超前地质预报施工方案

隧道地质超前预报方案随着国内铁路系统安全事故的频繁发生，在铁路隧道施工过程中的安全问题也被 提到了一个新的高度，隧道内的超前地质预报工作的重要性和紧迫性也受到了高度重 视。为有效的杜绝安全事故的发生，做到“安全第一，预防为主”，依据我部隧道的构 造，岩体的工程地质特征，根椐现场实际情况，决定采用 TSP 超前预报探测系统进 行现场测试，该系统对于U围岩一次性可预测150m180m，川围岩一次性可预测120m150m围岩一次性可预测 100m120m ,V围岩一次性可预测 80m100m 。其预测结果准确、可靠、及时，已为复杂隧道施工地质预测广泛采用。超前 地质预报是保证隧道施工安全、优化工程设计、实现施工信息化的重要基础，在客运 专线及长大隧道内将超前地质预报工作已纳入施工工序。一、工程概况我部施工的鱼儿沟隧道和新干沟隧道位于吐鄯托盆地边缘的丘陵区，其中鱼儿沟 隧道位于既有线右侧既靠山侧，既有线在此段以路堑通过。在 DK110+985 下穿煤矿 专用线。地形起伏较大，地势北高南低，横向沟谷较发育。高程 810890m ，隧道 最大埋深约 77m ，起讫里程： DK110+935-DK112+698 ，全长 1763m 。隧道左线进 口端 406.57m 位于 R-2504.2m 的曲线上，其余位于直线上，线路纵坡为 465m 的 11.5 %。和 1298m 的 11.7%。的下坡。新干沟隧道在既有线干沟隧道左侧 100m 以外，地形起伏不大，高程 840 885m ， 隧道最大埋深约 40m 。 起讫里程为 DK108+820 DK109+491 ， 全长 671m 。从出口端向进口方向施工。隧道进口端 DK108+820 DK109+200.95 共 380.95m 处于 R=1604.2m 的曲线上，其余为直线。线路为单面下坡，纵坡为11.0%。二、工程地质和水文地质特征1工程地质特征 两隧道地表基岩裸露，为泥盆系上统灰岩夹片岩，局部斜坡地表分布有第四系全 新统洪积细原圆砾土，鱼儿沟隧道煤矿专用线路堤分布人工填筑土。其岩性特性祥述 如下；(1) 人工填筑土( Q4m16 ):厚0 .54m。主要成分为细圆砾土。灰褐色-杂 灰色，多呈圆棱状，稍湿，中密，On级普通土。(2) 细圆砾土( Q4p16 ):厚0 .54m。灰褐色-杂灰色，多呈圆棱状，成分 以砂岩，凝灰岩为主，颗粒较均匀，粒径 220mm 的约占 45%， 2060mm 的约 占15%，大于60mm的约占5%，余为杂粒砂，稍湿，中密，O U级普通土，c 0=400KPa 。( 3 )凝灰岩夹砂岩夹片岩( D3Tu+Ss+Sc ):凝灰岩:暗紫色，凝灰质结构，块状构造，节理裂隙发育，OV级次坚石，全风化-强风化，风化层厚 510 m，风化 层内c0=500KPa ;风层化以下c 0=800KPa ;砂岩：灰褐色，硅质胶结，细粒结构， 厚层状构造，节理裂隙发育，OV级次坚石，全风化-强风化，风化层厚约 5m，风化层 内旳=50OkPa ;风化层以下c 0=80OkPa ;片岩：灰褐色，硅质胶结，隐晶质结构，片状结构，节理裂隙较发育。OV级次坚石，全风化-强风化，风化层厚约 5m，风化层内 0=50OkPa ;风化层以下 c 0=80OkPa。岩层产状： N6070W/8085S。J1 : N5 /85 N。平直，微张，间距 0.20.5m，延伸0.51m ;J2: N60 E/85 N。平直，微张，间距 0.20.5m，延伸0.51m ;J3: N45 /40 。平直，微张，间距 0.51m，延伸0.2O.5m ;2. 水文地质条件勘测期间未见地下水。三、地震烈度及气象条件1. 根据根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001 )，本段地震动峰值加速度值采用0.10g，相当于地震基本烈度七度，地震动反应谱特征周期采用0.40s。2. 工点所在区属内陆腹地，盆地深陷，四周高山环绕，潮湿空气难以进入，受西 伯利亚冷空气影响，形成干燥气候，其温差大，夏季酷热，冬季寒冷，多风少雨；极 端最高气温48 C,极端最低气温-25.5 C;历年最热月月平均气温 39.4 C ;历年最 冷月平均最低气温-13.5 C ；历年平均年总降水量8mm ；年平均蒸发量 2874.29mm，最大积雪厚度5m，最大冻结深度56cm。四、隧道围岩设计分类情况1、鱼儿沟隧道序号里程围岩长度(m)施工方法简介1DK110+935明洞101、隧道采用进、出口双口掘进，两端洞 口 V级围岩段采用短台阶法施工，进口 下穿既有运煤铁路专线段采用超短台阶 法施工；其余洞身的w、v级围岩米用台 阶法施工；川级围岩采用全断面法或台 阶法施工；仰拱宜超前施做，支护采用 先拱部后边墙自上而下的顺序施工，衬 砌米用先墙后拱法施工。2、隧道遵循“管超前、短进尺、弱爆 破、强支护、早衬砌、勤量测”的原则进 行施工。3、W级围岩米用I16型钢拱架；V级围 岩采用I18型钢拱架，下穿段米用I20b 型钢拱架。4、锚杆：拱部采用 25中空注浆锚2DK110+945V级1553DK111+100IV级3854DK111+485III级1005DK111+585IV级6056DK112+190V级90杆，边墙米用22砂浆锚杆，拱墙分界 以拱部120。划分。7DK112+280IV级2908DK112+570V级1289DK112+6982、新干沟隧道序号里程围岩长度(m)施工方法简介1DK108+820V级801、 隧道采用单口掘进，IV、V级围岩 采用超短台阶法弧形导坑开挖施工。仰 拱超前施做，支护先拱部后边墙自上而 下，衬砌先墙后拱。2、隧道应遵循“管超前、短进尺、弱爆 破、强支护、早衬砌、勤量测”的原则 进行施工。3、W级围岩米用116型钢拱架；V级围 岩米用I18型钢拱架，下穿段米用120b 型钢拱架。4、锚杆：拱部采用25中空注浆锚 杆，边墙米用22砂浆锚杆，拱墙分界 以拱部120。划分。2DK108+900IV级5053DK109+405V级864DK109+491五、超前地质预报的定义和意义1、其定义：所谓超前地质预报，就是通过地质、物探、钻探等方法来预报隧道 施工面前方地质情况的一种手段，是隧道前期勘察工作的延伸和补充。2、其意义(1)对前期勘测过程中发现的地质问题进行验证和确认;(2)查明前期勘测过程中没有探明的、隐伏的重大地质问题;（3）降低地质灾害发生的机率，保证隧道施工安全；（4）为隧道设计变更提供地质依据；（5）为编制竣工文件提供地质资料。六、超前地质预报的工作内容按照施工设计图纸提供的地质资料，以及现场的具体情况，针对以下地质问题进行地质预报，从而判定其对施工的影响程度： 1、断层及断层影响带的位置、规模及其性质； 2、软弱夹层的位置、规模及其性质；3、岩溶发育的位置、规模及其性质；4、含水构造的位置、规模及其性质；七、超前地质综合预报方法 超前地质综合预报是采用 TSP 方法和检控量测，结合钻爆记录、数据像机拍摄相结合的多层次、多手段的综合超前地质预报，并贯穿于施工全过程。1、量测图像图1技术人员测量水压图2 TSP203+原理图3 TSP设备全图图4 TSP203 +洞内数据采集部分示意图图5技术人员正在洞内采集数据离樓:畀 ih* 1血PitTSPwIn科1 1 ILI2006-02-211P- L SV?；W iaith 吃*?rmifTMi-432TM 00F ；-j 辩星I1聲厅B KBH.：!-432ftM CH32 -1 11111B+DOS4-SB31 11111e+D11 片 1111 1e+DOSSlS1 X LtFd VIooH LLPJ 1 卯Mfrd&uriing T*hniquA“（TM5图6岩石参数曲线图和二维成果图图6技术人员对隧洞进行红外线探测图7超前探孔现场施工图图8超前探孔揭露岩溶水2、预报原理(1)超前地质预报测试人员进入测试现场前，应充分查阅施工地区的工程地质资料，确定本次检测的主要不良地质构造现象，明确超前地质预报的目的 工程地质师进入施工现场，仔细研究观测隧道的岩石，构造，岩体的工程地质特征， 根椐现场实际情况，确定 TSP 超前预报探测系统进行现场测试的位置。（隧道的左 壁和右壁）（2）布置超前地质预报探测钻孔：一般情况下，在测试的时候，在由2 所确定的隧道的侧壁上，布置之度外 24 个爆破探测孔，如图所示，爆破测试孔垂直于隧道 壁，深1.5m直径40mm42mm，向下倾斜570 ，间隔1.5m，距离隧道底部 1m ，从掌子面与隧道壁的交点处开始布置1 #孔,依次后推 ,直到第 24#孔。1#-24#孔用直径 40mm 42mm 钻制 .（3）布置 接收器钻孔 25#：在与爆破探测孔同测隧道壁，同高的延长线上，距离最外一个爆破探测孔（第 24#孔）15m处，布置接收器钻孔，接收器钻孔垂直于 隧道壁，深 2.0，直径42mm45mm，向下倾斜10 。25#孔用直径50mm 钻制 （如图所示）。超前地质预报测试炸药与雷管的选择：炸药选用乳化防水炸药， 150g 或者 250g 一 管。雷管选用瞬发电雷管。 每次测试消耗炸药3000g4000g，电雷管30发。 现场测试过程：A、将 TSP 超前预报探测系统按照说明书，进行连接调试，保证设备运行 工作状况良好。B、隧道内暂停施工，减少噪音对 TSP 超前预报探测系统的影响。C、爆破手将适当药量的炸药及一枚电雷管装入1#爆破测试孔，并注水封闭爆破孔，撤离到安全区内。D、测试人员引爆炸药，采集现场测试数据。E、在 2#测试孔，重复 C、D 两步骤，直到达 24 个孔结束。如果遇到哑炮、弱炮，则该测试孔重新测试。F、测试完毕后，整理设备，撤离现场，回复隧道内施工。内部资料整理：G、进行TSP超前预报探测系统图形资料的初步计算。H、由专业工程地质人员分析解译TSP超前预报探测系统的现场测试数据，提交超前地质预报报告。I、及时将超前地质预报情况给甲方、监理、业主