下载文档原格式
隧道地质超前预报作业指导书13.1 编制依据及目的13.1.1目的为确保XX高速铁路隧道施工安全质量，根据设计提供的工程及水文地质资料，结合地质超前预报，进行分析研究，制定完整的施工技术方案。
做好技术、物质、机械设备的储备，避免地质灾害的发生。
使之达到施工设计及施工规范的要求，确保工期目标的实现，特制订本作业指导书。
沿线部分隧道穿越地段工程地质条件复杂主要为粉质粘土、岩溶洞段、浅埋洞段及断层破碎带，隧道安全问题为隧道工程施工的重点。
为此成立专门的地质预报小组，工程施工中采用超前TSP-203型地质预报仪及BK2000型地质雷达进行探测预报不良地质，严格按新奥法原则进行施工，采用双侧壁导坑法、台阶法进行施工，并建立完善的安全控制体系，确保施工安全。
13.1.2编制依据13.2.1XX高速铁路隧道施工设计文件13.2.2《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》13.2适用范围本指导书适用于高速铁路隧道Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩、岩溶地段及隧道断层破碎带洞身段开挖施工。
13.3 综合地质超前预报中各种方法的特点综合地质超前预报中各种方法的特点：TSP203作业快，测距长，干扰相对少，可以与多种预测法结合应用，但精度不高，解释难度大，适于做长距离预测；地质雷达可以准确测定短距离内隧道四周和低部的空洞、水体情况，可补充TSP203的不足；红外线探水仪适于判断地下水情况，作业快，干扰少，较准确，但水量水压无法测定；超前水平钻孔基本可以100%的揭示地下水及围岩物理力学性能，但干扰大，用时长，费用高。
在施工中，根据各种方法的特点确定地质超前预报的原则是：以常规地质综合分析法为基础，TSP地质超前预报系统做长距离宏观控制，地质雷达做近距离判断，红外线探水仪做连续地下水探测，水平钻孔为必做项目，形成综合地质超前预报系统。
并组成专业预报小组，建立健全隧道地质超前预报工作制度，配备先进的仪器设备，开展地质超前预报工作。
工作程序见“综合超前预报系统程序图”，“超前地质预报方式工作范围及作业方式表”。
目录1.合用范围......................................... 错误!未定义书签。
2.作业准备......................................... 错误!未定义书签。
3.技术规定......................................... 错误!未定义书签。
4. 施工程序与实行流程.............................. 错误!未定义书签。
5.施工规定......................................... 错误!未定义书签。
6.劳力组织......................................... 错误!未定义书签。
7.材料规定......................................... 错误!未定义书签。
8.设备机具配置..................................... 错误!未定义书签。
9.质量控制及检查................................... 错误!未定义书签。
10.安全及环境保护规定.............................. 错误!未定义书签。
超前地质预报作业指导书1.合用范围1.1编制目旳为了使隧道超前地质预报作业可以顺利有序旳进行，保证隧道超前地质预报作业质量符合设计及客货共线铁路施工技术原则旳规定，特编制此开挖作业指导书，以规范隧道超前地质预报作业人员行为，指导工程施工旳顺利进行。
1.2合用范围合用于怀邵衡铁路隧道超前地质预报作业。
2.作业准备⑴施工前应充足掌握隧道设计图纸及有关文献内容，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术原则。
并及时与现场进行查对，以确定合适旳超前地质预报措施并配置对应机具设备。
⑵将隧道超前地质预报工作纳入正常旳施工工序管理，建立完善旳信息搜集和信息反馈系统。
隧道超前地质预报作业指导书隧道地质超前XXXX隧道工程编号：10 隧道超前地质预报作业指导书编制：XXX 审核：XXX 批准：XXXXXXX工程项目经理部目录1.适用范围12.作业准备1 3.技术要求1 4.施工程序与工艺流程1 5.施工要求 3 6.实施方案 7 7.数据处理 8 8.劳动组织 8 9.材料要求 810.设备机具配置 911.质量保证措施 912.安全保证措施10 超前地质预报施工作业指导书1.适用范围 XXXX隧道超前地质预报作业施工。
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，将超前地质预报纳入隧道施工工序中，作为隧道“信息化”施工的重要组成部分，并形成制度，做好预测记录和分析总结。
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.技术要求隧道开挖前，采用 LTD-2100 型地质雷达每隔20-30m 探测一次，进一步查明前方是否存在不良地质位置。
地质雷达在超前地质预报中可用于探测断层、溶洞和空洞等不良地质体，具有无损、低成本和工作效率高等特点，并广泛应用于工程地质勘察、建筑结构调查、公路工程质量检测、地下管线探测等众多领域。
4.施工程序与工艺流程 4.1 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。
超前地质预报工程地质分析预测 4.2 工艺流程 30 米红外线、雷达补充物探30 米内红外线补充探水反馈设计反馈设计根据设计施工超前地质预报仪探测判断前方无不良地质隧道周壁雷达、红外线补探隧道周壁雷达、红外线补探判断前方有大断层破碎带判断前方有小型断层破碎带50～80 米超前钻孔 8～30 米超前钻孔有不良形态施工施工有不良形态无其他情况无其他情况结束 5.施工要求 5.1 地质调查法地质调查法是根据隧道已有勘察资料，进行地表补充地质调査和隧道洞内地质素描，通过地层层序对比、地层分界线及构造线、地下水和地表水相关性分析，岩层层面、结构面、断层要素与隧道几何参数的相关性分析，临近隧道内不良地质体的前兆分析等，利用常规地质理论、地质作图法和趋势分析等，推测开挖工作面前方可能揭示地质情况的一种超前地质预报方法。
超前地质预报作业指导书1．适用范围适用于沪昆客专贵州段CKGZTJ-9标段隧道超前地质预报工作。
2．作业准备。
2.1内业技术准备作业指导书编制后，在开工前组织技术人员认真学习设计图纸，熟悉《铁路隧道工程施工技术指南》和《铁路隧道超前地质预报技术指南》，对操作人员进行技术交底和岗前培训，考核合格后上岗。
2.2外业技术准备超前地质预报中所涉及的各种外业技术指标，制作操作平台，配齐生活、办公设施，满足预报人员的生活办公需要。
3．技术要求3.1本标段所有隧道全部采用超前地质预报指导施工。
3.2预报人员应认真研究设计院提供的地质资料，并与地质预报结果作对比分析，出入较大的应及时将地质预报结果报设计方，请设计方现场核实。
3.3本标段地质预报的主要内容包括⑴超前探测地层岩性、软弱层的位置、岩体完整程度、断裂带位置、宽度、破碎程度、富水性、不同岩层间接触界面位置。
⑵超前探测岩溶洞穴、管道、含水体的位置、大小、规模、充填情况，预报突水突泥具体位置及可能带来的灾害程度。
⑶查明设计物探资料显示的异常体的具体位置、规模，确定其危害程度。
⑷为修改设计提供必要的地质参数：地下水压力、水量、水的侵蚀性等。
⑸隧道底部及周边岩溶洞穴及含水体的位置、规模。
⑹隧道突水、涌水、突泥等地段的规模、流量。
⑺地表环境的监测，地下涌水与降雨和补给关系的监测。
⑻综合分析各种资料，预报地质条件情况及对施工的影响程度。
⑼工程地质灾害可能发生的位置和规模；⑽隧道围岩级别变化及开挖后围岩的稳定性判定等。
3.4预报重点⑴隧道岩溶、岩溶水发育情况及富水含泥状况；⑵隧道断层及破碎带含水状况；⑶隧道煤层瓦斯探测。
3.5本标段主要采用TSP203 地震波探测仪、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地质超前预报。
3.6施工地质分级为了实施隧道超前地质综合预报工作，根据岩溶发育程度，岩溶水文地质条件，断层带及其软弱围岩的稳定程度、有害气体的影响程度等以及对施工安全、环境问题影响程度，对隧道施工地质危害度分级。
隧道超前地质预报作业指导书一、适用范围适用于中铁十四局集团贵广铁路第三项目部范围内的隧道超前地质预报工作。
二、作业准备1、内业准备（1）、施工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核图纸，熟悉技术标准。
（2）、统计设计图中超前地质预报方式和预报里程，建立超前地质预报台帐。
2、外业方面（1）、由测量人员提供检测面的施工里程。
（2）、根据采用的超前地质预报方式做好现场打孔或机械、人员的配合工作。
三、技术要求1、隧道爆破开挖后及时查看掌子面地质状况，描绘地质图，通过与设计的对比，提供地质情况预报。
2、隧道施工期的地质预测，应包含以下：（1）、断层及断面影响带的位置、规模及其性质。
（2）、软弱夹层的位置、规模及其性质。
（3）、岩溶的位置、规模及性质。
（4）、不同岩性、围岩级别变化界面的位置。
（5）、工程地质灾害可能发生的位置和规模。
（6）、含水构造的位置、规模及其性质。
四、施工程序和工艺流程1、超前地质预报施作工艺流程见下图所示：①采用TSP-203、超前钻探、地质雷达、地质素描法等进行综合探测；②超前地质预报要对多种手段所得的资料进行综合分析与评判，相互印证，结合掌子面揭示的地质条件、发展规律、趋势及前兆进行预测、判断。
2、施工工艺隧道施工过程的地质超前预报，主要是根据地表和已经开挖的隧道的地质调查和各种探测方法取得的资料，以及地质推断法预测开挖工作面前方一定长度范围内围岩的工程地质条件。
如：地面地质调查法、洞身地质素描法、钻速测试法、钻探孔法、涌水量观测、岩体结构面量测和围岩变形观测。
物探测试主要有TSP法、地质雷达法。
预测时根据地质条件的不同，采用一种或几种方法组合综合预报，以工程地质法（包括图析法及地质素描法）进行超前宏观预报为前提，结合TSP203超前地质预报系统、地质雷达、超前探孔、经验法等综合手段，分长期预报、中期预报、短期预报三个阶段对隧道岩体特征、断层、涌水等不良工程地质进行超前预测预报:采用TSP系统与地质分析法相结合进行长期（长距离）（＞80m范围）地质预报；采用仪器钻孔进行30～80m距离的中期地质预报；利用台车钻孔和地质雷达相结合，进行距离小于30m的短期地质预报；采用在钻爆循环中加深（4m）3～5个炮孔进行掌子面前方4m范围的下一循环的探测。
×××标段隧道工程隧道超前地质预报作业指导书1、适用范围本作业指导书适用于×××标段×××段范围内隧道及×××隧道洞口地段超前地质预报工作。
具体内容包括：预报内容、预报分级、预报流程及要点。
2、作业准备2.1内业技术准备作业指导书编制后，在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，掌握有关技术问题，熟悉规范和技术标准。
制定施工安全保证措施，提出应急预案。
对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前的技术培训，考试合格后持证上岗。
2.2外业技术准备施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。
修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。
所有仪器已经到位，经过校验并在使用有效期限内。
3、技术要求明确隧道超前地质预报作业工艺流程、操作要点和重要性，指导、规范隧道超前地质预报，保障隧道安全掘进。
施工过程中必须将超前地质预报纳入施工工序管理，做到先探测、后施工，不探测不施工。
所使用的仪器具有合格的出厂证明及使用期限，并按相关要求进行质量验收，有验收记录，并在有效使用期内。
4、施工程序与工艺流程4.1 预报内容（1）地层岩性，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊土的预测预报。
（2）地质构造，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响山体完整性的构造发育情况的预测预报。
（3）不良地质，特别是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性、有气体及高地应力等发育情况的预测预报。
（4）地下水，特别是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴、富水地层等的预测预报。
4.2 预报方法（1）超前地质预报方法按预报原理可分为地质分析法、钻探法、物探法和超前导坑法。
①地质分析法，包括地层分界线、构造线，地下和地表相关全分析、地质作图等。
②钻探法，包括深水水平钻探、5～8m加深炮孔探测及孔内摄影。
超前地质预报（加深炮孔法、超前钻探）施工作业指导书1.适用范围本作业指导书适用于隧道超前地质预报（加深炮孔法、超前钻探）施工。
2.作业准备2.1施工前熟悉施工图及工程地质、水文资料，完成相关图纸的会审工作。
2.2熟悉各相关的设计文件。
并组织施工人员学习和掌握施工工艺、技术要求、质量标准及检测方法等。
2.3按照要求完成三级技术交底，即项目总工程师对项目部各部室及技术人员、技术主管对作业队技术负责人、作业队技术负责人对班组长及全体作业人员的交底。
2.4检查传感器杆，连接线是否符合相关要求，根据围岩情况准备钻孔及注水机具。
3.技术要求3.1 技术指标3.1.1海尾隧道海尾隧道超前预报在地质调查法的基础上，采用地质调查与勘探相结合、物探与钻探相结合、长距离与短距离相结合、地面与地下相结合、超前导洞与主洞相结合的方法进行预报，具体工作工作方法见下表。
表1 海尾隧道地质超前预报工作量表山头寺隧道超前预报在地质调查法的基础上，采用地质调查与勘探相结合、物探与钻探相结合、长距离与短距离相结合、地面与地下相结合、超前导洞与主洞相结合的方法进行预报，具体工作工作方法见下表。
表2 山头寺隧道地质超前预报工作量表西坝隧道超前预报在地质调查法的基础上，采用地质调查与勘探相结合、物探与钻探相结合、长距离与短距离相结合、地面与地下相结合、超前导洞与主洞相结合的方法进行预报，具体工作工作方法见下表。
表3 西坝隧道地质超前预报工作量表3.1.4埔姜山隧道埔姜山隧道超前预报在地质调查法的基础上，采用地质调查与勘探相结合、物探与钻探相结合、长距离与短距离相结合、地面与地下相结合、超前导洞与主洞相结合的方法进行预报，具体工作工作方法见下表。
表4 埔姜山隧道地质超前预报工作量表下江村隧道超前预报在地质调查法的基础上，采用地质调查与勘探相结合、物探与钻探相结合、长距离与短距离相结合、地面与地下相结合、超前导洞与主洞相结合的方法进行预报，具体工作工作方法见下表。
隧道超前地质预报施工作业指导书1 适用范围适应于新建铁路福州至平潭铁路站前二标大象山隧道工程。
2 作业准备2.1 作业现场调查（1）调查洞内外的常规作业环境及特殊作业环境；（2）调查地质、水文气象、地形地貌等对施工的要求或限制，并制定相应的应急处理措施。
2.2 技术方案超前地质预报目前常用的方法有物理勘探法、地质调查法、超前钻探法、超前导坑预报法等，施工中应将这几种预报手段综合运用，取长补短，相互补充和印证。
3 技术要求（1）、进行超前地质预报前，应研究既有区域地质、工程地质资料，必要时进行地表补充测绘，全面了解隧址区地质情况，分析和把握存在的主要工程地质问题、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等，核实与领会设计文件中关于地质复杂程度分级、超前地质预报方案的内容。
（2）、认真分析地质状况，选择适合的超前预报方法，提高超前预报工作效率（3）、在多项预测预报工作基础上，将多种预测预报手段所获得的资料进行综合分析与判断，相互印证，得出最终的预报结论，并提出施工措施建议及下步预报工作计划等。
（4）、施工过程中应将实际开挖的地质情况与预报结果进行对比分析，及时总结经验教训，指导和改进地质预报工作。
（5）、设计预报方案和根据实际地质情况调整后的实施预报方案；（6）、统计各预报方法工作量，与设计工作量进行对比，分析增减的原因；（7）、预报与施工验证对比情况，包括预报准确率统计结果，对预报绩效进行评价；（8）、设计与施工地质资料对比情况，对勘察资料进行评价；（9）、采用新技术、新设备、新方法的情况及推广应用的建议；4 施工程序与工艺流程1、本隧道超前地质预报工作实施按如下图进行正常正常深孔水平钻探TSP或HSP或陆地声纳风钻、凿岩台车超前探测超前水平钻探地质分析法短距离预报隧道施工施工方案决策部门地质综合判析异常异常中长距离预报长距离预报研究既有资料进行预报分级制定预报方案地质雷达红外探测地质素描信息反馈预报成果技术建议验证预报成果提出修正意见 超前地质预报工作流程图5 施工要求5.1地质素描地质素描是超前地质预报的一项基础工作，通过对掌子面及周边开挖揭示的地层岩性、地质构造（岩层、结构面、断层等）、岩溶及其充填物、地下水等情况的描述并绘制成图表，运用地质分析法、作图法等定性分析方法，推测掌子面前方地质情况及可能存在的风险，地质素描的主要内容如下：（1）地层岩性：地层时代、层厚、物质组成、岩层产状、岩体切割程度、风化程度等的描述；（2）节理：节理产状、宽度、延伸程度、性质、节理面特征（光滑、粗糙）、充填物等的描述，通过绘制结构面平剖面分布图，节理玫瑰花图推断出节理面与断层、褶皱的关系；（3）断层：断层带位置、物质组成、产状、延伸方向、宽度、导水性、破碎程度，与其他断层关系，次生断层及派生节理产状的描述。
隧道超前地质预报作业指导书1.概述该施工方案根据隧道设计文件，结合现场实际情况制定的超前地质预报方案。
超前预报主要是加强施工期间的地质调查工作，是在正式开挖之前，除根据预探揭露出来的实际地质情况，校正补充设计未能揭示的资料外，还要根据这些成果资料，分析推断开挖面前方的地质情况，是否存在前期勘察时没有查到的不良地质体，及其位置、规模和性质，以避免突发性地质灾害的发生，为优化、完善设计，制定科学、合理的施工方法提供地质信息依据。
2、工程概况2.1 工程简述隧道地处河北省承德市丰宁县境内，西起丰宁县东南槽碾沟村，经过小李沟村、小苇子沟村、大苇子沟村、大八郎沟脑村、大北沟村，终止于三岔口。
设计为双线隧道。
进口里程为DK232+842，出口里程为DK244+560，全长11718m，隧道最大埋深260m。
隧道进出口段均位于直线上。
隧道内有一个曲线段：DK242+719～DK243+289段位于直线2000m的左偏曲线上，曲线段长度为570m。
隧道内纵坡为单向坡。
从隧道进口至DK242+700段为4.5‰上坡，坡长9858m；DK242+700至出口段为3.0‰上坡，坡长1860m。
隧道进口基底开挖标高为577.005m（隧道中心），出口基底开挖标高626.880（隧道中心）。
隧道进口处于槽碾沟偏八沟门对面河南侧一处山包上，线位与等高线稍有斜交，洞口处植被极为茂盛，表层覆土较厚，无基岩出露，洞口前方为一较大河床，但河内只有较少河水，水质尚可，可作为施工用水，河对岸有一较宽土路，施工场地较为宽阔，交通便利，施工用电亦可由河对岸村内引入；隧道出口处于波罗诺镇大西沟村南侧移山坡东侧上，洞口处植被稀疏，土层较薄，基岩出露，多为花岗岩，前方为干涸河床，河床内有一电线，可作为施工用电，施工所用水源可由左侧100米处西沟村内解决，施工场地开阔，无不良地质状况，交通便利。
2.2主要地质水文条件隧道位于燕山山脉西段低中山区，区内山峰林立，绵延起伏，大部基岩出露，局部被黄土覆盖。
超前地质预报（加深炮孔法、超前钻探）施工作业指导书1.适用范围本作业指导书适用于隧道超前地质预报（加深炮孔法、超前钻探）施工。
2.作业准备2.1施工前熟悉施工图及工程地质、水文资料，完成相关图纸的会审工作。
2.2熟悉各相关的设计文件。
并组织施工人员学习和掌握施工工艺、技术要求、质量标准及检测方法等。
2.3按照要求完成三级技术交底，即项目总工程师对项目部各部室及技术人员、技术主管对作业队技术负责人、作业队技术负责人对班组长及全体作业人员的交底。
2.4检查传感器杆，连接线是否符合相关要求，根据围岩情况准备钻孔及注水机具。
3.技术要求3.1 技术指标3.1.1海尾隧道海尾隧道超前预报在地质调查法的基础上，采用地质调查与勘探相结合、物探与钻探相结合、长距离与短距离相结合、地面与地下相结合、超前导洞与主洞相结合的方法进行预报，具体工作工作方法见下表。
表1 海尾隧道地质超前预报工作量表山头寺隧道超前预报在地质调查法的基础上，采用地质调查与勘探相结合、物探与钻探相结合、长距离与短距离相结合、地面与地下相结合、超前导洞与主洞相结合的方法进行预报，具体工作工作方法见下表。
表2 山头寺隧道地质超前预报工作量表西坝隧道超前预报在地质调查法的基础上，采用地质调查与勘探相结合、物探与钻探相结合、长距离与短距离相结合、地面与地下相结合、超前导洞与主洞相结合的方法进行预报，具体工作工作方法见下表。
表3 西坝隧道地质超前预报工作量表3.1.4埔姜山隧道埔姜山隧道超前预报在地质调查法的基础上，采用地质调查与勘探相结合、物探与钻探相结合、长距离与短距离相结合、地面与地下相结合、超前导洞与主洞相结合的方法进行预报，具体工作工作方法见下表。
表4 埔姜山隧道地质超前预报工作量表下江村隧道超前预报在地质调查法的基础上，采用地质调查与勘探相结合、物探与钻探相结合、长距离与短距离相结合、地面与地下相结合、超前导洞与主洞相结合的方法进行预报，具体工作工作方法见下表。
超前地质预报作业指导书1.适用范围适用于×××隧道超前地质预报工作。
2.作业准备。
2.1内业技术准备作业指导书编制后,在开工前组织技术人员认真学习设计图纸,熟悉《铁路隧道工程施工技术指南》和《铁路隧道超前地质预报技术指南》,对操作人员进行技术交底和岗前培训,考核合格后上岗。
2.2外业技术准备超前地质预报中所涉及的各种外业技术指标,制作操作平台,配齐生活、办公设施,满足预报人员的生活办公需要。
3.技术要求3.1本标段所有隧道全部采用超前地质预报指导施工。
3.2预报人员应认真研究设计院提供的地质资料,并与地质预报结果作对比分析,出入较大的应及时将地质预报结果报设计方,请设计方现场核实。
3.3本标段地质预报的主要内容包括⑴超前探测地层岩性、软弱层的位置、岩体完整程度、断裂带位置、宽度、破碎程度、富水性、不同岩层间接触界面位置。
⑵超前探测岩溶洞穴、管道、含水体的位置、大小、规模、充填情况,预报突水突泥具体位置及可能带来的灾害程度。
⑶查明设计物探资料显示的异常体的具体位置、规模,确定其危害程度。
⑷为修改设计提供必要的地质参数:地下水压力、水量、水的侵蚀性等。
⑸隧道底部及周边岩溶洞穴及含水体的位置、规模。
⑹隧道突水、涌水、突泥等地段的规模、流量。
⑺地表环境的监测,地下涌水与降雨和补给关系的监测。
⑻综合分析各种资料,预报地质条件情况及对施工的影响程度。
⑼工程地质灾害可能发生的位置和规模;⑽隧道围岩级别变化及开挖后围岩的稳定性判定等。
3.4预报重点⑴隧道岩溶、岩溶水发育情况及富水含泥状况;⑵隧道断层及破碎带含水状况;⑶隧道煤层瓦斯探测。
3.5本标段主要采用TSP203 地震波探测仪、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地质超前预报。
3.6施工地质分级为了实施隧道超前地质综合预报工作,根据岩溶发育程度,岩溶水文地质条件,断层带及其软弱围岩的稳定程度、有害气体的影响程度等以及对施工安全、环境问题影响程度,对隧道施工地质危害度分级。
3.5地质分级对应的探测项目根据不同的施工地质分级,针对不同类型的地质问题,选择不同的方法和手段开展超前地质预报。
A级:充分利用已有施工场地,必要时另行开辟辅助导坑,创造条件开展工作,开展地质素描、TSP、地质雷达、红外探水、超前平导和超前水平钻等综合预测。
首先以长距离TSP和一种适宜的短距离物探方法相结合进行预测。
其次,根据其预测预报结果,针对不同段落的复杂程度调整正洞超前预报方案并实施。
B级:充分利用已有的施工场地,在横洞或者正洞里开展地质素描、TSP,辅以红外探水、地质雷达,进行必要的单孔超前水平钻。
当发现局部地段较复杂时,则按A 级要求实施。
C级:以地质素描为主。
对部分重要的界面、断层或物探异常可采用TSP进行探明,必要时红外探水和单孔超前钻探。
施工地质工作分级简表4.超前地质预报流程图5.预报要求5.1准备工作5.1.1人员培训在隧道正式施工前,组织预报人员学习各类仪器的工作原理,掌握操作方法,熟练数据的采集和处理。
5.1.2根据设计提供的地质资料,对工程进行地质灾害分级,制定地质预报工作计划,初步确定各里程段的检测方法和频率,并制定突发事故处理措施。
5.1.3每座隧道开工前,编制超前预报方案,内容包括:(1隧道工程地质条件,可能存在的施工风险,超前地质预报工作要达到的目的和技术方案。
(2建立的超前地质预报工作机构,需要投入的人力、设备资源。
(3超前地质预报实施方案的工作程序、预报内容、具体的预报方法、技术要点,并编制气象、重要泉点和洞内主要出水点(流量大于1升/秒的出水点等观测计划和观测技术要点。
(4超前地质预报工作制度,包括地质预报工作与设计、监理、业主的联系制度,地质预报成果报告提交的时限、信息传递的方式等。
5.2地质预报检测方法5.2.1地表水文地质监测⑴观测要素:根据排泄点的特点,确定其观测要素,一般流量、水位、水温、水质(主要是混浊度、天气状况、气温等基本项目必须观测,特殊天气如大雨、暴雨、暴雪等需作备注,记录其发生时间和持续时间。
⑵观测时间:枯水季晴好天气时,宜3天观测一次,平时降雨前至降雨后及雨季月份应每天观测一次。
如发现隧道施工引起地下水变化,必须每天进行观测,观测时间每日早晨8时。
水质取样分析,每季度一次,取样时间为每季度中间一个月的15日。
如隧道施工引起水质变化,应加密取样作污染分析。
⑶加密观测:隧道施工引起地下水明显变化的地下水点应进行加密观测,观测时间应每天观测一次,特殊情况下应早晚各观测一次,观测时间早6时和晚6时。
5.2.2地质素描超前地质预报小组负责施工中隧道正洞和辅助坑道掌子面地质素描。
每次开挖面放炮之前,描述该开挖面的地质情况,填写《掌子面地质素描记录表》。
地质素描内容包括:岩性:岩石名称、颜色、结构、构造、矿物成分和风化程度。
断层:位置、产状、断层破碎带宽度及构造类型、断层性质、与其它断裂的关系、派生节理产状、密度及充填物,上下盘派生节理发育特点。
贯穿性节理:产状、密度、宽度、延伸情况、节理面特征、出露位置。
岩脉:岩性、出露位置、宽度、接触关系、破碎情况、风化程度。
地下水:出水点位置、与断层和节理关系、出水状态(滴、流、涌、水味、水色、水温、水质、出水点附近有无沉淀物。
地应力:标志地应力大小的地质现象(岩爆、大变形、岩块松动等及其发生部位必须详细记录。
通过开挖面附近地质素描,用图解法、类比法、断层参数法等预报掌子面附近地层、完整性及含水情况;断层、大型岩溶及富水情况。
充分利用辅助坑道超前开挖揭示的地质要素,预测正洞相应地段的地质情况,指导正洞的超前地质预报和施工。
5.2.3TSP地质预报系统预报断层构造时,爆破钻孔应根据断层走向布置在与断层夹角较小一侧的隧道边墙上。
预报岩溶则隧道两侧边墙都应布置爆破钻孔进行重复测量。
每一次预报的炮眼数24个,炮眼间距1.5m,孔深1.5m,向下倾斜lO~20°,垂直于隧道轴向,或向掌子面成10°角,孔口距隧底l~1.5m,所有炮眼与接收器的高度应相同。
每个爆破孔装药10~ 40g;接收器与第一个爆破孔间距20m,接收器孔深2.4m,孔径32~ 45mm,孔口距隧底1m,向洞口方向倾斜约10°,向下倾斜10°~ 20°。
以上布置完成后,依次进行微震爆破。
微弱爆破产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播,当岩石强度发生变化,比如有断层或岩层变化时,会造成一部分信号返回,界面两侧岩石的强度差别越大,反射回来的信号也就越强。
返回的信号被经过特殊设计的接收器接收转化成电信号并进行放大,根据信号返回的时间和方向,通过专用数据处理软件处理,可以得到岩体强度变化界面的方位。
5.2.4超前钻探预报隧道横、正洞均采用水平钻机,在开挖之前,隧道超前地质预报小组负责掌子面超前水平钻孔深30~50米,并记录、整理钻孔情况。
在隧道钻不良地质较多的地段,实施1~5孔超前孔。
探孔布置位置:中部一个,隧道断面周边均匀布设4个。
除中部孔沿隧道轴线施钻外,其余的超前钻孔均向外施钻,其孔底超出开挖轮廓线外5米。
施工中,对于已出水的超前钻孔,要进行不间断的水流量、水压的监测,绘制水量、水压的变化曲线,为制定地下水处理方案提供依据。
钻孔布置:A级采取1~5孔超前水平钻探:B级采取l孔超前水平钻探。
两次循环的超前水平钻探搭接长度横洞段不小于3米,正洞段不少于5米。
钻进过程中,对断层、溶洞充填物应干钻取样,对不同岩层代表性取样,特殊情况下亦可采用数码摄像机摄像记录,以提高功效。
5.2.5超短距离(5m钻探在隧道掘进过程中,每次打眼时采用5m钻杆在隧道拱部和底部各钻3个探测孔,隧道每循环进尺控制在3m以内,使工作面始终保持距不良地质2m以上的安全距离。
当钻孔出现不良地质征兆时,可及时采取应对措施。
5.2.6地质雷达地质雷达的有效探测距离在完整岩体地段应达到30m,在岩溶发育地段根据雷达波形判定。
两次预报的重复长度5m左右。
现场数据采集主要是在掌子面上进行,采集时应对掌子面进行平整处理,使雷达天线与掌子面能有较好的藕合,在掌子面附近应没有其它的金属物体。
雷达测线在掌子面上呈“井”字形布置,测线长度根据天线长度决定,在有限的掌子面上尽可能的长。
采用两种不同中心频率的天线在相同的测线上重复观测,一般应采取连续观测法;应充分利用避车洞或超前钻探揭露的地质界面等有利地段求得地层的相对介电常数和电磁波速度。
5.2.7红外探测沿隧道中线在拱顶、两侧拱脚和边墙的中部各布置一条测线,每5m一个断面,用粉笔或油漆标好探测顺序号直至掘进工作面,发现异常后应增加测量频率。
隧道每掘进20m应在掌子面和上述五个部位作一次红外探测。
每次探测每条测线测点不少于12个。
在掘进工作面,先对前方探测。
在返回的路径上,每遇到一个顺序号,就站在隧道中央,分别用仪器的激光器打出光斑,使光斑落在左侧边墙中心位置、拱部中线位置、右侧边墙中心位置、隧底中线位置,分别读取探测值,做好记录。
然后转入下一序号点,直至全部探完。
每次探测应对岩体的裂隙发育情况和隧壁渗水情况进行详细记录。
5.3煤层瓦斯探测5.3.1实施超前探测⑴采用地质雷达对前方岩层界面进行预报定位,并采用超前水平钻孔(取岩芯进行验证。
⑵当采用地质雷达和超前水平钻探探测有煤层时,为准确探明前方地质情况,每断面增设5个超前钻孔。
⑶当遇煤层时,在开挖面距离煤层垂直距离为10m时必须至少打5个穿透煤层的瓦斯探测孔,探测孔进入煤层底板岩层不小于0.5m,其终孔位置应控制在开挖轮廓线外5m以上,探测煤层倾角、厚度、顶板岩柱、底板岩柱、地质构造、煤层层位等具体情况,为安全揭煤提供可靠的基础资料。
⑷隧道开挖至煤层顶板垂直距离为5m时,上导坑必须打至少2个穿透煤层全厚的瓦斯预测孔,下台阶开挖至煤层顶板垂直距离为5m 时,至少打1个穿透煤层全厚的瓦斯预测孔,对煤与瓦斯的突出性进行预测。
⑷瓦斯预测孔各循环搭接长度不小于5m。
5.3.2煤层突出危险性预测采用钻屑指标法及瓦斯压力法进行判断,预测孔见煤后采用电煤钻打穿煤层,收集全部钻屑,按《防治煤与瓦斯突出细则》规定检测有关指标,判断突出危险。
5.3.3防突措施当预测煤层有突出危险时,采用钻孔排放瓦斯。
5.3.4防突效果检验煤层瓦斯在采用钻孔排放15~30天后,在隧道上导坑掌子面至少打2个检验孔,检验孔孔底应位于排放瓦斯范围内,在排放孔之间,采用与预测孔相同的方法进行测定,如判断煤层与瓦斯突出危险性在临界值以下,则认为排放有效,否则须延长瓦斯排放时间,增加排放孔数量或采取其它措施。
防突措施效果检验指标及临界值按《铁路瓦斯隧道技术规范》表6.4.2执行。
6.人员配备超前地质预报人员配备表7.设备配置超前地质预报主要设备配备表8.安全要求8.1隧道内做超前地质预报时,要清除掌子面危石,必要时可封闭掌子面;8.2 地质预报作业区设立警戒标志,防止交通事故;8.3 水平钻机钻孔探水时,要对是否探到地下水做出判断,如探到地下水不可轻易拔出钻杆,只有在明确水量不大时才可拔杆,且人员不可正对钻杆;8.4 确保按规程操作设备,杜绝因操作失误发生设备安全事故。
