隧道超前地质预报实施细则

1、编制依据

渭源至武都建设工程WWSY1标隧道测超前地质预报实施细则铁道部《铁路工程物理勘探规程》TB10013—98；〔JTGF80/1-2023；〔JTGD70—2023；交通部《大路隧道施工技术标准JTG F60—2023；5《岩土工程勘察标准〔GB 50021—2023；〔JTJ064—98；SL3262023；十天高速大路隧道工程施工图设计资料；十天高速大路隧道工程地质勘察报告；2、工程概况隧道概况烟坡里隧道位于甘肃省定西市漳县的油单沟与漳县三岔镇烟坡里村之间的厥头山西侧，隧道承受分别式，洞高7.5m；起YK173+073~YK176+905，左3840m250m3832m，洞R-14001.38%〔坡长637m〕10处行人横洞、4处行车横洞，左右线各设四处紧急停车带。隧道围岩以IV、V级为主，两端洞口段均为V级围岩。隧道地质地形地貌高程：2084.5~2273.2m，相对最大高差188.7m，隧道进口段，自38~40°，坡面呈阶梯状的田地，以构造剥蚀低中山地貌为主，山地海拔较高，主峰顶呈棱状，山坡高峻，河谷狭窄，多呈V字形。自白垩系以来，境内地层始终处于间歇性抬升之中，因此形成了多级不同时期、不同高程的剥夷面。地层岩性-1耕植土Q4pd-1粉质粘土(Q4al+pl)第四系全统崩滑积存②-2碎石层Q4del+-3层强风化砾岩〔E-1强风化泥质砂岩K2〕-1强风化砂岩T3-2中风化砂岩T3、⑥-4中风化灰岩〔T3、⑥-4中风化泥质灰岩〔T3〕和⑥-2中风化钙质砂〔T3。第四系中上更统黄土〔Q2-3褐色，中密-密实，土质较均，垂直节理少量发育，多分布于洞身材所在地的半山坡，掩盖厚度不大。地质构造与地震依据区域地质资料，勘察区内断层均属于干断裂之派生断3条断层，属于临潭-山阳区域断裂的次级断裂，带。3、隧道超前地质预报的目的前钻孔、地质雷达测试、地震波超前测试等。预报可能消灭突水的溶洞、暗河的位置和规模；预报断层、裂开带的位置〔包括裂隙发育地段；预报可能消灭突泥、岩溶陷落柱的位置；预报可能发生中型以上的塌方地段；预报地下水富集的区域和地段；预报可能发生岩爆、瓦斯或其他有害气体的地段和程度4、隧道超前地质预报原理及所承受的工艺、工作方法隧道开挖面超前探测的主要内容〔等，可以承受地质雷达超前探测，以便了解隧道工作面前方的一些内容：断层构造及断层裂开带。岩溶、空洞、裂隙及其规模和充填状况。脆弱围岩及不同类别围岩的界面。其他不良地质状况。依据地质雷达超前探测可分析推断隧道工作面前方有无以做到有针对性的施工。探测原理地质雷达是承受甚高频—超高频电磁波检测地下介质的地面前方的地质和水文地质状况。隧道地质超前预报的工作原理及方法预备工作文地质以及煤层与瓦斯等状况的具体探测方法可依据以下原则设计。探测方案设计812m1015m100㎡左右，施工时一般要求探测隧道开挖的设置应遵循以下布置原则：〔1〕分布，应依据隧道宽度及地质构造的简单程度确定。2-4m10m79133较为简单时，须加密布点探测。的与要求作出具体的探测设计，以便实施。地质雷达超前探测的布置方式24m，还可以依据具体状况和需要敏捷转变。应用10m操作方式在隧道内紧跟掘进工作面借助高空作业台车，搭设作业平参数探测，为了便于应用波形法解释和使用横向衰减比照法解释，也可同时承受这两种方式探测。每次地质雷达现场探测完成后，为了准时反响有关探测信24h〔围岩类别、有无溶洞、地下水、瓦斯、断层裂开带等及其危害程度＼至于图件在一般状况下只供给隧道纵横｝加，以便进一步准确掌握地质构造的空间形态。探测资料的地质解释须在认真分析现有地质资料和实际地明确、定性准确，同时也应有定量评估。地质分析法介绍数推测法、地质体投射法、掌子面编录推测法等。〕与断层裂开有亲热的关模。界面和地质体透射公式进展地质超前预报。隧洞两臂出路的岩层与地表某段岩层为同一和确认标志层的前消逝的位置。地震反射波法〔TSP超前地质预报系统〕TSP(TunnelSeismicPrediction〕是一种快速、有效、无目的在于快速超前地供给在开挖四周及前方的三维空间的工程地质预报。24因此可确定界面的位置。TSP系统的方法原理与观测系统布设图

TSP系统超前探测现场测试图100m200m；23-6③对施工根本无影响，可对全隧道开展；④无须面对掌子面，对掌子面状况无要求；⑤可供给岩石动力学参数，划分围岩级别；⑥可确定地质体空间位置。TSP超前地质预报系统的推测距离可到达200m，为提高推测100m～150m左右推测一次。TSP系统超前探测空间示意图电磁波法〔GPR--地质雷达〕介绍GPR(GroundPenetraingRadar〕方法是一种用于确定地下性质。溶洞、断层裂开带、含水带、构造面等都于四周岩石存在GPR方法进展超前地质探测正是基于这一前提。地质雷达方法原理图RADANIII推断地质体性质。地质超前预报测线示意图特点：10～50m区分率高，可探测围岩内的脆弱构造面；对岩溶、富水带探测效果好；施工便利、本钱更低廉，对隧道施工无影响。10m～35m左右推测一次。隧道地质超前预报其它方法和本工程隧道地质超前预报拟承受的方法〔1〕.隧道地质超前预报其它方法〔平行〕导坑〔隧道〕法、超前水平钻孔法、超前钻孔声波测井及跨孔声波透视法等。〔2〕.本工程隧道地质超前预报拟承受的方法〔TSP203plus增加型预报仪推测掌子面前方100～150m果，确定承受电磁波法〔SIR-3000型地质雷达探测仪〕具体探20～50m范围地层细部特别状况；在利用地质雷20～50m范围内的地层状况时，应承受1.1。种测试方法的测试内容表测试内容测试方法与仪器(人)

岩土力探测范围 精度学信息

测线及测点布置地质分析法地震波预报仪TSP203plus型SIR-3000地质雷达

掌子面观看100ｍ～200ｍ20m～35m

精度一般 好同步精度较高好〔纵横波〕在隧道的一侧布置测点精度高 非直接类比三条隧道地质预报工作流程TSP203plus在隧18025成后进展，对施工略有影响。预报工作流程见以下图。地质预报打算地质预报打算现场测试地质工程师判读地质雷达地震反射波采集数据、分析处理采集数据、分析处理正常特别工程办围岩稳定性分析明确特别的缘由工程经理部实行的措施监理驻地办24小时内提交地质预报快报36小时内提交检测报告和分析意见7天内提交完整的报告隧道地质超前预报数据处理与成果应用1.数据处理分析TSPwin获得P波、SH波、SV波的时间剖面、深度偏移剖面、提取的反层在探测范围内的空间分布。利用TSPwin软件，按数据设置→带通滤波→初至拾取→拾取处理→炮能量均衡→Q-估量→反射P-S进展数据处理。TSP203plus系统处理成果的动力学特征解释遵循下述原则：①.正反射振幅说明岩层，负反射振幅说明软岩层；②.假设SP有流体存在；④.假设P(2).GPR〔地质雷达〕超前地质探测的数据处理分析RADANIII推断地质体的性质。2.成果应用〔1〕.比照原勘察设计文件，复核隧道围岩设计级别。计文件的围岩级别仅是依据地表的物探工作及少量的钻探工作工经济与安全难以保证。通过在全隧道开展超前预报地质勘探工作，依据量测的P围岩级别，反响设计。〔2〕.预报不稳定岩层、断层裂开带分布里程，避开盲目施工工。〔3〕.预报富水带的分布里程，准时实行处理措施及人员、设备安全的事故发生。〔4〕.TSP203plus系统超前地质探测成果综合分析提交以下成果：①.软硬岩层分界面里程；②.是否存在断层，断层裂开带分布里程；③.富水带的分布里程；④.溶洞、暗河等不良地质体规模、分布里程；⑤.不同地质体的介质动力学参数。〔5〕.GPR综合分析提交以下成果：①.岩性分界面里程；②.是否存在断层，断层裂开带分布里程；③.富水带的分布里程；④.溶洞、暗河等不良地质体规模、分布里程；⑤.脆弱构造面的分布绘制沿隧道轴线方向的工程地质、水文地质综合剖面图。〔6〕.报告提交7隧道地质超前预报拟投入的主要设备介绍〔1〕.TSP203plusTSP203plusTSP202TSP203成功阅历根底上进一步研制的，具有卓越的特色。比较TSP202和TSP203，TSP203plus增加型预报系统在硬件方面增/英文双语言；加强各处理模块的功能，提高了处理结果的牢靠性和准确性。我单位引进一台全的TSP203plus增加型超前地质预报系100%。TSP203plus超前地质探测设备高精度钢管〔插入三轴地震承受器单元高精度钢管〔插入三轴地震承受器单元2m54根2环氧树脂胶只4地震记录单元的充电器230/110VAC〔欧洲插口〕只1ToughbookCF-28PC充电器230/110VAC〔欧洲插口〕只1爆炸机起爆器盒〔1-3KV，40-80ｕF〕个1虚拟电阻器〔用于测试爆炸起爆器〕〔连接三轴地震接收单元和记录单元〕，20m个1电缆线卷1仪器名称类型单位数量备注12套1便携式笔记本电脑IBM台1一体化免维护的pb〔6〕副1结实耐用的聚合物防水箱IP64保护〔关箱时，IP67〕只1极灵敏的三轴地震接收单元 〔X，Y,Z三重量〕，总长2m〔分 根 2670mm〕承受器套管清洁杆〔配套〕根1喷射润滑剂(进口〕瓶1结实耐用的聚合物防水箱IP64保护〔关箱时，IP67〕只1接线〕，20m结实的圈卷铝制电线卷1三重量地震承受单元的安装工具套1电子倾角水准仪只1结实耐用的聚合物防震防水附件箱〔关箱时，IP67〕只1TSPwin33P波和S套1岩石力学参数输出文件输出TSPwin加密狗套1电缆线〔记录单元与起爆器盒之间的连卷电缆线〔记录单元与起爆器盒之间的连卷1地质雷达为美国GSSI公司生产的SIR-3000型彩显地质雷达〔100MHz天线，RADANⅢ处理软件，可准时进展数据处理。有果好。施工便利，对隧道施工没影响。3的准时性。SIR-3000型彩显地质雷达GPR超前地质探测设备表仪器名称类型单位数量备注SIR-3000SIR-3000套1便携式笔记本电脑IBM台1一体化免维护电池〔4〕副2免维护电池充电器230/110VAC只1100MHz套1500MHz套1天线900MHzLF240cm套套11LF360cm套1LF480cm套1电缆线〔连接仪器与天线〕30m卷1附件箱只2数据处理RADANIII图形输出套1文件输出RADANIII加密狗套15、超前地质预报实施细则因抢工程进度无视地质超前预报工作而危及施工安全。地震波法〔1〕.预备工作200m，为100～150mTSP203plus①.爆破钻孔破钻孔进展重复测量。24〔18lm，全部炮眼与接收器的高度应一样。1.2～l.5m〔孔深应尽量全都2010°夹角。钻孔完成后应留意保护，防止塌孔。②.装药及起爆预备级无延迟电雷管；50g75g。应保证炸药与炮孔严密耦合。③.接收器钻孔的布置50m16～18m；全都；42～45mm2m，应依据承受的耦合材料确定接收〔5°10°。④.在传感器孔和爆破孔全部钻好后，由测量班供给每个孔的三维坐标，同时用水平角度尺和钢尺测量每个孔的角度和深度，并记录下来。⑤.接收器套管的埋置与爆破孔装药接收器套管的埋置关系到接收器所收集的地震波信息的准5min后即可分散结实。30～45min。〔2〕.现场测试满水后马上进展爆破，接收器接收到的数据保存在电脑里。电磁波法20～50m范围地层细部特别结合物探资料，做出地质超前预报。7测试区间图做好以下预备工作：〔1〕.地质预报工作需要施工单位协作，地质雷达预报在掌25分钟，可在出渣完成后进展，对施工略有影响；〔2〕.每次超前预报测试前均应当将掌子面修正调平；线；〔4〕.对于深部界面的反射波会由于信噪比过小而不易识一样位置的记录进展叠加，增加对深部介质的区分力量；〔5〕.承受测量轮掌握测量，测点间距等。6、有必要说明的其它内容重大不良地质问题的预报重点开展以下几个方面的工作。地面地质调查地面地质调查方法分为地质测绘法和地面地质界面和地质利用这种方法进展如下工作。路中心线的相互关系。岩(纯灰岩、白云岩、盐岩)的地层层位和展布范围。岩中分布的规模较大断层的产状及其与地表隧道线路中心线的相互关系；特别留意那些两条或两条以上断层交汇的位置(它们是侵蚀性地下水的有利通道)。闭的凹地内，查找大型溶洞或暗河的入口。互关系。河大致通道，确定能否与隧道相遇或与隧道的或许位置关系。隧道相遇的有水溶洞或暗河对隧道施工的影响程度。中距离TSP超前地质预报保证获得丰富的信息量，简单地段承受双边放炮、双边接收。壁进展探测。3.5m，5m，可保证开挖安全，因此可承受风枪钻钻进，进展超前探测，该方法简便易行，必要时承受特地的水平钻。觉察不良地质问题和险情的处理措施〔建设、设计、监理、监控和施工单位组成〕一起商讨处理方案。可供参考。施工方法的选择〔1道段的开挖；〔3〕.迂回导坑法，多用于严峻岩溶涌水、突泥段施工；〔4〕.侧壁导坑发，用于围岩变形严峻的软岩隧道段施工。处理措施〔1〕.超前管棚注浆，多用于洞口段极裂开岩体、全〔强〕风化岩体〔土〕段，在开挖前对极裂开岩体、全〔强〕风化岩体进展预加固，确保进洞安全；在砂层、砂夹块石岩溶充填以超前管棚对底层进展预支护；〔2〕.超前小导管注浆，对裂开围