在雨季时水下渗到基岩面，上层黄土简单含水简单形成脆弱面，故开挖时应注意防备。1.5地道工程地质条件的剖析评论1.5.1工程地质条件整体评论地道穿越黄土台垣区，地质结构相对简单；地道出入口及洞身围岩为第四系中更新统洪积黏土质黄土夹砂砾石和三叠系刘家沟组砂岩，洞身近沿黏质黄土与砂岩界面及其邻近穿越，地层交界处一般地下水易富集，含水率存在变大可能，地道施工开挖后围岩塌方可能性大，应增强预付护，及时衬砌全隧属浅埋地道，易发生坍方冒顶，施工时应及时超前预付护、增强衬砌及监控量测。全隧地质风险较高，存在塌方冒顶的风险，地道整体地质条件差。1.5.2土壤最大冻结深度：0.47m。1.5.3地震动峰值加快度0.20g，地震基本烈度：VIIL地震动反应谱特征周期为0.35S。1.6地道工程地质围岩分级（见围岩分级表）小水头1号地道围岩分级表序号里程围岩级别长度（米）1DK384+125-DK384+705黄土V级增强5802DK384+705-DK384+745明洞衬砌403DK384+745-DK384+820黄土V级增强754DK384+820-DK384+985黄土V级复合式增强1655DK384+985-DK385+075黄土V级增强906共计9501.7地道工程地质条件评论1.7.1工程地质条件整体评论地道穿越黄土台垣区，地质结构相对简单；地道出入口及洞身围岩为第四系中更新统洪积黏土质黄土夹砂砾石和三叠系刘家沟组砂岩，洞身近沿黏质黄土与砂岩界面及其邻近穿越，地层交界处一般地下水易富集，含水率存在变大可能，地道施工开挖后围岩塌方可能性大，应增强预付护，及时衬砌全隧属浅埋地道，易发生坍方冒顶，施工时应及时超前预付护、增强衬砌及监控量测。全隧地质风险较高，存在塌方冒顶的风险，地道整体地质条件差。1.7.2工程举措建议及施工注意事项：1） 施工前应做好洞口截排水工程举措，建议出入口边仰坡坡率：砂质黄土、黏质黄土1:1.25，坡面需增强防备。2） 地道洞身沿穿土石分界限穿越，埋深浅，围岩稳固性较差，易产生坍方甚至冒顶，需增强超前预付护，及时衬砌，做好超前地质展望预告及监控量测等工作。3） 应注意地下水对施工的影响，做好有关防备和排水工程。

4）全隧施工中应按有关规范及文件要求做好超前地质展望预告工作，主要采纳地质素描、监控量测等手段，对掌子面围岩稳固性进行剖析判断，以保证施工安全，遇异样状况需增强超前展望预告手段及支护加固举措，以保证安全。1.8超前地质展望、预告的重要性为保证小水头1号地道的顺利安全施工，防止地下水发育地段涌水、涌泥灾祸的发生，防备造成地表水、地下水流失，损坏当地生态环境，保证施工安全，需要采纳有限举措对地道掌子眼前面的地质状况进行较为正确的展望预告，睁开施工地质超前展望预告工作， 依据地质预报成就，拟订有效施工方案，确立合理施工工艺，降低地质灾祸发活力率，保证地道工程施工人员和设施的安全，从而提升经济效益。2、 超前地质展望、预告整体方案2.1展望、预告原则将超前地质预告归入施工工序，做到先探测、后施工，不探测，不施工。探测时采纳长短距离联合，多种探测方法优势互补。2.2展望、预告整体方案采纳TSP203地质超前预告系统进行长距离宏观控制， 每100m〜200m探测一次；地质雷达进行短距离探测，进一步增强、增补和考证；对上述两种方法推测的地质异样地段采纳超前水平钻短距离钻探。针对该地道突泥、突水可能性大的特色，每20m采纳红外线探水仪进行短距离实行；每次放炮后对掌子面进行地质素描，以初步推测前面岩层状况。本地道全长范围进行地质预告方法及主要内容地质超前预告计划安排见表1〜3。3、 地质超前预告时间安排地质超前预告是地道施工中的一个重要环节，作为一项工序归入地道施工中去。依据地质超前预告工作量、展望频次及每次开挖支护循环进尺，能够推算每循环各项地质预告所需时间。表4算每循环各项地质预告所需时间。表4各样超前展望预告每次使用时间表见下页TOC\o"1-5"\h\z展望预告方法表 表1里程存在地责问题展望预告方法备注DK384+125-DK384+538浅埋黄土地段地质素描、TSP203、有异样增添掌子面地质雷达、红外探水超前地质钻探（2〜3孔）。DK384+538-DK384+664地质一般,泥岩为主地质素描。有异样时增添掌子面地质雷达。DK384+664-DK387+075浅埋黄土地段地质素描、TSP203、红外探水。有异样增添掌子面地质雷达、超前地质钻探（2〜3孑DoTOC\o"1-5"\h\z超前地质预告主要项目、内容 表2项目预告主要内容主要方法/仪器要点预告地段惯例预告围岩级别岩性特色，节理、裂隙发育特色和岩体结构特色地质素描法，TSP203断层破裂带、脆弱围岩地段地下水赋存状态涌水量大小、水压力、变化规律，环境水文地质特征红外线探水法；钻探孔，测流计，红外线探水仪，地质雷达，压力计异样预告断层地点、规模、破裂程度及宽度、充填状况TSP203，钻探孔，地质素描法断层破裂带TOC\o"1-5"\h\z地质超前预告计划安排表 表3「地质预告项目单位丈量频次TSP203探测次每100m进行一次红外探水次每20m进行一次地质雷达次有异样时每30m进行一次超前水平川质探孔次有异样时进行（2〜3）孑1地质素描地道延米每次开挖后进行

每循环各分项地质预告使用时间表表4每循环各分项地质预告使用时间表表4地质剖析法有地质检查和地道开挖面地质素描两种方法。地质检查：对地貌、地质进行检查与地质推理相联合的方法有针对性的增补地质资料。增补地质资料的主要内容包含：不一样岩性、地层在地道地表的出露及接触关系，岩层产状及变化状况；结构在地道地表的出露、散布、性质、变化规律及产状变化；地表岩溶发育状况和散布规律。地质检查方法：地质预告组人员依据成立的标准地层剖面，联合堆积规律，确立各岩层层序、厚度、地点。对地质结构进行追踪检查后，睁开有针对性的地质调会，详细地查对细化勘探设计资料，为地质预告做好基础工作。地道开挖面地质素描：地质预告人员对地道开挖面的地质状况作照实的检查和辑录，采集必需的数据，详细包含：开挖面地层、岩性、节剪发育程

度、受结构影响程度、围岩稳固状态等进行辑录。地质素描方法和预告成就见表7。综合超前地质预告系统框图工程地质剖析展望TSP203超前地质预告I I判断前面有大型断层破裂带L.判断前面有小型断层破裂带 !判断前面有大型断层破裂带 一I30〜100米超前钻孔30〜100米超前钻孔8〜30米超前钻孔30米红外线、雷达增补物探30米内红外线增补探动向设计动向设计动向设计动向设计有不良形态施工施工有不良形态地道周壁雷达、红外线补探,地道周壁雷达红外线补探有不良形态施工施工有不良形态地道周壁雷达、红外线补探,地道周壁雷达红外线补探无其余状况无其余状况依据设计施工结束5.2超前探测5.2.1超前物探主要针对地下水发育地段的断层破裂带及其影响带、岩层接触带、结构及裂隙发育带。1）远距离超前物探采纳TSP203超前地质预告系统TSP203系统在围岩较好地段可测出前面 100〜200m范围内的岩层分接口、岩层的物理性质、断层等，围岩完好性较差时，展望范围在50〜100m之间。地质素描方法和预告成就 表7序号方法形成成就1用罗盘仪，洞内察看等方法，实测岩层产状、节理产状、微结构产状、断层层面产状等资料，采纳分段测绘。剖析岩体各样参数，对开挖面地质评论，绘制惯例地质预告展现图和分段地质预告书。2绘制标准地层剖面和岩层位预告展望脆弱岩层的地点，围岩稳定况，提出施工举措建议。3察看开挖面断层及微结构出露状况、量测岩层产状剖析断层、微结构的产出的规律和在开挖面的部位、结构走向与地道轴线关系，作出地质预告图。TSP203作业流程：准备工作一丈量孔位、钻孔一埋设传感器一记录孔位一连线检查一暂停施工一爆破拾波一恢复施工、成就剖析。钻孔：在距离工作面50米处钻深度为1.5m的孔，部署传感器；自工作面起，每隔1.5m钻孔一个钻孔深度为1.5m，最后一个孔与传感器的距离大于20m。所有钻孔的高度尽可能的在同一标高线上。钻孔地点如图“TSP203系统作业部署图”所示。钻孔完成后，逐一丈量孔的深度和倾斜度，并作好纪录。埋设传感器杆：埋设传感器前，先清孔，消除孔底虚殖，放入环氧树脂药卷，插入传感器套杆，用钻带动其钻动，保证环氧树脂药卷充足搅拌。待传感器杆固定后，插入传感器，注意传感器方向朝向掌子面联机检查：把传感器、检波器（计算机）、起爆器、同步器连结起来，并检查其能否正常工作，注意此时起爆器与雷管断开。丈量时间：丈量时间选在施工交接班时间，要求工作面300米范围内停止机械作业和作业人员作业，作业前与现场施工员联系，以确立歇工时间，此时准备好爆破药卷、电雷管等。装药爆破：由最里边炮孔开始，逐一挨次装药联线，起爆器起爆，装药量依据围岩状况，一般控制在50〜80g左右，围岩较差时，可加大，但不能超出100g。-L开挖面20米传感器传感器「「IaaX-L开挖面20米传感器传感器「「IaaXW.接受器炮眼间距1.5m30米起爆器"同步器TSP203系统作业部署图恢复施工：爆破一结束，立刻能够恢复施工，一般歇工时间在45min左右。成就剖析：采纳TSP203自带的软件剖析系统，剔除一些显然的扰乱波，软件自动剖析，自动生成图表，反应前面围岩的物理特征，岩层分界限、软弱带、断层的地点等信息2）近距离超前物探采纳地质雷达预告地质雷达预告是用电磁波反射原理进行探测，经过测定与岩溶含水性有关的介电常数的变化来探测充水的地质体，含水的断层、岩性界面和溶洞等。采纳地质雷达进行短距离（10〜40m）的精美岩性结构变化状况的预告。作为TSP203超前地质预告的增补，在高水压地段对TSP203预告的异样点，比方确立异样体的规模、性质、危害有困难时采纳地质雷达作为增补。同时地质雷达用于地道底部、边墙、隧顶外或其余出水部位可能隐伏岩洞窟的探测，成效较好。地质雷达预告方法和预告成就表见表8。5.2.2红外线探水红外线探水每20m丈量一次。红外探水仪经过接收岩体的红外辐射强度，依据围岩红外辐射场强的变化值来确立掌子眼前面或洞壁周围能否有隐伏的含水体。红外探水有较高的正确率，可是它对水量、水压等重要参数无法预告。地质雷达预告方法和预告成就表 表8展望方法预告成就探测充水的地质确立断层、岩性的界面，确立异样岩体的规模、性质、危害程度。地道底部、边墙、隧顶外或其它出水部位可能突水、突泥及涌水等超前防水展望预告：认识掘进前面20m〜30m范围内，能否存在隐伏水体、能否存在含水断层和溶洞、能否存在含水破裂带。每次防水超前探测预告15分钟。向地道上方探测、下方探测是保证掘进工程安全不行缺乏的一环，其根来源因在于上方或下方都存在承压隐伏水或含水结构，一旦在卸压时岩溶水涌入地道，将会造成重要灾祸。向地道两壁外侧探测：其目的是认识支承顶板的两个侧壁外缘能否存在空洞，能否存在威迫地道安全的含水结构。其作用有两个：一是保证目前施工安全，二是保证使用时期不出问题。防滞后突水探测：在灰岩地层中，掘进地道时，固然当时后方不突水，但不等于此后不突水，由于当掘进损坏地层结构后，地道外头的承压水，将会打破单薄地段压入卸压区。依据探测曲线特色判断含水结构或含水体的潜伏危害。红外探水方法：红外探测属非接触探测，在地道壁上来定探点，是用仪器的激光器在壁上打出一个红色斑点。定好探点后扣动扳机，便可在仪器屏幕上读取探测值。详细做法以下：进入探测地段时，第一沿地道一个壁，以5m点距用粉笔或油漆标好探测次序号，向来标到终点，或许标到掘进断面处。在掘进断面处，第一对断眼前面探测，在返回的路径上，每迂回到一个次序号，就站到地道中央，分别用仪器的激光器打出的红色班使之落到左壁中线地点、顶部中线地点、右壁中线地点、底板中线地点，并扣动仪器扳机分别读取探测值，并做好记录。而后转入下一序号点，直至所有探完。探测数据输入计算机后，由专用软件绘成顶板探测曲线、两壁探测曲线。5.2.3水平钻孔超前探测当TSP203系统预告前面有断层、破裂带、岩层层理显然时，采纳地质钻机进行超前探孔，对开挖眼前面15〜30m范围的含水结构、水量及水压进行展望，在长久长距和其余长久短距预告的基础上，用超前水平钻探法进一步对特别差的地质段获得靠谱的资料。用凿岩台架钻孔探测钻孔深度以30m为限，30m之内出现异样状况时，按预约方案实行，钻孔出水，安装压力表及水表，测定地下水的压力和流量。30m之内无异样状况时，改用地质钻机探测，持续钻孔，深度为100m，无异样状况，按正常程序施工，出现异样按方案实行并测定水压和水量。100m此后的探测则由下一循环钻孔探测达成。平时的钻孔探测：全隧在上述超前展望、预告的基础上，全隧还应采纳惯例地质法进行短距离超前地质预告，依据掌子面开挖揭露的地质条件及部分炮眼加深2〜3m的探测状况，对掌子面进行地质素描，并进行地质做图，综合地表检查状况，掌子眼前面必定范围（5〜20m）的地质条件进行展望、预告。5.3洞内涌突水的及时监测（1）正洞各涌突水滴（掌子面炮眼涌突水）的及时监测。监测内容包括：各涌水滴的水温、水量、水压、水质与同位素化学，各涌突水滴地点（里程）、地层岩性、裂隙与岩溶发育特色等。（2）正洞洞身涌（突）水动向监测。包含：涌（突）水滴地质档案，涌（突）水滴空间散布、单点涌（突）水量及其动向、涌（突）出体制、涌（突）水的化学与同位素化学动向特色等。（3）正洞洞内气温与湿度的及时监测。5.4洞外及时监测岩溶水地表排泄点监测包含：天窗、泉点和暗河的水量及动向、水化学与同位素化学动向特色等。地表河流监测包含：地道经过地带上下游水流量及动向、水化学与同位素化学动向特色等。选3〜5个控制断面，要求5〜10天监测一次。大气降水与气温监测：地道所处地段设3〜5各监测控制点，要求每日监测。超前地质预告成