新建铁路运专线隧道超前地质预报专项工程施工组织设计方案

云桂铁路（广西段）YGZQ-4那茶隧道超前地质预报方案编制人：____________________________审核人：___________________________批准人：___________________________中铁十九局集团有限公司云桂铁路（广西段）YGZQ-4项目经理部三工区二〇一〇年七月目录1.工程简介 (3)2.地形、地貌、及地质情况 (3)3.地质预测预报工作的原则和要求 (3)4.超前地质预报的内容 (4)5.超前地质探测与预报组织机构及职责 (4)6.超前地质探测与预报方法及工艺 (6)6.1.地质预报系统 (6)6.2.地质分析方法 (6)6.3.超前水平钻探 (7)6.4.红外探水法 (8)7.预报工作技术要求 (8)8.预报资料编制 (9)9.资料交付与质量保证措施 (9)9.1.资料交付 (9)9.2.质量保证措施 (10)10.安全保证措施 (10)1.工程简介那茶隧道位于百色市田阳县头塘镇境内，中心里程为DK207+605，起讫里程为DK207+520～DK207+690，全长170m，最大埋深25米，坡度为6‰，净高9.32米，自进口端DK207+520起，至出口端DK207+690均为V级围岩，支护主要采用I18工字钢架、格栅钢架、中空锚杆、砂浆锚杆、超前锚杆、Φ42小导管、Φ108、89管棚加强支护。

本隧道为曲线隧道,进、出口均采用坡拱式洞门，洞门端墙采用钢筋混凝土结构。

2.地形、地貌、及地质情况那茶隧道址区属低山丘陵喀斯特地貌，地面高程114～145m，相对高差114m，自然横坡20～50°。

上覆第四系全新统坡洪积层、坡残积层粉质黏土，厚度2～6m不等。

地表水较发育，受大气降水控制。

地下水主要为第四系孔隙水及基岩裂隙水，含水量较弱，地下水受大气降水及沟水、河水补给。

3.地质预测预报工作的原则和要求超前地质预测、预报是隧道信息化施工的重要组成部分，施工阶段应将超前地质预测、预报纳入施工工序进行组织管理。

铁路隧道工程地质灾害的超前预报及预案措施1.超前地质预报针对本线隧道具体的工程特点，拟采用地貌、地质调查与地质推理相结合的方法，进行定性预测。

超前地质预报工作方法主要包括：直接预报、物探预报、地质物探综合分析预报。

（1）直接预报（2）水平钻探在隧道内安放水平钻机或风钻进行水平钻进，根据钻孔资料来推断隧道前方的地质情况。

水平钻孔主要布置在开挖面及其附近，既可在超前导洞内布置钻孔，也可在主洞工作面上进行钻探，用以获得准确可靠的地质资料，确保施工组织。

（3）超前导坑平行导坑与正洞平行，断面小且和正洞之间有一定距离，通过对导坑开挖中遇到的构造、结构面或地下水等情况作地质记录与分析，进而对正洞地质条件进行预报。

（4）正洞地质编录与预报隧道施工中，及时对其开挖面(掌子面、边墙面和拱顶面)上的各种地质现象进行测绘和记录，利用已挖洞段地质情况来预报前方可能出现的不良地质现象。

（5）物探方法隧道内仪器超前探测是在隧道中使用探测仪器进行探测，主要方法有：弹性波法、地质雷达技术、红外探测法。

其中弹性波法包括TSP系列隧道地震探测、地震负视速度法、浅层地震仪、水平声波剖面法等。

（6）地质物探综合分析法为提高隧道超前预报水平，提高预报准确度，将地质调查方法与多种物探方法有机结合起来，对地质物探资料进行系统处理和综合分析。

地质物探综合分析法的工作内容主要为：将隧道围岩描述、围岩监测、水文地质监测、施工地质测绘、围岩类别判别等常规地质预报和超前地质勘探、超前仪器现场量测、不良地质体长距离预报等相结合，进行相应的地质、测试资料分析和成果整理等工作，做出超前地质预报。

（7）地质超前预报的要点对区域地质、工程地质资料进行充分的研究，必要时进行地表补充测绘和勘探，分析主要工程地质问题、主要地质灾害隐患及其分布范围、在隧道内揭示的大致里程，制定预报方案。

根据地质灾害对隧道的施工安全的危害程度和工程设计资料，对不同地段地质预报分级，不同类型和级别的地段采用不同的预报手段。

超前地质预报施工作业指导书1、编制目的对超前地质预报进行过程控制，以保证超前地质预报满足施工要求。

2、适用范围适用于本标段所有隧道超前地质预报作业。

3、职责分工由工程部进行施工方法控制，并根据试验结果对施工方案进行改进。

4、编制依据技术标准/质量标准《客运专线隧道工程施工技术指南》－TZ214-2005《铁路工程物理勘探规程》－TB10013-20045、隧道施工期超前地质预报的主要内容和方法5.1主要内容(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)岩溶的的位置、规模及其性质。

(4)工程地质灾害可能发生的位置和规模。

(5)含水构造的位置、规模及其性质。

5.2方法加强超前地质预报，采用TSP203地震波探测仪或地质雷达、红外线探水仪、地质素描、超前水平钻孔等综合勘探的方法进行探测，超前地质预报是制定施工方案和工程措施的主要依据，也是隧道施工的一道重要工序。

本隧道施工中，在重点地段,上述各种预报手段并用，一般地段以地质素描为主。

实行动态监控，信息化施工。

加强对围岩监测，进一步掌握围岩的特性，为施工提供可靠的技术依据。

6、超前地质预报与补充地质调查工作流程隧道综合超前地质预测预报的工作流程见图1。

图1 综合超前地质预测预报工作流程图7、综合超前地质预测预报工作流程实施方法：对于设计提供的不良地质地段，提前50m进行探测：TSP203地震波探测仪每100m施作一次；HY303红外线探水每掘进循环施作一次；超前水平钻孔（每断面布置五孔，其中一个孔钻取岩芯）30m一个循环，每循环搭接长度5m；地质素描每掘进循环进行一次；地质雷达每30m施作一次。

根据几种探测手段的探测结果进行综合分析，互相验证，提出预测预报意见和工程措施建议，及时反馈，以调整优化设计，进一步改进和完善施工工艺和方法，实施信息化动态施工管理。

补充地质调查是在设计提供的地质资料的基础上，实地调查核实：不同地层、岩性、岩层产状在隧道地表的出露及接触情况等。

隧道超前地质预报施工方案1 编制依据1)《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号）2）《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》铁建设（2010）120号；3）《时速250公里铁路双线隧道复合式衬砌》图号：西成贰隧参03；4）《隧道施工工法》图号：西成贰隧参09；5）施工图纸、设计要求和环境、地质条件。

6）隧道超前地质预报管理办法（西成铁路客运专线四川有限公司）7）《铁路隧道超前地质预报技术指南》铁建设【2008】105号本2 工程概况新建西安至成都客运专线位于陕西省和四川省境内，川陕界至江油线路长165.836Km。

西成客专设计为双线客运专线，设计时速：250km/h；最小曲线半径：3200m；正线线间距：4.6m；最大坡度：一般20‰，困难山区不大于25‰。

本标段第一项目部管段位于剑阁县、青川县境内，起讫里程：DK431+660(黄家梁隧道进口)～DK446+500（岩边里隧道），全长14.84km，主要工程数量为：桥梁135.35m/1座，占正线总长的0.9%，隧道双线14702m/1.5座，占线路总长的99.1%。

3 工程地质概况3.1地质构造我管段位于四川龙门山东北向褶皱带之东翼与四川盆地边缘弧形（华夏式）构造带交界处，龙门山褶皱带的褶皱发育、断裂密布，岩层多陡顷，直立或倒转，地质构造较为复杂。

测段属于扬子准地台西北边缘地带，位于川西北台陷次级构造与龙门山构造带边缘区。

隧区为单斜构造，岩层产状N47～64ºE/34～45ºSE,受区域构造影响，节理多为闭合或微张型，其延伸较远，，泥岩风化节理普遍发育，裂隙多而细小。

3.2水文地质特征沿线河流较多、灌溉网密布。

沿线基本为山区，山谷河流较多，主要有回龙河、清江河，属于嘉陵江水系。

管段内第四系黏性土中含少量孔隙水，河床及低阶地砂砾石层含丰富孔隙水。

基岩中泥页岩、泥岩夹砂岩为弱富水岩组，含少量的裂隙水和风化裂隙水；厚层砂岩、砾岩为中等～强富水岩组，含较丰富的基岩裂隙水，多位潜水，部分为承压水；灰岩等可溶岩为强富水岩组，含丰富的裂隙水和岩溶水。

目录1、编制说明及依据 (1)1.1 编制说明 (1)1.2 编制依据 (1)1.3采用的技术标准、规范 (1)2、工程概况 (1)2.1 工程设计概况 (1)2.2自然条件 (1)2.3地质条件 (2)2.4气象条件 (2)2.5地震动峰值加速度 (2)3、进度计划 (2)4、地质复杂程度分级 (2)5、实施超前地质预报的目的 (2)6、具体预报方法 (3)6.1围岩等级为A+级段落预报方法 (3)7、仪器设备的配置 (6)8、超前地质预报人员的配备 (7)9、针对特殊地质段的处理方法 (7)9.1、涌水出现处理方法： (7)9.2、突水突泥地质现象的处理方法 (7)9.3、断层破碎带处理方法 (8)10、超前预报实施保证措施 (8)10.1、提高预报精度的措施 (8)10.2、为准确预报提供人员、技术保证 (8)10.3、采取有针对性的科学合理的预测预报程序 (9)11、安全保证措施 (9)隧道超前地质预报专项施工方案1、编制说明及依据1.1 编制说明根据对设计图纸、地质勘察说明及对周边环境的调查，并对工程特点进行深入分析，结合考虑我公司的技术、装备、特长、管理水平，在总结以往同类工程施工经验的基础上，编写了本专项施工方案。

1.2 编制依据（1）国家、铁路总公司、交通部现行设计、施工规范、规程；质量检验标准及验收规范等。

（2）地方铁路公司对该项目的建设管理、标准化管理文件。

（3）新建贵阳枢纽小碧经清镇东至白云联络线站前施工1标段工程施工总价承包招标文件、施工招标图纸、答疑等、指导性施组、设计图纸及工程量清单。

（4）本公司的施工技术能力、机械设备能力及相关工程的施工经验、装备、技术、资金、劳力和物资储备等方面的综合实力。

（5）施工现场调查获得的有关资料、数据以及现场实际情况。

1.3采用的技术标准、规范(1)《铁路工程测量规范》（TB 10101-2009）(2)《铁路隧道监控量测技术规程》（TB 10121-2007）(3)《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设【2008】105号）(4)《环境管理体系》（GB/T24001-2004）(5)《职业健康安全标准建立的质量、环境和职业健康管理体系》GB/T28001-2011 2、工程概况2.1 工程设计概况本隧道全长304m，中心里程D4K3+078,进口里程D4K2+926,出口里程为D4K3+230。

铁路客运专线隧道工程超前地质预报施工作业指导书9.1.成立超前地质预测预报组织由项目部工程部组织实施，纳入施工工序管理，并根据预报结果，及时反馈设计单位，调整设计、改变施工方案。

在设计单位提供的地质资料和施工补充勘探的基础上，将超前地质预测预报工作纳入到隧道施工的正常工序中，以探明前方围岩的变化情况，预测施工中可能出现的地质灾害。

及时修改、补充和完善隧道施工设计，为隧道的施工提出措施建议，避免重大事故的发生，保证施工的顺利进行。

地质超前预测预报由项目总工程师直接负责，具体工作由地质工程师带领测量监控人员承担。

开工前制定详细的工作大纲，施工中严格按照大纲进行日常的预测预报工作。

将预测预报结果及时提交工程部，作为现场施工的依据。

本标段隧道综合超前地质预测预报工艺流程见图9-1。

图9-1 超前地质预测预报施工工艺流程图9.2.开挖面地质素描地质素描预测法分为岩层岩性及层位预测法、条带状不良地质体影响隧道长度预测法以及不规则地质体影响隧道长度预测法三种。

对掌子面已揭露出的岩层进行地质素描（观察岩石的矿物成分及其含量，结构构造特征和特殊标志），给予准确定名，测量岩层产状和厚度。

测量该岩层距离已揭露的标志性岩层或界面的距离，并计算其垂直层面的厚度。

将该岩层与地表实测地层剖面图和地层柱状图相比，确定其在地表地层（岩层）层序中的位置和层位。

依据实测地层剖面图和地层柱状图的岩层层序，结合TSP探测成果，反复比较分析，最终推断出掌子面前方一定范围内即将出现的岩层在隧道中的位置和规模。

施工过程中，每次爆破后由地质工程师进行地质素描，内容包括掌子面正面及侧面稳定状态、岩层产状、岩性风化程度、节理裂隙发育程度（产状、间距、长度、充填物、数量）、喷射砼开裂、掉块现象、涌水情况、水质情况、水的影响、不良气体浓度等。

同时定期对地表水文环境进行观测和监测记录，及时了解隧道施工对地表水的影响，确定施工控制措施，最终做出掌子面地质素描图和洞身地质展示图。

铁路隧道工程超前地质预报作业指导书1.适用范围适用于铁路扩能改造工程站前隧道超前地质预报施工。

2．作业准备2.1内业技术准备组建地质超前预报专业小组，认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，掌握隧道工程地质情况，编制超前地质预报计划，采用先进科技手段进行超前地质探测预报。

预报手段主要包括以下几种：地质超前探测预报系统、地质雷达、红外线探测仪、超前地质钻孔等。

2.2外业技术准备根据隧道地质情况，采用不同的超前地质预报方法，现场收集隧道地质情况的各种技术数据，进行分析、解译、对比后得出结论，指导隧道施工。

3．技术要求3.1预报人员为地质专业工程师，有丰富的现场施工经验，吃苦耐劳，有职业责任感。

3.2 爆破人员必须为取得爆破作业资格证人员，责任心强，没有违章作业行为。

4．施工程序施工程序为：地质分析预测→判断地质情况→确定预报手段→收集数据→分析、解译、对比数据→反馈设计→变更调整设计参数→根据变更设计施工。

5．施工要求5.1工程地质预测法工程地质预测法是工程地质技术人员根据设计地质图纸、现场地质纪录，运用工程经验和地质知识进行分析、预报地质的一种方法。

施工前预报：根据设计给出的隧道地质条件说明资料，认真分析隧道的地质断面图、平面图，掌握隧道的地质特点和水文特点。

进行长距离宏观预报各段隧道可能出现的不良地质情况。

施工常规地质法预报：主要完成开挖面的地质素描，地质展开图，并利用超前地质系统预报资料、雷达检测资料、红外线探水资料、超前钻孔资料进行地质分析预报，是综合地质预报的中枢。

施工阶段地质资料记录：首先对已开挖地段进行地质调查，调查的主要依据为隧道开挖面地质素描、岩石结构面调查和涌水观测记录。

开挖面地质素描内容有：岩性、地质年代、岩层产状、软弱夹层、岩脉穿插情况；断层及破碎带形态、产状、宽度、填充物特征；主要节理裂隙的形态、产状、规模及相互切割关系。

围岩岩体结构类型、完整性、围岩的物理力学性能。

隧道超前地质预报方案1编制依据（1)《公路隧道超前地质预报技术指南》及交通部颁布的其他现行施工规范、安全规程、施工指南等。

（2)工程地质及水文地质》-—中国水利水电出版社。

(3)近年来高速公路类似工程施工经验、施工工法、科技成果；国内外相关高速铁路的施工工艺及科研成果。

2隧道工程概况标段内隧道工程地质复杂，主要由残积砂质粘性土及全-强风化花岗岩组成，洞身主要为中～微风化花岗岩。

,隧道围岩以Ⅱ、Ⅲ、级围岩为主,部分为Ⅳ、Ⅴ级围岩。

施工中必须加强超前地质预报，并采取相应的工程措施，保证安全顺利地通过不良地质段。

根据设计提供风险等级和超前地质预报设计要求，我单位采取加深炮孔探测和超前水平地质钻孔俩种方法进行围岩观测，以提供有效的施工措施保证施工安全、顺利的进行，对于出现地质异常区域，我单位另增加TSP或地质物探手段进行详细的地质分析,并报设计单位进行核对、审批,重新进行隧道风险等级划分.项目部对标段内隧道作业高度重视，在施工组织设计中已经把超前地质预报列入独立的施工工序进行检测，制定“有预报才施工，不预报坚决不允许施工”的要求发放各施工队执行实施.为有效的执行超前地质预报的实施，项目部特别成立专职超前地质预测预报实施小组，其中组长1人，副组长2人，组员5人，负责现场超前地质预测预报工作的具体实施和资料收集整理，对隧道施工起到实施性的指导作用。

并聘请专职预报队伍负责标段内的隧道地质超前预报施工。

3隧道工程地质条件本标段隧道工程地质复杂,主要由残积砂质粘性土及全-强风化花岗岩组成,洞身主要为中～微风化花岗岩。

,隧道围岩以Ⅱ、Ⅲ、级围岩为主,部分为Ⅳ、Ⅴ级围岩。

4超前地质预测预报目的地下地质条件复杂，潜在、无法预知的地质因素较多：多变的地形条件,地层破碎带、断层，富水岩层等。

进行隧道地质超前预报的目的是:提供隧道掘进前方的地质情况，包括围岩的完整性、断层破碎带和溶洞的规模和位置、不良地层的富水情况，进而做出对围岩类别的划分和隧道开挖时稳定性的分析，以确定合理的工程措施和合理的施工方法，以确保隧道施工安全顺利的进行。

隧道超前地质预报专项方案一、编制依据⑴隧道设计图纸、设计说明等设计文件；⑵隧道实施性施工组织设计；⑶《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设[2010]120号）;⑷《关于进一步加强铁路隧道设计施工安全管理工作的通知》（建技[2010]352号）；⑸《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008)；⑹《铁路隧道超前地质预报技术指南》(铁建设[2008]105号)；⑺《铁路隧道超前地质预报技术规程》(Q/CR 9217-2015)；⑻本集团公司拥有的科技成果、工法成果、管理水平、现有的技术装备力量和多年积累的铁路隧道施工经验。

二、工程概况本标段共新建14座隧道，隧道全长14298m,张家坡隧道为单线隧道，其余隧道都为双线隧道，各隧道概况详见表1。

表1 隧道概况一览表三、地质复杂程度等级根据《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设[2008]105号）附录B的规定对隧道施工安全的危害程度分为复杂、较复杂、中等复杂、简单四级，根据不同的地质复杂程度，开展超前地质预测预报工作。

四、实施超前地质预报的目的⑴进一步查清隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件，指导工程施工的顺利进行。

⑵降低地质灾害发生的几率和危害程度。

⑶为优化工程设计提供地质依据。

⑷为编制竣工文件提供地质资料。

五、超前地质预报方案1、超前地质预报内容⑴地层岩性预测预报，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土的预测预报；⑵地质构造预测预报，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况的预测预报；⑶不良地质预测预报，特别是对岩溶等发育情况的预测预报；⑷地下水预测预报，特别是对岩溶管道水及富水断层、富水褶皱轴、富水地层中的裂隙水等发育情况的预测预报。

2、超前地质预报方法⑴预报方法根据隧道地质条件、风险源及其风险等级、本集团公司现有的设备、工法、科技成果等，本隧道选用地质调查法（地质调查、地质素描、地质作图）、物探法（TSP203、红外探测法）、超前钻探法（加深炮眼、超前钻孔）进行地质超前预报。

超前地质预报施工作业指导书1、工程概况新建西安至成都客运专线西安至江油段（四川省境内）站前工程XCZQ-1标段D2K344+470～DK383+878，线路长为38.925Km。

连蒙村隧道位于标段尾部，属于既有宝成铁路改线隧道。

隧道全长1305米，进口位置为20米明洞，全桥V级围岩895米，IV级围岩245米，III级围岩165米，地址情况复杂。

2、编制依据2.1、新建西成铁路客运专线工程隧道施工图；2.2、铁路隧道超前地质预报技术指南（铁建设[2008]105号）；2.3、铁路隧道设计规范（TB1003-2005）；2.4、本管段隧道的现场实际情况及调研结果；2.5、现有的施工技术水平、施工管理水平和超前地质预报设备配备能力。

2.6、超前地质预报设备的使用说明。

3、超前地质预报目的隧道建设中对工程地质条件的认知和掌握程度是确保快速、安全修建的决定性因素之一。

开挖前对地质情况的了解，对于隧道建设有着十分重要的作用。

由于隧道工程地质条件异常复杂,实施超前地质预报可以有效地保证隧道施工安全,减少由于揭露接触带、破碎带及断层带岩体产生大量突泥、涌水而带来的损失，通过超前预报，及时发现异常情况，预报掌子面前方不良地质体的位置、产状及其围岩结构的完整性与含水的可能性，为正确选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方案提供依据，并为预防隧道洞内涌水、突泥、突气等可能形成的灾害性事故及时提供信息，提前做好施工准备，保证施工安全，同时还可节约大量资金。

所以隧道超前预报对于安全科学施工、提高施工效率、缩短施工周期、避免事故损失、节约投资等具有重大的社会效益和经济效益。

开展施工地质超前预测预报工作，以制定有效施工方案，确定合适施工工艺，并开展必要的监测工作。

4、超前地质预报方法由于隧道地质结构较复杂，为准确地了解掌握地层岩性的变化、地下水的发育地质特征，在施工中将采用中、短期相结合的地质预测预报系统。

主要方法有：地质调查法、物探法及超前钻探法。