DB51T 2792-2021 公路隧道超前地质预报技术规程　　VIP

Technicalspecificationforgeologi2021-08-02发布2021-09-01实施I III 5 5 5 6 7 9 27 36 42 48 50 52 56 58本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规5公路隧道超前地质预报技术规程JTG3370.1《公路隧道设计规范》JTG/T3660《公路隧道施工技术规JTG/TD70《公路隧道设计细则》地质调查法geologicalsurvey物探法geophysicalprospectingm地质揭示法geologicalreveal通过超前钻探、超前导洞、加深炮孔等方法揭示隧道开挖工作面前方地质信息的6成的弹性波传播规律推测开挖工作面前方一定范围地质条件的瞬变电磁法transientelectromagneticTBM破岩震源地震波法TBMrockb射信号与成像，并据此对前方地质条件作出判断的一种地震波探测方法。超前钻探法advancegeologicaldrillingme超前导洞法advanceheadingme4.01为规范四川省公路隧道超前地质预报工作，制订本规程。4.03施工单位应将超前地质预报实施方案纳入施工组织设计。4.05隧道超前地质预报应积极采用新技术、新设备、新方法。75.2隧道超前地质预报工作需要查明开挖工作面前方地层、构造、不良地a)地层岩性预报，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土的c)不良地质预报，特别是对岩溶、暗河、人为坑洞、瓦斯等发育情况的预测预报。e)其他相关地质预报，如地应力、5.3根据隧道工程地质、水文地质条件和地质因素对隧道施工影响程度、5.4隧道超前地质预报应以地质分析为基础，运用地质调查与物探相结合、85.5隧道施工前应根据区域地质资料和设计文件的地勘资料，编制超前地5.6隧道超前地质预报应纳入隧道施工工序中，预报工作应尽量减少对施工5.7隧道超前地质预报应由具有相应资质和相关经验的单位实施，实施单5.9隧道设有平行导洞或为线间距较9隧道地质复杂程度分级隧道地质复杂程度分级超前地质预报设计编制超前地质预报实施大纲超前地质预报实施提交地质预报成果报告钻探验证、综合预报成果分析设计成果验证设计、施工方案变更吻合隧道施工、预报成果揭露验证与评定下循环超前地质预报隧道贯通后编制地质预报总报告合地质调查进行综合分析预报，地质揭示法检验和修正物探法预报结果。2）物探法包括弹性波法、电磁波法、直流电法等，是以目标地质体与周围介质的物性差异为前提，通过仪器观测自然或人工物理场的变化。确定地下地质体的空间展布范围(大小、形状、埋深等)并可测定岩土体的物性参数，达到解决地质问题的一种物理勘探预报方3）地质揭示法包括加深炮孔探测、超前地质钻探、平行超前隧道（导坑）法、正洞超类本规程预报距离分类与“公路隧道施工技术规范JTG/T3660-2020”所述的距离分类保和存在多种干扰因素的隧道，应开展综合方法探测，并对成果进行综合质、有害气体、赋水条件、采空区等地质体的性质、规模和b)隧道施工开挖过程中的地表地质调查；1）地质调查法是传统的、实用和基本的施工地质预报方法，是是竣工资料的一部分，更为隧道运营阶段隧道病2)地质调查法对技术人员要求具有扎实的地质基础理论知识和丰富的野外工作经验。3)地质调查法包括地表补充地质调查、隧道内地质4)地质复杂程度分级参考附录A.1。6.2.2弹性波法应用范围和适用b)断层、溶洞、褶皱、暗河、采空区等规模较大的不良地质预报；c)软弱、破碎岩层及岩体质量分6.2.3电磁波反射法应用范围和适用b)断层、溶洞、暗河、采空区等规模较大不良地质预报；6.2.5直流电法应用范围和适用b)岩溶管道水、断层水、褶皱构造水、地层富水层预报。c)预报目的层相对围岩极化率、电阻率差b)间接预报方法无法预报区段；b)间接预报方法无法预报，重大涌水突泥或围岩质量很差的区段；b)断层、溶洞、褶皱等规模较大的不良地质预报；c)软弱、破碎岩层及岩体质量分度、宽度和断距），破碎带中构造岩的特点。2）断层上下盘的地层岩性岩性及特征：岩性、位置、层数、层厚及其空间变化特征。3）围岩的岩共存关系。6）对有害气体地段采取有害气体监测并提出处理措施、意合接触型、差异风化型和特殊条件型。6.3.3地表补充地质调查在分析已有隧道勘察资料的基础上进行，应包括以下内a)地层、岩性在隧道地表的出露及有的和在建的地下工程，并对其与本项目隧道的相互影响进行工程地1）隧道施工造成地表地质环境及地下地质环境的破坏情况，主要涉及固体矿产开荒漠化、盐渍化及水土流失问题。2）隧道施工引起的地表下沉、地面裂缝与地表塌陷调查6.3.4隧道内地质素描包括掌子面地质素描、洞身地质素描，应包括以下主要内容:a)地层岩性、岩层产状、断层、节理、岩脉及软弱b)掌子面地质素描记录按附录B所示内容填写。c)地质素描图在现场绘制草图，不应回忆编制或室d)地质素描原始记录、图、表等应当e)掌子面素描图可采用高清成像或三维激光扫描等技术进a)探测对象与相邻介质应存在较明显的波阻抗差异并具有可被探测的c)采用电火花震源，在软弱破碎地层或岩溶发育6.4.3弹性波法观测系统设计应符合a)应根据隧道施工情况及地质条件，确定接收器（检波器）和激振点b)接收器（检波器）和激振点（炮点）应布置于初支与围岩紧密接触的隧道轮廓上，c)激振点（炮点）数量应满足数据处d)所有布置的接收器（检波器）和激振点（炮点）的坐标测量e)预报数据采集工作应在环境相对安静无强振动干扰情况质素描和区域地质资料，进行开挖工作面前方的地a)探测体与周边介质之间应存在明显介电常数差异，电磁波反射信号体的宽度或相邻被探测体可以分辨的最小间距大于探测天线有效波第一菲涅尔带半径。g)具有实时监测与显示功能，具有多种可选方式和现场数据处理功能。e)在提交的时间剖面中应标出地不易追踪，这时可采用横向衰减对比处理解释方法，寻找幅度突变点，即目标所在的位置。共中心点法或直达波法、公式计算法或经验数据量（斜向下15°~45°,斜向上15°~45°),每条测线布置不少于15个测点，通过移动发射接收线圈，形成3条实测剖面。必要时正对b)可对数据进行滤波处理和发送电流切断c)应计算和绘制视电阻率、视纵向d)应根据响应时间特征和剖面曲线类型划分背景场及异常场，确定地电模型和异常。f)地质异常体（储、导水构造）判断标准应以现场多次采集分析验证的数据为依据，b)电极位置的允许偏差应为±5cm；c)TBM停机探测时，TBM刀盘应后退脱离掌子面，收起撑靴脱离边墙，减少干扰；6.7.4直流电法数据采集应符合a)数据测试前应进行仪器检查、导线漏电检查、测量电极极差检查、接地电阻检查，d)在开展激发极化法测量时，测量电极极差g)测试过程中，应对异常观测点进行重复观测，重复观测6.7.5直流电法数据现场采集数据的质量检查应符合下b)现场采集数据的质量检查应采用重复观测方式，重复观测量不应小于总工作量的6.7.6直流电法现场数据资料处理与分析应符合下极化率、半衰时曲线等进行综合解释，判断隧道掘进面前方一定范围内含水6.8.1岩体温度法可用于探查岩溶涌水、断层涌水、向斜构造涌水等富e)工作环境温度-25℃~75℃。g)传感器测量范围-20℃~100℃。a)有效预报距离宜为30m左右，连续预报时前后两b)测温宜采用便于孔中埋设使用的温度传感c)观测系统布置及现场数据采集应符合以2)每条测线上一般布置10个测温孔，孔间距一般为5m，孔深不应小于0.5m。3)安装测温传感器时，应将测温传感器送至测温孔底，并应进行封6.8.4岩体温度法探测资料的处理应包含b)地形校正:岩体温度测试结果受地形效应的影响，难以对结果做出判断，通过地形c)网格化及回归分析:通过网格化对整个测线所形成的剖面进行有限元计算，便可得6.8.6岩体温度法预报应编制探测报告，内容包括探测工作概况6.9.2TBM破岩震源地震波预报数据采集前，应开展现场试验测试洞内噪声的6.9.3TBM破岩震源地震波预报数据采集应符合b)TBM破岩震源地震波预报数据采6.9.4TBM破岩震源地震波预报方法数据处理应符合c)根据现场地震记录的数据质量及解释的需要，选择处理方法和g)采用反射成像、速度扫描等计算地层特征6.10.1超前钻探法是利用钻机在隧道开挖工作面进行钻探获取地质信息的一种b)孔数、孔位应根据开挖断面大小和地质复杂程度确定。g)揭示异常情况的钻孔资料应作为技术资料加深炮孔法是利用风钻或凿岩台车等在隧道开挖工作面钻小孔径浅孔获取地质信息的6.10.3超前钻探法可采用冲击钻和回转取芯钻，并应按下列要求二者合理搭配a)一般地段采用冲击钻。冲击钻不能取芯，但可通过冲击器的响声、钻速及其变化、6.10.4超前地质钻探应符合2)富水岩溶发育区每循环宜钻3～5个孔，揭示岩溶时应适当增加和溶洞处理所需资料为原则，终孔于隧道开挖轮廓线以外5m~8m。4)连续预报时前后两循环钻孔应重叠5m～8m。c)钻孔直径应满足钻探取芯、取样和孔内测试6.10.5超前地质钻探应符合a)实施超前地质钻探的人员应经技术培训和考核，经考核合格后方可c)钻探过程中应在现场做好钻探记录，包括钻孔位置、开孔时间、终孔时间、孔深、e)在富水地段进行超前钻探时必须采取防突措施；测钻孔内水压时，需安装孔口管，接上高压球阀、连接件和压力表，压力表读数稳定一段时间后即可测得水6.10.6超前地质钻探钻进中应防止地下水突出，并应采取下列措施，保障工作固长度宜为1.5m～2.0m，孔口管外端应露出工作面0.2m～0.3m，用以安装高压球阀。6.10.7当采用TBM施工时，宜预留安装钻机接口，在地质条件复杂6.10.8超前导洞法可采用平行超前导洞或主洞超前导洞两座并行隧道，根据先超前导洞法包括正洞超前导洞法、平行超前导洞法。的导坑或小断面隧道，一般在隧道开挖复杂软弱地质6.10.9采用超前导洞法推测未开挖地段隧道地质条件时，预报内容应包括下d)采空区及废弃矿巷与隧道的空区泥★★☆★★★★☆☆★☆★★☆☆☆★★☆☆×☆☆××××☆××☆★★★★☆★★☆★☆☆☆☆☆a)隧道工程地质及水文地质条件，说c)隧道施工方法、超前地质预报目的与内容、设计原则、工作参数以及准备工作等；e)超前地质预报技术方案，包括预g)超前地质预报组织安排及工艺要求；h)安全操作流程及应急预案，环境保护措施；i)成果资料编制的内容与要求、成果报告提交的时间限制与方式等；j)其他需要说明的问题。7.2.5隧道超前地质预报设计报告应纳入工程建设项目相应的设计文件进行管理和执行。i)超前地质预报工艺流程及操作要点。j)超前地质预报组织机构设置及投入的人力、设备资源。m)成果资料编制的内容与要求。p)其他需要说明的问题。7.3.4对断层及破碎带的超前地质预报应包括以下内容和a)应探明断层及破碎带的性质、产状为主，必要时采用强针对性的预报方法进行c)可采用弹性波反射法、电磁波反射法等物探法探测断层及破碎带位置及分布范围，d)当隧道施工接近规模较大的断层及破碎带时，应注意观测可能前兆（见附录D钻探有时只钻一孔即可确定断层及破碎带的宽度和富水情况7.3.5对断层及破碎带的超前地质预报可按下列步骤a)根据区域地质资料、工程地质平面c)采用弹性波反射法、电磁波反射法确定断层及破碎带在隧道内的大致位置和宽度。d)必要时采用瞬变电磁法或高分辨直流电法或岩体温度法探测断层及破碎带地下水e)必要时采用超前钻探预报断层及f)地质综合判析，提交地质综合分析成果a)探明岩溶在隧道内的分布位置c)岩溶及采空区预报应以地质调查法质预报，包含超前钻探。目前岩溶探测仍是超前地质预报的技术难题，须慎重对a)地层岩性：可溶性岩层与非可c)岩溶地下水：地下水的埋藏、补给、径流和排泄情况、水位动态及水力连通情况，f)依据岩溶发育的垂直分带性、隧道高程和地下水季节的变化及预报成果可能与隧道相遇的岩溶的充填性质及其对隧道施i)根据褶皱轴、断层、节理密集带、可溶岩与非可溶岩接触带、陡倾角可溶性岩、质7.3.8对岩溶及采空区超前地质预报应按下列步a)研究隧址区岩溶发育规律：充分收集、分析、利用已有区域地质和工程地质资料，c)隧道内地质素描。根据隧道内钻探查清岩溶规模及充填性质。钻探具体要求详见本技术规程6.10f)加深炮孔探测。岩溶发育区必须进行加深炮孔探测，其具体要求应符合本技术a)探明可能发生涌水突泥地段的位c)在可能发生涌水突泥的地段应进行超前钻探，a)探明可能发生硬岩岩爆与软岩大变形的位置、规模等，分析评价其对隧道的危害。空区、断层等规模形态以及与隧道的空间位置a)根据区域地质资料、工程地质勘察b)采用物探法确定煤层在隧道内的大致c)采用洞内地质素描，利用地层层序、地及瓦斯状况，并应按《公路瓦斯隧道设计与e)揭煤前应进行瓦斯突出危险性预测，预f)综合分析，提交地质综合分析成果报告。7.3.13隧道在煤系地层、压煤地段及其他可能含瓦斯地层开挖施工时，应加强瓦斯检测，c)工程地质及水文概况，包括原有地d)设计预报方案和根据实际地质情况调整后的预报实施方案。e)统计各预报方法实际工作量，并f)预报与施工验证对比情况，包括预报准g)设计与施工地质资料对比情况，对勘察资料进行评价。i)超前地质预报工作的经验与教训，采用新技术、新设备、新方法的情况及推广应用j)超前地质预报的具体实施应按照实施细则的要求进行开展，应有针对性的开展对断层及破碎带、岩溶及地下水、瓦斯等不良地质及其危害的预测k)如超前地质预报的具体实施未按照实施细则的要求8.1.1TBM施工隧道超前地质a)进一步查清TBM施工隧道工作面前方及周身一定范围内b)降低地质灾害及TBM卡机、被淹、栽头偏向等事故发生的风险。或间接地创造巨大的经济效益和社会效益。8.1.2TBM施工隧道应根据隧道工程地质和水文地质及TBM地质预报设计，预报方法除需要满足表8.1.2不同风TBM干扰信号、探测流程、TBM配合工d)TBM隧道电磁、振动、施工工序等方面干扰因素的分析说明，以及针对性的控制区形★★☆★★★★☆☆★×××××××××××☆★××××★××法☆★★☆★×××××☆☆☆☆☆8.1.3TBM施工隧道超前地质预报应进行地质复杂程度分级，确定重点8.1.4TBM施工隧道超前地质预报应全面了解隧址区地质情况，分析和掌握存在的TBM超前地质预报、信息化设计和信息化施工是一有机整体，涉及建设、勘察通过超前地质预报实施，是对勘察阶段地质勘察工作的补8.2.1TBM施工隧道超前地质预报工作应根据工程地质、水文地8.2.2TBM施工隧道超前地质预报设计前，应根据隧道的工程地质与水因素对隧道施工影响程度及诱发环境问题的程度等，参照附录A对隧道进行地8.2.3TBM施工隧道地质复杂程度分级应根据开挖过程中的超前地质预8.2.4TBM施工隧道超前地质预报应根据地质复杂程度选择适宜的方法8.2.6TBM施工隧道超前地质预报设计应编制超前地质预报设计文件，8.3.1TBM施工隧道超前地质预报实施前应全面了解隧址区地质情况，8.3.2TBM施工隧道应编制超TBM施工隧道超前地质预报现有方法主要有：主动源弹性波反/地震波剖面法、负视速度法和极小偏移距高频反射连续剖面法等方法。常见的主动源弹性括应用破岩震源的HSP超前地质预报技c)数据采集时应尽量避免干扰源影响d)应根据预报方法和TBM现场条件布置测点或测线，坐标、距8.3.5TBM施工隧道施工可能遇到断层（破碎带变形、瓦斯等地质风险时，超前地质预报实施应符合以下a)断层（破碎带）预报应探明断层的性质、产状、富水情况、在隧道中的分布位置、a)断层（破碎带）预报应以地质c)岩溶及采空区预报应探明岩溶及采空压等，分析评价其对隧道的危害程度，其具体要求应符合本技术规e)涌水突泥预报应以地质调查法为试、微震监测（岩爆）、围岩变形监测（软岩大变形）等手段进行综合分8.4.1TBM综合预报应综合考虑地质分析、预报方法特点、TBM干扰、8.4.3TBM施工隧道综合超前地质预报应遵循“地质分析与物探相结合探测相结合、长短距离预报相结合、间接预报与直接预报相结合的实施原则”。探法的解释结果更接近真实情况，有利于减少物探法的多解性。进面前方不大于30m的范围，可采用直流a)预报实施前应核查隧址区地质复杂程度、综合预报方案及实施细则。b)宜依次采用长、中、短距离超前地质预报方法，由远及近对不良地质体进行探测。c)宜在长距离预报范围内连续进行中、短距离预报。和界面位置，采用电法预报方法重点探测不良地质构造中的水体e)宜根据超前预报结果开展超前地质钻f)宜利用超前钻孔开展孔中探测法进行精g)可根据隧址区水文地质资料、隧道工程地质平面图与纵断面图补充地表地质调查，辅助判断高风险段落和地质复杂程度等级，为超前预报实h)应结合TBM岩碴分析、TBM掘进参数进行综合预报结果解释。i)可根据超前预报结果开展超前地质钻探，必要时可采用孔中探测法进行补充探测。j)施工过程中应及时对比预报结果与开挖揭露情况，不断总结经验教训，根据施工需求和地质条件及时调整和改进超前预报方案和实施措施，并按有关程序批准后参数和岩碴之中包含有地质信息，一般来说，TBM掘进参数(如推力、贯入度、扭矩等)能9预报成果与信息管理9.1一般规定9.1.3超前地质预报成果报告应制定级别管理制度，实行I级、I9.2预报成果9.2.2单次超前地质预报成果报告的文字部分应包括下列a)工点工程概况。b)预报说明，含预报时间、位置、方向、里程、地质条件、c)预报方法、工作安排、预报距离、实施过程等。d)工作布置平面图。e)完成的工作量。9.2.3单次超前地质预报成果报告的图表部分宜包括下列b)解译、分析及成果图。c)地质平面图、断面图、素描，钻孔柱状图，平行导洞、导洞地质展示图。e)照片、影像资料等。c)阶段性工作完成情况。e)预报与施工验证对比情况，预报成果评价。c)设计预报方案与根据实际地质情况调整后的预报实施方案。d)统计各预报方法实际工作量，并与超前地质预报设计工作量对比，分析增减原因。e)预报与施工验证对比情况，包括对重大不良地质预报成果的验证、评定分级等。g)施工过程中遇到的重大工程地质问题及其处理的经过、措施、效果、注意事项等。j)其他待说明的问题。2)工程地质平面图、工程地质纵断面9.3预报成果验证与评定1分23差预报成果良好是指预报成果与揭示的不良地质类型与相符，但预报位置与规模误差在9.4信息管理质量控制、岗位职责。超前地质预报实施过程b)同一项目中，相同方法的预报成果报告编号9.4.3隧道超前地质预报成果的信息管理应包含下列c)风险预警信息和处置情况的统计。9.4.4预报成果的信息化管理系统宜具备c)风险预警信息的提示、发送、统计和管理。d)预报地质情况、设计地质情况和施工揭b)属于II级管理的，宜在24小a)属于超前地质预报I级管理的，应优先采用线上提交电子版c)属于超前地质预报III级管理的，可报方法、预报范围、预报参与人员、预报结论与建议、不良地质预警等。时、决策迅速、处理得当，参建各方责任应符合9.4.7隧道超前地质预报实施单位应在发现可能危及施工安全或造成重大环境灾害的预警的方式包括电话、短信通知，以及在线平台中发送预相关单位，并按变更设计程序进行变更设计，包括地质预报工作内容的调A.1隧道地质复杂程度可参照表A.1分为四级，隧道复杂程度分级与影响因无大型断层破碎带、故题无况A.3涌水程度可参照表A.3进行分级。Rc/σTmax注：Rc——岩石饱和单轴抗压强度；σTmax——垂直洞轴线方A.5岩爆程度可参照表A.5进行分级。注：Rc——岩石饱和单轴抗压强度；σma注：瓦斯突出工区需要全部指标均达到或超过临界值方可确定。QCH4—绝对瓦斯涌出定性指标□□□□□碎裂、构□□□□□□节理情况1234□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□附图拱顶拱顶渗水点岩层产状275∠43°节理2产状73∠66°砂岩夹炭质板岩石英岩脉下台阶节理1产状306∠72°局部滑塌点左墙脚拱顶拱顶岩层产状288∠60°石英岩脉左墙脚结构面揉皱变形炭质板岩、千枚岩节理产状82∠30°岩层产状206°∠65°节理产状125°∠72°DB51/T2792-附录C(资料性)定向垂直隧道轴向，上倾5°~10°高度第1个炮孔距同侧接收器孔20m,炮孔间工作工作隧道轴线↵面炮孔S1炮孔S1接收器孔↵上倾5°1m工下倾10横断面(接收器孔)横断面(炮孔，在左或右侧)个均匀分布在隧道三维空间内震源点个3