隧道地质与围岩施工技术讲座

隧道地质与围岩施工技术讲座吕庆忠二0一六年四月三十日目录一．隧道地质诸论···············7二．隧道围岩级别···············31三．岩石地质·····················67四．水文地质·····················107五．隧道围岩地质与施工·········153六．地质超前预报围岩监测与灾害处置208一．隧道地质与围岩㈠隧道工程地质工作

隧道修建过程中，地质工作是不可少的，是不可缺少的工序，由于勘察设计精度的限制或其他各种原因，设计院提交的隧道设计图纸常常遗漏很多，在隧道掘进过程中才能发现的不良地质体，围岩级别也只能概略地圈定，国内大多数隧道施工单位没有自己的施工地质队伍，设计院驻点人员也不承担具体的施工地质工作，这就给施工带来盲目性，为把握开挖支护，及时掌握围岩的地质变化，及时变更围岩级别，调整支护参数，确保施工安全，是隧道工程地质工作的重大任务。地质工作任务㈡隧道地质工作任务1.隧道地质工作任务是在设计提交之后在施工阶段伴随建设的全过程，进行指导施工。2.地质及超前地质预报，是为确定围岩级别，而做的有效工作。有人把超前地质预报工作比喻地下侦查兵，可见，在工程上，能够及时掌握地质的变化，有对策的措施和手段保证施工安全和顺利进行。3.工程技术人员，特别是隧道施工技术人员，都应了解地球的发展历史有一个概略的认识，这样才能对所施工的地下工程所在的地区的环境，岩石地层构造特征有一个正确的认识，才能更好地解读设计图纸和地质资料，进行指导施工。地球地史知识㈢地球地史1.地球诞生已大致经历了约45亿年，漫长的地史从生物演化，可以划分隐生宙和显生宙两大地史时期。隐生宙主要是指太古代，而显生宙则包括元古代、古生代、中生代和新生代四个地史时期。㈣地层系统与地地质年代1.世界的地层系系统是在各国国地质工作者者的共同努力力下，经过200多年才逐渐建立起起来的。2.我国是1959年制定了全国国统一的地层层划分原则，，建立了可以以与国际接轨轨的地层系统统。3.地层系统一般般划分单位是是界、系、统。由于我国幅幅员辽阔，可可以划分出若若干个大地构构造（沉积））单元，因此此在地质质量量的地层表述述中，常遇到到一些地方的的地层单位命命名，如群、组、段等。⑴群是最大的地地方性地层单单位，其范围相当当于统，如太太古界Ar的五台群、泰山群群、鞍山群等等；元古界的滹沱河群、胶胶东群、辽河河群等。⑵组是地方性的基本地层单位位，一般一个统下有若若干个地层组组，如华北地台台中石炭统的的本溪组、上上石炭统的太太原组，下二二叠统的山西西组、下石盒盒子组等。⑶段是小于地层层的最小地层层单位，如我国南方龙龙潭组的煤系地层可划分为五段。地质时代㈤在地层系统划划分的基础上上，地质工作作者将地壳发发展历史也划划分为若干级别的、与地层系统统相对应的时间单元，即代、纪、世。。1.地层年代有先先有后、有老老有新。判断地层时代代的方法主要要有生物地层层法、岩石地地层方法和构构造地层学方方法三种。㈥地史时代(1)太古代(Ar)大约经历了20～40亿年的地史时期。。这一时期地地球基本无生生命现象。是是地球演化的的初期和最早早时期，大约约经历了20亿年。(2)元古代(Pt)大约距今6.2～20亿年，共经历了13.8亿年的地史时时期。元古代又可进进一步划分为为早元古代和晚元古代两大地史时期期。、①早元古代(Pt1)大约距今大约约距今16～20亿年，近4亿年，这个时时期是地球生生物的孕育、、萌芽时期，，主要出现了了以低等菌藻藻类为代表的的生物。②晚元古代(pt2)大约距今大约约距今16～6.2亿年，共经历历了9.8亿年的地史时时期。仍处于于地球生物演演化的初级阶阶段，主要生生物以藻类为为代表。晚元古代在中中国又划分为为长城纪、蓟蓟县纪、青白白口纪和震旦旦纪四个地史史时期。1)长城纪(Pt2ch)主要发育在我我国的华北地地台区，以一一套轻微变质质的海相粗4碎屑岩(砾岩、砂岩、、砂砾岩)为代表。2）蓟县纪(Pt2j)主要发育在我我国华北地台台区，以一套套前海碳酸盐盐地层(灰岩、白云岩岩)为代表。3)青白口纪(Pt2q)主要发育在华华北地台区，，以一套浅海海细碎屑岩（（页岩）地层层为代表。、4）震旦纪(Z)主要发育在我我国南方地区区，特别是西西南地区，以以一套厚度较较大的碳酸盐盐地层（灰岩岩、白云岩岩岩）为代表。。这套地层常以以角度不整合合直接覆盖于于下元古界甚甚至至太古界界的地层之上上。古生代Pz⑶古生代(Pz)大约至今2.3～6.2亿年，共经历了3.9亿年的地史时期。。主要包括早早古生代的寒寒武纪、奥陶陶纪、志留纪纪和晚古生代代的泥盆纪、、石炭纪和二二叠纪。在古生代初期期，我国大部部分地区为广广阔的浅海。。在中奥陶世世之后，华北北地区整体上上升成为陆地地，经历了长长期的风化、、剥蚀，形成成了较平坦的的地形。到中、晚石炭炭世海水多次次侵入重新接接受沉积。当当时气候潮湿湿、暖热，在在广阔的海滨滨地区发育了了大片的沼泽泽，植物生长长极为茂盛，，成为聚煤的的良好场所，，形成了我国国最重要的含含煤地层。①早二叠世海水水开始撤退，，华北大多数数地区至此成成为陆地。在华南除少数数古陆外，大大多数仍被海海水淹没。在早中石炭世世，早中二叠叠世海水短时时撤退时期，，海滨的不少少地区也有大大片聚煤沼泽泽发育。因此此，形成了好好几个含煤地地层，其中以以晚二叠世的的含煤地层分分布最广。②在晚二叠世初初期，西南的云、贵贵、川交界的的地区曾有西西南地区云大大片玄武岩流流溢出，厚度度可达2500m左右。我国西部的天天山、昆仑山山、祁连山、、秦岭和东北北的大兴安岭岭等地，在古古生代经历了了强烈的地壳壳运动，褶皱皱成山，并伴伴随着岩浆活活动和变质作作用。从动物方面，，早古生代以以海生无脊锥锥动物为主。。例如寒武纪纪以三叶草虫虫最为繁盛。。③奥陶纪则以笔笔石及头足类类中的直角石石、珠角石最最繁盛，并从从无脊椎动物物进化出最早早的脊椎动物物。④志留纪是珊瑚瑚纪腕足大量量繁殖。到了泥盆纪则则有水生脊椎椎动物—鱼类大量繁殖殖，泥盆纪有有人称之鱼类类时代。⑤泥盆纪后期，，由于气候变变化，水域缩缩小，最后形形成了新的一一类—两栖类。⑥石炭纪、二叠叠纪，海生无无脊椎动物仍仍占重要地位位。石炭纪及二叠叠纪的陆生孢孢子植物极为为繁盛。当时时的蕨类是叶叶子发达、茎茎干粗大的高高大乔木。例例如鳞木高大大30～40m，直径2～3m，芦木高达20～30m。在海滨低洼的的沼泽地带，，上述这些植植物组成了茂茂密的深林，，为煤层的形成成提供了丰富富的原始物质质。因此，石炭纪纪、二叠纪成成为地球发展展史中第一个个重要的聚煤期。中生代Mz⑷中生代(Mz)大约距今大约约距今0.8～2.3亿年，共经历历了1.5亿年的地史时时期。主要包括三叠叠纪、侏罗纪纪及白垩纪三三个地史时期期。①在中生代初初期，我国北北部早已成为为陆地，而南南方地区仍大大多数为浅海海。到了三叠纪末末，由于地壳壳运动，我国国南部也大多多成为陆地。。、②所以在侏罗罗纪除了西藏藏、新疆的西西部、云南四四川的西部、、广东的中部部、湖南的东东南部、黑龙龙江的东北部部等我国的边边缘地区尚有有海水侵入之之外，其他地地方主要是陆陆相沉积了。。③到了白垩纪纪，台湾、西西藏以及昆仑仑山南部还有有海相沉积。。在我国中生代代是个地壳运运动比较强烈烈的时期，特特别是我国东东部地区，在在侏罗纪白垩垩纪曾多次发发生强烈的褶褶皱和岩浆活活动。由于这这个时期的地地壳运动在我我国华北燕山山地区表现明明显，所以称称为燕山运动动。由于强烈的地地壳运动，发发生褶皱和断裂，上升和下降降，形成一系系列的山间盆盆地和偌干大大型的内陆盆盆地（如四川、鄂尔多多斯、准格尔尔、松辽）。在合适的的气候条件下下，这些盆地地常成为聚集煤、油页岩或生产石油的良好场所。。⑸新生代8千万年以前开始至今今，称为新生生代地史时期期，主要包括括第三纪和第四纪两个地史时期期。新生代是地球球发展历史上上最新的一个个阶段。由于与中生生代相比，这时生物界又又有了明显的的发展，所以以称为新生代代。在我国新生代代后期的海陆陆分布大致与与现代相近，，仅东南沿海海边缘地区曾曾发生过海浸浸时。新生代的大规规模地壳运动动主要发生在在第三纪中期和和晚期，喜马拉雅山是是这个时期形形成的最著名名的代表，所所以这一时期的运动称为为喜马拉雅山山运动。在岩浆活动方方面，主要是是玄武岩流的的溢出。新生代的植物物与现代所见见的已很相近近。在岩浆活动方方面，主要是是玄武岩流的的溢出。新生代的植物物与现代所见见的已很相近近。在动物方面，，曾在中生代代盛极一时的的大型爬行动动物恐龙类全全部灭绝。哺哺乳动物是从从爬行动物演演化而来，所以有人称新新生代为哺乳乳动物的时代代。地球上的生物物界不断演化化和发展，终于导致人类类的出现。人类的出现开开创了地球历历史的新纪元元，从此地球球历史从生物物历史进入人人类史时代。。新老第三纪地地层之间多以以角度不整合合覆盖于下伏伏的白垩系地地层之上，代代表的构造运运动称为晚期燕山运动动。新老第三纪地地层之间多以以角度不整合合接触，代表表的构造运动动称为早期喜喜马拉雅运动动。而第四纪沉积层层都与第三纪地地层以角度不不整合接触，，代表的构造造运动称为晚晚期喜马拉雅雅运动。晚喜喜马拉雅运动动又称为新构造运动。。二．隧道围岩级别别㈠公路隧道围岩岩分级1.国家由水利部部牵头、铁道道部、水利、、总参工程兵兵、建设部、、国家技术监监督局，讨论论研究统一了了岩体分级，，出版了国家家标准GB/T50218-94《工程岩体分级级标准》，新版《工程岩体分级标准准》2014版已出。《公路隧道设计规范范》JTGD70---2004中的分级方法与国国家标准一致，采用国家《工程岩体分级标准准》规定的方法、级别别和顺序，即将岩岩石隧道稳定性等等级有好至坏分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ、Ⅴ级和Ⅵ级。考虑到土体隧隧道的围岩分级，，《公路隧道设计细则则》/TD70—2010又将岩质围岩级别别细化为:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅳ3、Ⅴ1、Ⅴ2,土质围岩级别划为为为Ⅵ3、Ⅴ1、Ⅴ2、Ⅵ级。2.围岩定性定量分级级方法⑴国家岩石的坚硬程程度和岩体完整程程度两个基本因素素的定性特征和定定量的岩体基本质量指标标BQ，综合进行初步分级级。⑵隧道围岩进行详详细定级时，应在在岩体基本质量分分级基础上考虑修修正因素的影响，，修正岩体基本质质量指标，⑶按修正后的岩体基本质量指标标〔BQ〕，结合岩体的定性性特征综合评判、、确定围岩的详细细分级。⑷围岩详细定级时时在岩体基本质量量分级基础上考虑虑修正因素的影响响，修正岩体基本本质量指标BQ应根据分级因素的的定量指标Rc值和Kv值按下列公式:围岩级别修定计算算BQ=90+3Rc+250Kv修定条件:1.有地下水;2.围岩稳定性受软弱结构面影响响，且由一组起控制制作用;3.存在高初始应力。。㈡岩石软岩的划分分1.岩石坚硬性定量⑴岩石坚硬程度定定量指标用岩石单单轴饱和抗压强度度Rc表达，Rc大于30Mpa，为硬岩，小于30Mpa化为软岩。⑵饱和抗压强度:在岩芯取样做实测测，试件尺寸为边边长70mm±2mm的立方体，每组6块，浸水试泡48小时后，试压，去去掉最大和最小两两个试件，区4块的平均值。表2Rc与岩石坚硬程度定定性划分的关系㈢隧道围岩基本质质量分级软质岩按坚硬程度度划分较软岩15＜Rc≤30Mpa；软岩5＜Rc≤15Mpa；极软岩Rc＜5Mpa。软岩分四类:膨胀性软岩、高应应力软岩、节理化化软岩、复合型软软岩。软岩分四类:膨胀性软岩、高应力软岩、节理化软岩、复合型软岩。①膨胀性软岩泥岩、页岩等抗压强度小于25Mpa的岩体。均属膨胀胀性低应力软岩。②高应力软岩是指在较高应力条条件下才发生显著著变形的中、高强强度的工程岩体。。如泥质粉砂岩、泥质质砂岩等。③节理化软岩系指含泥质成分很很少的岩体，工程程岩体在工程力的的作用下发生显著著的变形，呈软岩岩的特性，细分为为镶嵌节理软岩、、碎裂节理软岩、、散体节理软岩。。④复合型软岩是指上述三种软岩岩类型的组合。膨胀性软岩的分类类1)弱膨胀:蒙脱石含量＜10%,膨胀率＜10%，自由膨胀变形量量＞15%；2)中膨胀:蒙脱石含量10～30%,膨胀率10～50%，自由膨胀变形量量10～15%；3）强膨胀:蒙脱石含量＞30%,膨胀率＞50%，自由膨胀变形量量＜10%；4．岩体完整性⑴岩体完整程度的的定量指标用岩体体完整性系数Kv表达。Kv一般用弹性波探测测值。Kv=¿pm/¿¿pr式中:¿pm——岩体弹性纵波速度度;¿pr—岩石弹性纵波速度度。⑵弹性波①体波（纵波与横横波）声波的实现方式声波的实质弹性介介质的机械振动，，声波测试法，也也就是弹性波测试试法。什么是弹性波？即即在弹性介质中的的某一点，由于某某种原因而引起初初始扰动或振动声声音在空气和水中中传播一样，也在在岩体中传播。本次需要说明解释释的是纵波，从体体波的本质上看，，将地震波分成纵纵波与横波。质点点的振动方向与波波传播方向一致的的地震波，称为地地震纵波(P波)。质点的振动方向向与波传播方向相相互垂直的地震波波，称为地震横波波（S波）。由锤击或爆炸所激激发的脉冲力，在在（径向）胀缩力力分量的作用下周周围介质将产生体体积形状变形，并并沿径向向外传播播，这是形成的是是地震纵波。②产生弹性波的必必备:1)有初始扰动，如加加力、锤击、爆破破。2)介质具有弹性。③锤击法常见的桥梁桩基检检测，小应变测试试，就是在桩头布布设导线后接上应应变仪，用锤子敲敲击桩头，用电脑脑记录储存波形，，供分析桩的质量量情况。小应变仪工作原理理④爆炸法由于炸药爆炸，气气爆激发方式所产产生的激发能量较较大，所以量测声声波在岩体内传播播距离较大。⑶声波（弹性波））在岩体中的传播播规律岩体是个复杂的介介质，而岩体中声声波传播速度与其其内部的结构特征征有着密切联系，，随着岩体的种类类、弹性参数、结结构面、断层和破破碎带、密度、孔孔隙率、应力状态态、风化程度和含含水率等不同而有有显著变化。①弹性模量降低时，，岩体声波碎带也也相应降低。弹性性模量越高，声波波传播速度越大。。②岩石越致密，岩体体声速越高。常见的几种完整岩岩石的纵波波速为为:1)变质岩为5500～6000m/s;2）火成岩、石灰岩岩及胶结较好的砂砂岩为5000～5500m/s;3)沉积岩、胶结较差差的碎屑岩为1500～3000/s。5.TSP—203工作原理⑴TSP（TunnelSeismicPrediction）也叫隧道地震勘勘探，是瑞士安伯格公司开发生产的。。⑵探测和预报距离离可在隧道掌子面面前方300～500m，有效距离一般为为掌子面100m，经验丰富者可有有效预报150～200m。⑶TSP系列四种TSP－202系列和TSP－203、TSP－203PULUS、TSP－200系列。两者的区别别:①TSP－202称专家型，在基本原理的指指导下，必须在解解译人员具有扎实实的地质学知识的的基本前提下，对对成果图反映的不不良地质提的性质质、类型、位置和和规模进行解释。。预报的精度较高高。②TSP－203为智能解译型，又称普及型，解解译效果一般，预预报的精度低。⑷炮点布置①炮点之间1.5m，也可小于1.5m，但无论如何都不不能超过2m。②有效炮点18～24个。③接受孔的布置，，接受器位于隧道道左右两边墙，每每边墙各一个，直直径50mm，深度2m;垂直于隧道轴，或或者向隧道口方向向偏斜10°向下倾斜10～20°;距隧底以上约0.5～0.8m。⑸炮孔及装药①炮孔根据实际隧隧道掌子面的位置置决定，一般为24个，但不能少于18个有效孔，直径42～50mm，深度1.5m左右，第一个炮孔孔（S1）距接收器孔15～20m（最小15m），炮孔之间1.5m，2钻孔尽量呈水平直直线分布。②使用炸药有条件时，应使用用黑索金和一级岩岩石乳化炸药代替替一般岩石乳化炸炸药。③在使用一般乳化炸炸药时，供参考的的药量:1)对于公路隧道或其其他大断面的软岩岩隧道，从掌子面面开始，1～10号炮眼药量不少于于150g，11～20号炮眼药量不少于于100g，21～24号炮眼不少于67g为宜。2)对于公路隧道或其其他大断面的硬岩岩隧道，从掌子面面开始，1～10号炮眼药量不少于于150～100g，11～20号炮眼药量不少于于100～67g，21～24号炮眼不少于50g为宜。⑹保证炮眼满水引引爆水的引爆应力波的的传播效果好于空空气，所以YSP探测引爆时，要采采用水封，⑺传感器的安装传感器的最佳安装装位置和角度炸药药爆破所产生的应应力波，在介质中中的传播形式及其其能量的分配额是是不同的，在靠近近爆破源3～7倍药包半径（大约约0.28m）的距离内，以冲冲击波的形式出现现，占爆破能的60%以上;在距爆破源120～150倍药包半径（大约约相当于6m）的距离内，以压压缩波形式出现，，占爆破能的30%以上;直到超过炸药半径径150倍（大概相当于6m）的距离后，才能能以地震波的形式式出现，只占爆炸炸能量的10%左右。㈡围岩级别的量化化软岩特征表三．岩石地质㈠地质岩石1.岩浆岩岩浆岩按产出的的的地质环境，分深成岩、浅成岩和和喷溢岩三类。前两种为侵入岩岩;喷溢岩为火山岩。。岩浆岩按其SO2的含量，又分为酸性岩、中性岩、基性岩和超基性岩四类。1.1岩浆岩的产出形态态岩浆岩作用分为喷喷出作用、侵入作作用，分别形成喷出岩、侵入岩（深成岩和浅成岩岩）。喷出岩形态态有熔岩被、熔岩岩原、熔岩流；侵侵入岩形态有岩基、岩株，岩床、岩盆、岩墙、岩脉。喷出岩岩浆从岩房迅速向向上迁移，直达地地表出现喷发或溢溢流的岩浆活动，，形成的岩石统称称火山岩。酸性岩花岗岩，花岗斑岩岩，流纹岩，中性岩闪长岩，闪长玢岩岩，安山岩。主要基性岩辉长岩，辉绿岩少见深成岩花岗岩正长岩闪长岩辉长岩橄榄岩辉岩主要矿物成分(10%以上)石英正长石斜长石正长石角闪石斜长石辉石斜长石橄榄石辉石玄武岩。主要超基性岩橄榄岩金伯利岩。花岗岩，常肉红色色、灰白色闪长岩，灰或灰绿绿色灰长岩，灰至灰黑黑色正长岩，肉红色或或灰白色流纹岩，灰色、灰灰红色、肉红色安山岩，深灰、浅浅玫瑰、褐色等玄武岩玄武岩，黑、灰黑黑、黑绿、灰绿色色等、灰黑、黑绿绿、灰绿色等橄榄绿橄榄岩，暗绿、灰黑色⑴主要酸性岩类本类岩石SO2含量最高（65%～75%），所以岩石中出出现大量的石英（（可达30%）是其重要的特征征。①花岗岩:主要由正长石、石石英、黑云母组成成，有时含斜长石石、角闪石、白云云母。②花岗斑岩：主要由正长石、、石英、黑云母组组成，有时含斜长长石、角闪石。③流纹岩:主要由透长石（一一种无色透明的长长石）、正长石、、石英及黑云母组组成。有时含少量量角闪石。颜色呈淡红色、肉肉红色、灰白色。。⑵主要中性岩类本类岩石的SO2含量较酸性岩类少少（52%～65%），所以岩石中一一般见不到石英。。①闪长岩：深成岩—闪长岩，，主要由由斜长石石和角闪闪石组成成，此外外还有少少量黑云云母和辉辉石。颜色:常呈灰色色、灰绿绿色;如深色矿矿物较多多时，责责呈灰黑黑色。②闪长玢玢岩:主要由斜斜长石和和角闪石石组成。。颜色:常呈灰绿绿色、灰灰褐色。。③安山岩岩:主要由斜斜长石和和角闪石石组成，，此外还还有少量量黑云母母和辉石石。颜色;一般为灰灰、褐、、绿或紫紫红等色色。⑶主要基性岩类本类岩石石的SO2含量较中中性少（（45～52%），深色色矿物以以辉石为为主，其其次是橄橄榄石、、角闪石石。浅色色矿物由由斜长石石组成。。主要岩类类有:深成岩－－辉长岩岩，浅成成岩－辉辉绿岩，，喷出岩岩—玄武岩。。①辉长岩岩;主要由斜斜长石和和辉石组组成，此此外还有有少量橄橄榄石、、角闪石石。颜色:常呈深灰灰色、灰灰黑色。。②辉绿岩岩:主要由斜斜长石和和辉石组组成，此此外还有有少量橄橄榄石、、角闪石石。颜色:常呈暗绿绿色、或或灰黑色色。③玄武岩岩:主要由斜斜长石和和辉石组组成，此此外还有有少量橄橄榄石。。颜色:常呈黑色色、褐灰灰色、棕棕灰色。。是最为为常见的的一中喷喷发岩。。西南地区区云贵川川交汇的的地区有有广大的的玄武岩岩流分布布。⑷主要超基性岩岩类本类岩石石的SO2含量最少少（＜45%），其特特征是深深色矿物物占绝对对优势（（95%以上）因因此颜色色最深，，常呈深深绿色或或黑色。。①橄榄岩岩:由橄榄石石组成，，含量在在50%以上，其其次为辉辉石角闪闪石。完完全由橄橄榄石组组成的岩岩石则称称橄榄岩岩。颜色常呈呈暗绿色色、暗灰灰色、黄黄绿色。。②金伯利利岩:主要由橄橄榄石、、辉石及及金云母母组成。。颜色:暗绿、暗暗灰、暗暗棕色。。⑸主要脉岩岩类①伟晶岩—含有多种种稀有、、稀土、、放射性性元素矿矿产。②细晶岩岩—岩中浅色色矿物很很多，暗暗色矿物物少于正正常含量量。块状状构造，，细晶结结构。③煌斑岩岩—浅色矿物物偏少而而深色矿矿物偏多多，主要要是黑云云母、角角闪石、、辉石，，具斑状状结构，，斑晶的的晶形常常发育较较好。岩岩石的颜颜色较深深，、常常呈褐色色、棕黑黑色、灰灰绿色。。⑶火山玻玻璃岩①黑曜岩岩—具有显著著的贝壳壳状断口口，玻璃璃光泽。。是一种种酸性的的火山山玻璃岩岩，常与与流纹岩岩共生。。②浮石—灰白色，，也为酸酸性岩喷喷出的产产物，气气孔构造造极为显显著，呈呈泡沫状状。因轻轻，能浮浮于水。。插图2沉积岩2.沉积岩地球表面面以沉积积岩为主主，约占占大陆面面积的75%和海洋地地面的绝绝大部分分。判别岩石石的种类类，如砂砂岩、灰灰岩、泥泥岩属沉沉积岩。。⑴沉积岩的的主要特特征①层理构构造沉积岩由由呈层状状分布的的物质所所组成。。不同层层之间常常常会有有颜色、、物质成成分、韵韵律变化化的差异异，从而而显示出出层理现现象。②层面构构造沉积岩具具有层理理构造，，而层面面上常有有波痕，，泥裂、、生物活活动遗迹迹等构造造，称为为面状构构造。⑵沉积岩岩的结构构沉积岩分分类主要有:碎屑结构构、泥质质结构、、生物结结构、鲕鲕状及豆豆状结构构等①碎屑结结构—一般由碎碎屑和胶胶结物两两部分组组成。碎碎屑物按按磨圆程程度可划划分为:棱角状、、半圆状状、滚圆圆状三级级。按大大小可分分为:粒状结构构、砂状状结构（（粗、中中、细砂砂）和粉粉砂状结结构②泥质结结构—粒度在粉粉细砂级级以下（（粒径＜＜0.01mm），肉眼眼无法分分辨颗粒粒的，一一般称为为泥质结结构。③生物结结构—主要是指指大量生生物遗体体或残体体化石所所组成的的沉积岩岩结构。。④鲕状及及豆状结结构—某些铁质质岩（赤赤铁矿））、铝质质岩（铝铝土矿））和石英英岩、鲕鲕状灰岩岩所持有有。砂岩水平平状砂岩倾斜斜状㈡常见的的沉积岩岩可分成三大类:碎屑岩土土、黏土类及化学岩及生物化学学岩类。碎屑岩类类:①火山碎屑屑岩类1)火山角砾砾由大小不不等的熔熔岩角砾砾（带棱棱角的熔熔岩碎块块，直径径一般为为0.2～10cm）经火山山灰等物物质胶结结而成的的岩石。。颜色复复杂，常常呈绿、、紫、灰灰等色。。2)凝灰岩由直径小小于0.2cm的火山碎碎屑物质质和火山山灰经压压紧、胶胶结而成成的岩石石。常呈呈灰绿、、浅紫、、灰白等等色。②正常沉沉积碎屑屑岩类1)砾质岩组成岩石石的碎屑屑有50%以上大于于0.2cm时就称为为砾质岩岩。外形还可可分为:A角砾岩—带棱角的的碎石经经胶结成成岩，碎碎石带有有棱角。。B砾岩－由由滚圆或或半滚圆圆的砾石石经胶结结成岩。。②砂质岩岩砂质岩是是碎屑岩岩中最广广泛的一一类，组组成岩石石额碎屑屑颗粒有有50%以上在2～0.1mm之间。按碎屑的的成分分分为:铁质砂岩岩、钙质质砂岩、、硅质砂砂岩及泥泥质砂岩岩等。按碎屑的的成分，，由石英英、长石石及岩屑屑的含量量超过了了砂岩碎碎屑总量量90%，所以依依据砂岩岩中这三三种成分分含量百百分比不不同，可可将砂岩岩分为石石英砂岩岩、长石石砂岩及及岩屑砂砂岩三类类:1)石英砂岩岩—几乎全是是石英颗颗粒，占占90%以上，仅仅含少量量长石或或碎屑。。颜色通通常呈黄黄白或灰灰白。如如被铁质质胶结，，则染成成红色。。2)长石砂岩岩—主要由长长石和石石英的碎碎屑组成成，其中中长石含含量大于于25%。此外还还含有少少量颜色色碎屑。。颜色较较浅，通通常呈淡淡红、米米黄等色色。3)岩屑砂岩岩（硬砂砂岩、杂杂砂岩））—由石英、、长石及及较多的的深色岩岩屑（其其含量大大于碎屑屑总量的的25%）组成。。岩屑主主要是深深色岩浆浆岩及变变质岩的的风化产产物。因因此岩屑屑砂岩的的颜色常常呈暗灰灰色或浅浅绿色。。4)粉质砂岩岩主要是由由0.1～0.01mm的碎屑组组成。成成分比较较单纯仍仍以石英英为主、、其次为为长石、、白云母母，此外外还混入入部分黏黏土矿物物。粉砂砂质岩包包括疏松松的粉沙沙及固结结了的粉粉砂岩。。1)粉沙—一种松散散沉积物物。2)粉砂岩—粉沙固结结后称为为砂岩。。黏土岩类类:①黏土—主要矿物物（高岭岭石Al4〔Si4010〕（OH）8）组成。。②页岩—疏松的黏黏土经压压紧、固固结后形形成页岩岩。具有有像书页页似的层层理，所所以称页页岩。如如混入较较多的有有机质，，颜色可可因之而而变成黑黑色、灰灰色或棕棕色。③泥岩—层理不明明显、厚厚度较大大的黏土土岩。黏黏土岩分分为下列列三种类类型:高岭石黏黏土岩、、蒙脱石石黏土岩岩、水云云母黏土土岩。注意点:对于地下下工程施施工来说说，黏土土岩有时时能够带带来一些些困难，，具有极极强的吸吸水性和和吸附性性。遇水水后，体体积能膨膨胀好几几倍，所所以引起起隧道变变形，造造成支护护困难。。化学岩及及生物化化学岩类类:⑴碳酸岩类类①石灰岩岩1)致密状灰灰岩2)角砾状灰灰岩3)竹叶状灰灰岩4)鲕状灰岩岩—由于水流流动荡使使细小的的碎屑（（即颗粒粒的核心心）呈悬悬浮状态态，于是是介质中中的CaCO3就围绕着着核心一一圈一圈圈的沉淀淀。鲕状状是在反反复多次次的悬浮浮和掩埋埋的水流流动荡环环境中形形成的。。5)生物灰岩岩—主要是生生物化石石碎屑或或遗体（（经搬运运、磨蚀蚀或未经经搬运、、保存完完好），，被化学学或生物物化学沉沉积的CaCO3胶结而成成的石灰灰岩。此此外，一一些造礁礁生物（（如珊瑚瑚、藻类类、苔藓藓虫等群群体生物物）在原原地生产产CaCO3骨架，形形成礁灰灰岩。6)结晶灰岩岩—这种石灰灰岩可明明显的见见到方解解石的晶晶粒。②白云岩岩1)原生沉积积白云岩岩—在地层剖剖面中常常见到各各种类型型的石灰灰岩（致致密、鲕鲕状、砾砾屑灰岩岩）向上上过渡为为白云岩岩;有时在白白云岩之之上还可可见到蒸蒸发岩（（石膏、、硬石膏膏、盐岩岩等）。。一般认认为这种种白云岩岩是在干干旱气候候条件下下，在半半封闭的的海湾、、泻湖环环境中，，由于蒸蒸发量过过大，含含盐度高高（钙、、镁离子子富集）），有利利于白云云岩的化化学沉淀淀而形成成的。白云岩岩另一些些白云云岩或或白云云质灰灰岩常常呈团团块状状或不不规则则层状状分布布于石石灰岩岩中。。有时时整个个岩层层大部部分均均有深深色的的白云云石团团块组组成，，而浅浅色的的方解解石仅仅局限限在局局部有有少量量残留留，并并且白白云石石呈明明显的的砂糖糖状结结晶。。白云质质灰岩岩（含含方解解石50～75%，白云云石25～50%）及灰灰质白白云岩岩（含含方解解石25～50，白云云石50～75%）都是是介于于石灰灰岩与与白云云岩之之间的的过渡渡性岩岩石。。3)泥质灰灰岩、、泥灰灰岩石灰岩岩中泥泥质成成分含含量不不超过过25%时称为为泥质质灰岩岩，增增至25～50%时则称称泥灰灰岩。。泥灰灰岩的的颜色色一般般较浅浅，常常呈灰灰色、、浅黄黄色。。⑵硅质岩岩常见的的硅质质岩是是燧石岩岩，它主主要是是由非非晶体体的蛋白石石、隐隐晶质质的玉玉髓以及经经重结结晶形形成的的细粒粒石英英所组组成。。SiO2为主可可达70～90%。⑶铝质岩岩富含氧氧化铝铝的化化学岩岩亦称称为铝铝质岩岩。铝铝质岩岩中Al2O3的含量量＞40%，而Al2O3与SiO2的含量量之比比＞2.1时就称称为铝铝土矿矿，是是炼铝铝的主主要矿矿石。。⑷铁质岩岩富含铁铁质的的矿物物的沉沉积岩岩称为为铁质质岩。。常见见的含含铁矿矿物为为赤铁铁矿、、褐铁铁矿、、菱铁铁矿等等，当当含铁铁量达达25～30%以上时就可可以作为铁铁矿石开采采。⑸锰质岩含大量锰的的沉积岩。。⑹磷质岩通常将含P2O5在5～8%以上的沉积积岩称为磷磷质岩。含含磷在8%以上的磷块块岩可作为为磷矿石开开采。⑺盐岩岩石主要是是由钾、钠钠、镁的卤卤化物及硫硫酸盐所组组成。常见见的是盐岩岩石膏及硬硬石膏。⑻可燃有机岩岩这一类岩石石:煤、油页岩岩、石油及及天然气。。化学成分分主要是碳碳氢化合物物，其次还还有氧、氮氮、硫。沉积岩分类类表3.变质岩及主主要特征⑴变质岩是原原有的岩石石（岩浆岩岩、沉积岩岩甚至变质质岩），在在某些特定定的地质环环境下（地地壳深处、、与侵入岩岩的接触带带、强烈的的构造变动动带）发生生了变质作作用，经历了一系系列物理化化学的演变变而重新形形成的岩石石。⑵变质的主要要因素:温度、压力力、化学作作用。⑶变质的主要要类型①区域变质—地壳发生强强烈运动的的地带。范范围很大，，几千或几几万平方公公里。②接触变质—由于岩浆岩岩的侵入活活动而与围围岩接触时时，岩浆岩岩带来的高高温和从岩岩浆岩逸散散的大量挥挥发性物质质使围岩发发生变质，，这类称为接接触变质。。局部性的发发生在带上的入岩岩体与围岩岩的接触带上的变质质作用形成成的岩石形形成的岩石石称接触变质岩如大理岩、石英岩。③动力变质作作用动力变质作作用—是指发生在在断层，特特别是大型型断层、深深大断层的的两侧岩石石，在断层层位移所产产生的巨大大摩擦热的的构造压力力的作用下下，岩石中中的矿物重重结晶或定定向排列，，或含有挥挥发性的岩岩石（煤））的化学成成分和含量量的变化，，形成新岩岩石而言。。岩石受地壳壳构造错动产生的的定向压力（动压压力）的作用而产产生破碎、变形形、重结晶的变质质作用，该变质作用用形成的岩石为动力变质岩岩，如断层角砾砾岩、糜棱岩。定向排列构构造包括1.构造、片麻状构造造、片状构造、千枚状构造造。板状构造：岩石可沿沿一定方向开裂裂成为平整整的板状体，如如板岩；2.片麻状浅色色矿物相间间平行排列成条带状，如如片麻岩；；3.片状构造：矿物呈片片状或柱状且平行行排列，如如片岩；4.千枚状：比较碎破的薄片状状，有丝绢光泽，，如千枚岩。5.大理岩由碳酸类岩岩石(石灰岩白云云岩)在热变质或或区域变质质的影响下下，经过再再结晶作用用而形成的的。⑷变质岩的构构造①片理构造造是变质岩的的特有构造造。它是岩岩石中片状状、板状或或柱状矿物物（如云母母、长石、、角闪石等等）在构造造压力的影影响下，发发生平行排排列而造成成的。例如如片麻岩片片岩常具有有明显的片片理构造。。②块状构造造岩石中矿物物晶体的分分布呈均一一状，不显显示定向排排列。石英英岩、大理理岩常具有有这种构造造。㈡岩石产状1.产状产状的三要要素:走向、倾向向和倾角。。⑴走向线和走走向产状⑵结构面与与水平面的的较角称为为走向线，，而走向线线的空间方方位称为结结构面的走走向。如北北东象限（（NE），北西象象限（NW）。例如某某个走向线线的两个方方位为NE30°和SW30°一般只表示示NE30°。又如某个个走向线两两个方位为为NW40°和SE40°只表示NW40°。前者也可可以直接表表示为30°，而后者则则可以直接接表示为320°.⑵倾向线和倾倾向结构面上为为走向线，，在其倾向向方向上的的垂线，称称为倾向线线。而倾向向线的空间间方位称为为结构面的的倾向。显然倾向只只有一个，，它与走向向线的空间间方位（走走向）夹角角90°。⑶水平岩层层及特征⑷褶皱褶曲要素核部：褶曲曲中心部位位的岩层。。翼部：褶曲曲两侧部位位的岩层。。轴面：通过过核部，大大致平分两翼的假假想平面。。轴线：轴面面与水平面面的交线。。枢纽：轴面面与岩层面面的交线。。（最大弯曲曲点的连线线）。褶曲分类：：按轴面的产产状分类：：平卧褶皱、倒转褶皱、斜歪褶皱和直立褶皱⑸断层断裂是岩体体破裂后，，两侧岩块产生显著著位移的断断裂构造。。断层的规模模从几厘米米到数千公里，对对工程岩体体的稳定有显著的影影响。1.下盘2.上盘3.断层面1）断层要素素：断层盘（上上、下盘））、断层面面、断层线线（2）断层的分类类按断层两盘盘相对运动动方向分类类：正断层、逆断层、平移断层（3）断层的产状状及表述同岩层、节节理表述一一样，用断断层面的产产状表示断断层。⑹节理节理对工程程的影响岩体中的裂裂隙，除了了使岩体的的开挖较容容易外，对对岩体的强强度和稳定定性有不利利的影响，，特别是多多种裂隙的的不利组合合，对隧道道围岩的稳稳定性影响响最大。四．水文地质㈠水在土中的的特征自然界岩土土孔隙中存存在的水，，按物理性性质分为气气态、吸附附水、薄膜膜水、毛细细管水、重重力水、固固态水等。。㈡岩土水理性性质1.容水性岩土的容水水性是指常常压下岩土土孔隙中能能容纳一定定水量的性性能，以容容水度表示示。2.持水性饱水岩土在在重力作用用下排水后后仍能保持持一定水量量的性能为为岩土的持持水性。3.给水性是指在重力力作用下饱饱水岩土从从孔隙中能能自由流出出一定水量量的性能，，以给水度度表示。4.毛细管水指松散岩土土中能产生生毛细管水水上升现象象的性能，，通常以毛毛细管水上上升高度、、毛细管水水上升速度度和毛细管管水压力来来表示。5.透水性指在水的重重力作用下下，岩土容容许水透过过自身的性性能，通常常以渗透系系数表示。。㈢地下水的特特征相当一部分分大气降水水渗入土壤壤中和岩石石中，并暂暂时滞留其其中，就形形成了地下下水。1.含水层、隔隔水层与地地下水地下水能够够在土壤中中和岩石中中存在，是是因为有透透水层与隔隔水层形成成组合;⑴砂岩、石灰岩、石石英岩大理岩为透透水层。⑵受到缺水空隙、裂裂隙和空洞的土壤壤（如黏土层）和和岩石（泥岩、页页岩、板岩和云母母片岩等）为不透透水的阻挡层。2.前者为含水层，后后者为隔水层。3．隧道水的主要来源源⑴地表水体①地表水体如小溪溪、湖泊、池沼等等，只是穿江过河河的隧道才能构成成其水源。⑵岩层的透水性①窖积水或矿洞水水②溶洞、暗河水⑶断层水地下水的运动规律律①地下水的基本条条件地下水在饱和岩层层中能够运动，必必须具备两个条件件:岩层必须透水和沿沿水流方向具有水水位差。②地下水的运动状状态地下水在岩层中的的运动基本状态有有两种:层流运动和紊流运运动。紊流运动的的特点运动不连续续。2.裂隙水、岩溶水、、多年冻土带地下下水⑴裂隙水①构造裂隙水节理裂隙断裂性裂隙②风化的带裂隙水水③成岩裂隙水⑵岩溶水⑶多年冻土带地下下水多年冻土层上水、、多年冻土层间水水、多年冻土层下下水㈣水文地质调查1.地貌调查调查地貌形态与地地下水的补给、径径流与排泄条件。。2.地层岩性调查地层岩性及地质现现象与地下水的联联系。3.地质构造调查区域水文地质条件件的含水层与隔水水层分布规律。4.地下水露头调查地下露头包括泉、、井、钻孔、既有有坑道。各种泉类的存在形形式。㈤水文地质勘探1.提水试验钻孔孔径不小于73mm，提水桶加提升设设备。2.压水试验确定抽水孔的特性性曲线和实际用水水量。3.压水试验压水试验是用泵或或利用自然地形条条件等方法，将水水压入钻孔中的野野外水文地质试验验，通过试验可以以了解地下不同深深度岩层的裂隙性性和渗透性。五．隧道围岩地质质与施工㈠隧道地质纵断面图图1.标示围岩级别，划划定长度(一般将差的围岩延延伸5～15m)，标定初期支护类类型和二次衬砌结结构。2.标示地质的种类、、岩性及状态。㈡施工中对围岩级级别的判别1.岩性表面观察与对对比

根据设计图图纸及地质勘察报报告等资料，观察察确定岩类，是岩岩浆岩还是沉积岩岩，或者是变质岩岩来辨别，围岩的的整体性，软弱程程度，有无水的影影响，根据围岩分分级表，对照岩体体的情况，复合设设计资料，有否异异常。2.根据设计图纸及地地质勘察报告等资资料，观察辨别岩岩类，是岩浆岩、、沉积岩还是变质质岩。观测围岩的的整体性和软弱程程度，有无水的影影响，又根据围岩岩分级表对照岩体体情况，复合设计计资料，有否异常常。3.试验检测对比⑴取岩石做岩石轴轴心抗压强度试验验;⑵根据地质雷达探探测的声波比对;⑶做掌子面的裂纹纹数量定量分析。。㈢围岩级别的实例1．Ⅳ级围岩图示⑴Ⅳ1见图⑵Ⅳ2见图⑶Ⅳ3见图Ⅳ2级围岩实例Ⅳ3级围岩图例2.Ⅴ级围岩⑴Ⅴ1级围岩图例⑵Ⅴ2级围岩图例Ⅴ1围岩图例④Ⅴ1级Ⅴ2围岩图例Ⅴ2级Ⅴ2围岩㈣围岩级别与支护护和衬砌结构1.Ⅴ2、Ⅴ1⑴支护类型SF5a；浅埋地段或Ⅴ2地段。SF5b；围岩中Ⅴ1深埋地段。SF5c；Ⅴ级围岩断层破碎带带等加强地段。SF5d；用于第三系冲洪洪积、湖积地层。。SF5a衬砌断面SF5b衬砌断面SF5c衬砌断面SF5d衬砌断面⑵Ⅴ2级围岩开挖与支护护①留核心土(三台阶七步法)进尺0.5～1.0m.②CD法开挖③CRD法开挖④双侧壁导坑法开开挖①②CD法先左后右施工1③CD法左上开挖④CRD法开挖③④双侧壁法开挖⑤上台阶开挖围岩级别与结构设设计2.Ⅳ3、Ⅳ2、Ⅳ1、Ⅲ级围岩⑴SF4a；适用于Ⅳ级围岩中Ⅳ3地段。⑵SF4b；适用于Ⅳ级围岩中Ⅳ2地段。⑶SF4c；适用于Ⅳ级围岩中Ⅳ1地段。⑷SF3；适用于Ⅲ级围岩地段。SF4a衬砌断面SF4b衬砌断面SF4c衬砌断面SF3衬砌断面隧道边墙及仰拱开开挖⑵Ⅴ级围岩与开挖进尺尺的关系①洞身上台阶每循环进尺尺不应大于1榀钢架间距。1)Ⅴ2级进尺0.5～0.6m，即每开挖一榀支支护一榀。2)Ⅴ1级进尺0.6～0.8m，即每开挖一榀支支护一榀。②边墙、仰拱开挖挖要求仰拱距掌子面面不大于40m，二衬距掌子面不不大于70m，1)边墙开挖每侧每次次不大于2榀，初期支护随挖挖随支。2)仰拱开挖每次不大大于3m。仰拱砼与充填砼砼，满足一版台车车长度。Ⅴ级围岩开挖示意留核心土环形开挖，拉中槽槽，挖仰拱。⑶Ⅳ级围岩开挖①Ⅳ2和Ⅳ3有格栅和钢拱架支支撑，进尺不应大大于两榀钢架间距距。Ⅳ2级1.0×2m。2)Ⅳ3级0.8×2m。3)Ⅳ1级无格栅支护，1.2×2m。Ⅳ级围岩开挖示意②边墙1)下部开挖长度与上上部相同，且不大大于1.5m，Ⅳ2、Ⅳ3级施工，有时根据据情况可采用跳挖挖。左右边墙不得得同时对称开挖。。2)Ⅳ1级施工，不大于3m。③仰拱每循环开挖长度不不得大于3m。仰拱距掌子面不不得大于50m，二衬距掌子面不不得大于90m。⑷CD法①同侧上、下层开开挖工作面应保持持3～5m。⑸双侧壁导坑法①初期支护尽早成成环;②侧壁导坑形状应应近似于椭圆形断断面;③导坑跨度宜为隧隧道跨度1/3.④左右导坑前后距距离不宜小于15m。⑤导坑与中间土体体同时施工时，导导坑应超前30～50m。(二)钻爆施工1.光面爆破掏槽周边爆破联网与引爆2.预裂爆破周边钻爆起爆顺序六．超前预报监控控量测灾害处置六．隧道地质超前前预报、监控量测测、灾害处置㈠地质超前预报1.物探法物探法包括弹性波法、电磁波波法、电法、红外外探测法等，弹性波法包括TSP、TST、TRT、HSP等，其中目前应用用比较广、大家公公认效果比较好的的有TSP法（弹性波法）与地质雷达法（电磁波法）。2.1、TSP法（1）原理TSP超前预报系统是利利用地震波在不均均匀地质体中产生生的反射波特性来来预报隧洞掌子面面前方及周围临近近区域的地质情况况。该法属多波多多分量探测技术，，可以检测出掌子子面前方岩性的变变化，如不连续面面、断层和破碎带带等。TSP原理图地层或断层入射波前反射波前震源检波器检波器隧道2）数据采集数据采集时在隧道道一侧边墙等间距距钻24个炮孔，而在两侧侧壁钻取2个检波器孔，把检检波器置入套管中中。依次激发各炮炮，从掌子面前方方任一波阻抗差异异界面反射的信号号及直达波信号将将被2个三分量检波器接接收。4）、优缺点优点：探测距离长长，可达100～200m；施工干扰小，一般般仅需2个小时；探测精度高：对规规则的不连续面，，如软硬岩分界面、、断层面等探测准准确。缺点：对岩溶等不不规则体探测效果果差；2.2、地质雷达法（1）原理利用高频电磁波以以宽频带短脉冲的的形式，由掌子面面（或在钻孔内））通过发射天线向向前（四周）发射射，当遇到异常地地质体或介质分界界面时发生反射并并返回，被接收天天线接收，并由主主机记录下来，形形成雷达剖面图。。2）数据分析由于电磁波在介质质中传播时，其路路径、电磁波场强强度以及波形将随随所通过介质的电电磁特性及其几何何形态而发生变化化。因此，根据接接收到的电磁波特特征，即波的旅行行时间、幅度、频频率和波形等，通通过雷达图像的处处理和分析，可确确定掌子面前方界界面或目标体的空空间位置或结构特特征。（3）优缺点优点：与其他探测测方法相比较，雷雷达法对岩溶、空空洞等反应灵敏，，探测精度高。缺点：采用掌子面面探测时，因掌子子面凹凸不平等因因素影响探测效果果；探测距离短，一般般在10～15m，频繁的探测对施施工干扰大；2.钻探法⑴水平钻机⑵其它钻探机械①超前钻探法包括括超前地质钻探法与加深炮孔法，其中超前钻探地地质法分为取芯钻钻与冲击钻。②取芯钻比较直观观，通过岩芯鉴定定即可判断前方的的地质条件；冲击击钻与加深炮孔需需要根据钻进过程程中钻进情况的变变化分析推断前方方的地质条件，如如钻速及其变化、、冲洗液的颜色及及流量变化、岩粉粉、钻杆震动、冲冲击器响声、卡钻钻跳钻等情况、钻钻杆震动等情况。。③取芯钻具有直观观、准确的优点，，但也有速度慢、、费用高的缺点；；冲击钻、加深炮炮孔具有速度快、、效率高、费用低低的优点，但直观观性要差一些。④取芯钻与冲击钻钻两者应根据实际际需要选用，互为为补充。⑶钻探距离①长距离:80～100m。②中距离:40～60m。③短距离:15～30m。做好地质预报的建建议⑴正确认识地质预预报与施工进度、、投资的关系；⑵正确认识隧道地地质预报工作对施施工的指导作用；；⑶认真按照地质预预报技术要求进行行预报辅助工作施施工；⑷充分发挥超前预预报报告的作用，，根据探测资料成成果研究落实实施施方案;⑸高度重视隧道道断层、岩溶、、突泥突水等不不良地质的超前前预报，提前做做好应急预案和和施工处置方案案。㈡围岩监控量测测监控量测分必测测项目4项和选测项目9项。1.隧道监控量测必必测项目⑴地质和支护状况况①地质罗盘②对岩性、岩层层产状、结构面面、溶洞、断层层进行描述，支支护结构裂缝观观察。⑵拱顶下沉①高精度全站仪仪、水平仪、钢钢尺等。②监视隧道拱顶顶下沉，了解断断面变形状态，，判断隧道拱顶顶的稳定性。②监视隧道拱顶顶下沉，了解断断面变形状态，，判断隧道拱顶顶的稳定性。⑶周边收敛①各种收敛仪（（KM－1收敛仪）②根据位移、收收敛状况、断面面变形状态量测测做出判断:周边围岩体的稳稳定性;初支设计与施工工方法是否妥善善;二次衬砌的浇筑筑时间等。⑷地表下沉①高精度全站仪仪、水平仪、水水准尺。②从地表设点观测测，根据下沉位位移量判定开挖挖对地表下沉的的影响，以确定定隧道支护结构构。2.变形失稳与塌方方⑴隧道软岩实测测位移—它有一个变形、、发展和稳定或或失稳过程。⑵隧道开挖后，，围岩变形大致致经历三个阶段段:①弹性变形阶段段;②弹性变形和塑塑性变形共存阶阶段;③以蠕变为主，，蠕变、塑性变变形共存，同时围岩发生损伤伤、断裂、挤出出及膨胀耦合作作用阶段。坚硬围岩以弹性性变形和塑性变变形为主，而软软弱围岩则以塑塑性变形和蠕变变变形为主。3.变形位置及时间间⑴掌子面开挖后约1～2两小时起，变形形开始，4～6小时加剧，如不不及时支护将会会发展坍塌。⑵仰拱挖仰拱开挖将产生生围岩的二次变变形，这是围岩岩经过初期支护护后，围岩的自自身支撑力与初初期支护形成共共同受力，达到到了稳定。仰拱开挖时墙角角支撑受到影响响（拱架脚悬空空沉降），产生生变形，如不及及时封闭成环，，发展扩大而产产生坍塌。㈢地质灾害1.设计产生不足产产生的大变形坍坍塌⑴某二级公路隧道为黄土质隧隧道，按Ⅴ级围岩，钢拱架架Ⅰ18，间距80cm,洞身沉降变形，，洞门墙位置设设计在坡体开挖挖悬空，开挖70～80m后急剧沉降变形形，整个塌陷。。⑵某高速公路该隧道设斜井，，1#斜井入洞口，地地质条件设计为为硬塑状碎石黄黄土，设计钢拱拱架Ⅰ16，上部开挖后变变形。实际地质质为软塑状黄土土。（此隧道斜斜井未做钻探））。2.施工开挖存在的的问题⑴某高速公路洞口为砂岩及泥泥岩互层有裂隙隙水渗流，套拱拱砼基脚开挖，，沉降变形而开开裂，导致洞口口坍塌。白茫雪山隧道返回一号导洞突泥涌涌水返回平川隧道塌方返回十八标A1、突泥涌水返回十八标A2返回洞内溶洞充填土土坍塌返回3.地质灾害处理措措施塌方处理封闭坍塌面，注注浆固结，超前前支护，塌腔泵泵送砼填筑。涌水处理设置止浆岩墙，，4-6米，全封闭掌子子面，注双液浆浆堵水。溶洞处理超前钻孔，空洞洞灌注砼充填，，有水注双液浆浆封堵，有其它它充填物，注浆浆固结。4.岩溶隧道岩溶多数出现在在灰岩地段，通通过超前地质预预报，掌握溶洞洞的位置，确定定施工方案，结结合超前钻孔，，摸准具体里程程桩号，通过预预案，设计处治治措施。2.爆破控制，接近近溶洞前，采用用控制爆破。㈦瓦斯隧道施工工1.瓦斯隧道施工标标准规范⑴瓦斯隧道施工标标准，目前行业业内还没有一套套全面的布置规规范，施工规范范和细则，只是是条框上的要求求，不够细致，，对我们路桥施施工还难以把握握、搞准。⑵目前参考的相关关标准，施工方方面大多数还是是参照煤矿安全全技术规程，规规程对煤矿作业业制定了详细的的要求，对于公公路瓦斯隧道施施工还不是能很很适合。铁路部部门曾经编制了了一个规范，属属行业标准，《铁路瓦斯隧道技技术规范》TB10120—2002、J160—2002作为行业标准的的出台，他们执执行了好多年，，这里有设计和和施工。由于铁铁道部的撤编，，并入交通运输输部后，这本规规范以不再印刷刷，所以买不到到了。估计可能能要有新规范出出台。6.⑴通过地质勘探或或施工检测表明明隧道内存在瓦瓦斯，该隧道定定为瓦斯隧道。。⑵瓦斯是以甲烷（（CH4）为主要的混杂杂气体，可燃、、容易爆炸。是有害气体，多多伴杂二氧化碳碳（CO2）二氧化硫（SO2）二氧化氮（NO2）、硫化氢（S2H）等。一般生活活中常说的天然然瓦斯，煤矿瓦瓦斯则是指的天天然气，主要成成分是烷烃，其其中甲烷占绝大大多数，另有少少量的乙烷、丙丙烷和丁烷，除除硫化氢、二氧氧化碳、氮和水水气，此外含有有微量惰性气体体氦和氩等。在标准状态下，，甲烷至丁烷以以气体状态存在在，戊烷以上为为液体。甲烷与明火即可可燃烧，发生爆爆炸，因此危险险性非常大。①瓦斯隧道的界定定标准1)当全区的瓦斯涌涌出量小于0.5m3/min时，为低瓦斯区区。2)当全区的瓦斯涌涌出量大于0.5m3/min时，为高瓦斯区区。3)当瓦斯隧道有一一处突出危险，，该处所在的工工区即为瓦斯突突出工区。②判定瓦斯突出的的4项指标;1)瓦斯压力P＞10;2)瓦斯放散初速度度⊿P＞10;4)煤的坚固系数f系数＜0.5。③瓦斯存在的形式式1)游离状态也叫自自由状态。自由由状态的瓦斯按按照自由其它定定律存在于煤体体或裂隙和粗大大空隙内，煤体体内游离状态瓦瓦斯量的东西，，决定于贮存空空间的体积和瓦瓦斯的压力与温度。2)吸附状态按其结结合的形式不同同，分为吸着式式和吸收式两种种。吸着状态是是在孔隙表面固固体颗粒子分子子引力的作用下下，气体分子被被紧紧吸附于孔孔隙表面上，形形成一层很薄的的吸附层;吸收式状态存在在的瓦斯量的大大小，决定煤的的孔隙结构特点点和瓦斯的压力力和温度。3）存在形式的变变化，游离张天天宇吸附状态的的瓦斯处于一定定的动平衡。条条件变化时，这这种平衡状态就就受到破坏。a当压力升高或温温度降低时部分分瓦斯将游离状状态转化为吸附附状态，这种现现象叫吸附。如果压力降低或或温度升高时，，部分瓦斯就有有吸附状态转化化为游离状态，，这种状态叫解解吸。⑷瓦斯隧道的地质质调查瓦斯隧道勘察瓦瓦斯来源十分重重要，通过钻探探对地层层序、、年代、岩层种种类以及含煤地地层分布的调查查，较准确的掌掌握煤层层数、、顶底板岩石特特征和位置，煤煤层厚度、倾角角，隧道通过煤煤层区长度，为为施工提供准确确的参考。①煤一般较容易判断断，从外观可直直接辨别，或用用火点燃。②碳质页岩其含有大量分散散的碳化有机质质组分二呈黑色色，岩石较松软软，与黑色页岩岩区别是碳质页页岩能染手。页页理发育，性脆脆。其发热量1300～3600大卡/g。③黑色页岩富含有机质及分分散黄铁矿、菱菱铁矿。很少化化石，常具极薄薄层理，外貌视视似碳质页岩，，但不染手。黑色页岩中发现现有铀、铜、钼钼、镍等金属矿矿床。④碳质泥岩含各种矿物质较较多，是一种由由泥巴及黏土固固化的沉积岩，，其成分与构造造与页岩相似，，但不易碎。⑴施工管理①项目部成立以项项目经理任组长长、项目总工、