DB35T 1866-2019 公路隧道超前地质预报技术规程　

DB35DB35/T1866—2019公路隧道超前地质预报技术规程Specificationforadvancegeologicalpredictionofroadtunnel福建省市场监督管理局发布*I 1 1 1 2 2 3 4 7 本标准主要针对福建省内的公路隧道地质情况编著，国内建设或施工单位在福建省隧道施工过程1超前地质预报advancedgeological2利用人工激发的地震波在不均匀地质体中所产生的反射波特性来预报隧道开挖工作面前方地质条地质超前钻探geologicaldrillR5.1在隧道的勘测设计阶段应根据隧道的区域地质条件及复杂程度进行超前地质预报方案设35.2隧道超前地质预报是保证隧道施工安全的重要环节和重要技术手段，应将它列为隧道施5.3隧道超前地质预报应执行以洞内外的工程地质调查为基础，以地球物理探测为主，地质6.1.1所有公路隧道开挖前应根据地质复杂程度、环境敏感性、潜在风险等因素全6.1.2公路隧道超前地质预报应由具有相关资质和能力的第三方单位实施；超前地6.1.4公路隧道超前地质预报应根据公路隧道的地质复杂程度及潜在的风险，选择6.1.5超前地质预报的现场测试工作应及时进行，并尽量减少对隧道其它工序施工6.1.6超前地质预报是隧道勘测设计工作的延续，反映掌子面前方一定距离内隧道4不通过不通过5a)短距离预报：预报长度≤6m，宜采用地质调查、地质雷达法、短距b)中距离预报：预报长度6m～30m，宜采用678.1.1地质调查法是根据隧道已有勘测资料、补充地质调查和隧道内地质素描，通过地层层序对比、8.2.1隧道开挖前的补充地质调查是超前地质预报方案编制和实施的基础，方案编制前应详细开展。）；8.2.5公路隧道建设中常见的地质灾害类型有：坍塌、突涌（突泥、涌水）、大变形8）；8.3.1洞内地质素描是将隧道开挖所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下99.1地质雷达探测法9.3.1地质雷达由于探测精度高、操作方便、省时等优点广泛应用于隧道超前地质预报领域。c)不能探测极高电导屏蔽层下的目的体或目的层；e)地质雷达连续预报时前后两次重叠长度应不小于5m。9.4.1.1在泥质和软弱破碎地层或岩溶发育区，每次预报距离宜为15m,不宜超过20m;9.4.1.2在岩体较破碎的软岩、较软岩地层每次宜预报20m～25m,不宜超过30m;9.4.1.3在岩体完整、较完整的硬质岩地层每次宜预报25m～30m,不宜超过35m。9.4.2.1通过现场试验选择雷达天线的工作频率、确定介电常数。介电常数的确定方法参见附录G。9.4.2.2测网密度、天线间距和天线移动速度应反映出探测对象的异常，或半弧式布线。如图2的a)、b)、c)、d)所示。可根据现场情况灵活布置测线，原则上应尽可能9.4.2.3选择合适的时间窗口和采样间隔，并根据数据采集中的干扰变化和9.4.2.4地质雷达数据采集时的信号触发方式宜采用人工触发方式；宜采用连续测量，不能连9.4.2.5隧址区内不应有较强的电磁波干扰；现场测试时应清除或避开测线附近的金属物；同9.4.2.7测线方向的岩体表面应相对平整，最大凹陷和凸起不宜超9.4.2.8现场记录应注明观测到的不良地质体与地下水体的位置与规模等。9.5.2.2雷达数据解释前应对采集数据进行数据处理。比如滤波、信号增益等数字信号处理，9.5.2.4地质雷达法预报应编制探测报告，内容包括：探测工作概况、采集及解释参数、测线b)断层或岩性界面的倾角应大于35°,构造走向与隧道轴线的夹角应大于45°;10.4.2地震波记录的质量是数据处理和获得高质量预d)采集地震波记录时，应满足激发与接收同步进行的条件，接收延迟误差不应大于3），），12.2.1短距离地质超前钻探主要是利用风钻或凿岩台d)角度：隧道开挖轮廓线外的钻孔宜按15°~45°外擦角进行。12.4.1长距离地质超前钻探适用于各种地质条件下的d)角度：隧道开挖轮廓线外的钻孔宜按15°~45°外擦角进行。低除开挖工作面地质素描外，几乎物探前界面等界面位置需在隧道边墙上钻凿24个深施测现场地震波接收孔至隧道开挖工作面间需清场并停止洞内爆破施工作业法前界面等界面位置仅需掌子面排险和机械设备适当测线附近不得有管主要对含水围岩岩体位置预报及相对仅需掌子面排险和机械设备适当高廊道、较大规模溶洞、竖井和落水洞为主，地下洞穴发育地下洞穴系统溶蚀扩大为岩溶化裂通性差，少见集中径微弱发育以裂隙状岩溶或溶孔为特大型涌水突水（涌水量水量（10000m³/d~小大型断层破碎带、自稳能富水，可能引起大型失稳中型断层带，软弱，中小型断层带，弱富度emax开挖过程中硬质岩时有岩爆发生，有岩块弹出；软质岩岩芯常有饼化现象，岩体有剥离，位移极为显著高应力（R/＜4~emax7），开挖过程中硬质质岩岩芯时有饼化现瓦斯突出：瓦斯压力P≥0.74Mpa，瓦斯放散初始速度P≥10，煤的坚固程度性系数f≤0.5，煤的破无（含物地质因素对隧道施可能存在安全问题诱发环境问题的程度可能造成重大环境能诱发一般环境问题特殊情况下可能出现一般环境问题无a)根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标E.2围岩分级中岩石坚硬程度、岩体完整程度两个基本因素硬质岩锤击声音清脆，有弹性，震手，难击未风化的花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英片岩、硅质板岩、石英岩、硅质胶结锤击声清脆，有轻微回弹，稍震手，2未风化－轻微风化的熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云软质岩锤击声不清脆，无回弹，较易击碎，3未风化－微风化的凝灰岩、千枚岩、砂质砾岩、泥质砂锤击声哑，无回弹，易击碎，浸水后锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，浸岩石坚硬程度定量指标用岩石单轴饱和抗压强度Rc表达。Rc宜Rc=22.82Is(50)0.75...................................(E.Rc/MPa>60Ⅰ>550ⅡⅢⅣ较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整~Ⅴ一般第四系的半干硬至硬塑的粘性土及稍湿的碎石Ⅵ岩性指标岩体完整性状态地质结构面>1.0差好状0.5~>1.0好差地下水ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ洞内特别是掌子面支护情况，包括喷层开裂变形、锚杆拱架施作、初支后回填、开挖轮廓要在隧道现场总结测定。典型岩体介电常数的建议值参见表1234563789876煤激发孔应在隧道洞壁同一侧沿直线布设，距离工作面5m～10m布设第一个激发孔，而后等间距布接收孔应布设在激发炮孔的后方（以面向工作面为前进方向接收孔与最近的激发孔的距离宜TGP隧道超前地质预报设备的输入端具有同时输入2～4个接收孔信号的功能，采集时采取2～掌子面掌子面以保证孔内方便充水。接收孔孔径为50接收探头与钻孔岩体密切接触是保证地震波采集质量的关键条件之一。TGP隧道超前地质预报系统器动态范围大于120db。考虑复杂隧道条件下野外测试采用接收1和接收2两个检波器的方式。检波器为X、Y、Z三个分量，三个分量输入采集参数。由于TGP隧道超前地质预报与检测仪的放大器为瞬时浮点放大器，仪器采集时不需要设以往的一些预报成果图中，往往见到有很多反资料处理按照处理按图H.2的流程执行。对同分量不同孔资料和同孔不同分来自隧道前方声阻抗界面的纵波（VP波）、横波（VSH殊情况外，应采用图I.1所示的标准。隧道超前地质预报检测工作，宜安排在隧道开根据图I.1所示的标准观测系统来确定接收器（RCV）及炮孔（S）的相对位置。接收器距第一个激发孔的距离应在20m以内，但在任何情况下不应小于15m。炮点之间的距离应大约为1.5m，如果在空间不够的情况下进行TSP203探测，炮点之间的距离也可以小于1.5m。但是，无论在何种情况下，都不应超过2m。TSP探测的炮点数应该在18到24之间，如果炮点数小于18，则不应该进行TSP探测工作。所有的接收器（RCV）和激发孔（S）位置都与一个相对的坐标系统联系在一起：坐标的X轴沿隧道的左/掌子面掌子面24个，根据实际隧道工作面的位置决定，但不能少于18个径向隧道轴；向上倾斜5°~10°树脂安装套管。为了确保套管固定牢靠，应使用足量的环氧树脂充填接收器孔。如果孔的直径不超过深度厚度置_________________________________3.1.6地震波反射法是物探方法中一个基本的原理方法，国内外很多隧道超前地质预报仪器设备均以此为原理而研制，如TSP203、TGP等或者类似的名称，这些名称均为生成超前预报设备厂家独立为其命5.1本标准建议在隧道的勘测设计阶段要将超前地质预报纳入其范畴，并宜将超前地质预报费用纳入5.2本标准建议必须将超前地质预报作为工序纳入施工组织管理，作为隧道开挖的必备跟踪探测的方法为主，重点地段的超前钻探为辅助的综合超6.1.2隧道超前地质预报工作是一项高度专业化的工作，其中涉及到地质、物探、钻探等多种探测手6.1.3针对不同地段地质情况和预报目的，进行必要的技术比选，选择针对性、适用性强的方法和设6.1.7隧道超前地质预报也是一门正在发展中的技术，技术人员工作中应积极慎重地采用新技术、新3地质预报单位根据批准的方案实施超前地质预报，在实施隧道超前地质预报工作时，应进行以4隧道施工过程中，对已开挖的隧道段，开展掌子面和侧壁围岩的岩性、产状、层间结合程度等5在超前地质预报实施的过程中宜采用多种勘察探测手段进行预报6对未开挖的隧道段，采用地震波反射法进行全覆盖的长距离超前探测，结合前述的地质调查和7对长距离探测中发现的地质异常带，用地质雷达、高分辨直流电法等短距离物探手段进行跟踪6.3本标准旨在明确隧道各参建单位对于隧道超前地质预报的职责与分工，确保超前地质预报工作能7.2通过超前地质预报工作，可以及时掌握和反馈隧道地质条件信息，调整和优化隧道设计参数、防7.6地层分界线、构造线的地下和地表相关性分析主要采用、地质测绘法和地面地质界面和地质体投7.7对隧道地质复杂程度进行分级，是地质预报实施技术措施和方案编制的基础和重点，应综合考虑8.1.1地质调查是一种传统的、实用和基本的施工地质预报方法，是其它预报方法的基础，各种施工8.1.3对有争议的相关重大地质问题和地段，应补充必要的地面地质调查工作。超前地质预报工作一8.3.3地质调查法不占用开挖工作面施工时间、不干扰施工、设备简单、操作方便，提交资料及时，9.3地质雷达探测预报距离较短一般不超过35m，主要用于对局部地质情况进行探测，获得更高精确1雷达电磁波在岩土介质中传播时，由于岩土体的完整性、含水性和电性特征的差异，导致雷达2资料的解释依据波形特征判断目标性质，还采用追踪横波在横向和纵向上的延续和变化，对应缓，同相轴短；深部偶有反射信号，几乎没有同相轴或很少。见说明图9.5-1、9.5-2；当出现分界面圆团通圆照防限口W园□0语题目 (100Mhz的天线探测)。见说明图9.5-3、9.5-4;③数据记录：放炮时，准确填写隧道内放炮记录，在放炮过程中应采用炮序号递增或递减的方式①在震源激发时，须停止隧道施工作业，特别停止是造成振动干扰的机械运转，保证数据采集质③根据接收到的地震波信号能量，检查信号是否过强或过弱。若直达波信号过强或过弱，应将炸④若初至后出现鸣振，表明接收器单元没有与围岩耦合好或可能是由于套管内污8如果首波中横波同相轴不明确，采取利用纵波速度除以某系数的办法计算横波速度是不宜的。岩为800Hz～1500Hz。因此地震波接收装置应与隧道围岩直接和可靠接触，如果通过固结管材间接比速度曲线是由掌子面前方反射界面形成的反射1当纵波估算速度相对已开挖段岩体速度稍有变小，且纵横波的反射幅度比介于0.06～0.08之2当纵波估算速度相对已开挖段岩体速度不变或基本一致，且横波的反射幅度比比纵波小，其值3当纵波估算速度相对已开挖段岩体速度显著变小，且纵波的反射幅度比大于0化的残积土或软弱带)的情况，需要引起注意。以上动态响应的总结仅适用于不良地质单元与隧道呈大角度相交(大于30°)的情况，角度较小当掌子面前方(有效探测距离内)不存在影响隧道开挖、安全和稳定的大结构面时，TGP成果的动1纵波估算速度相对已开挖段岩体速度基本不变化或者是以很小的幅度变化；反射面的反射幅度比一般小于0.06。2拟地震波曲线不会出现宽度大且余震长的特征。3偏移归位图上基本没有颜色强烈变化且宽度较大的异常带，对于一些幅度小、宽度小的异常，4尽管探测成果图上的反射面较多且密集，但反射幅度比小于0.06,纵波估算速度也基本不变或纵横波绕纵横波绕红线为波轴w同侧检波器综合成果图