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隧道超前地质预报及监控量测技术(1)课件

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隧道超前地质预报技术PPT课件

隧道超前地质预报技术PPT课件
我标段工区隧道加深炮孔探测工作由现场施工作业人员施作 ，现场技术人员要全程进行旁站，并做好钻孔记录，填写钻孔记 录表，对记录内容进行分析整理，了解掌子面前方地质情况，指 导现场正常施工。
2、加深炮孔探测
2、加深炮孔探测
2、加深炮孔探测
隧道加深炮孔记录表
施工单位：中铁十二局集团有限公司京沈客专辽宁段TJ-2标项目经理部一工区
通过超前地质预报的检测，判定隧道暗洞开挖面前方隐伏断 层及破碎带、岩溶规模准确定位和评价，采取准确而有效的防治 工作，不仅可以减少隧道塌方、突泥等灾害的发生、加快施工进 度，并根据现场预报结果，及时调整或修正围岩级别、设计参数 及施工方法，正确指导现场施工。
二、超前地质预报方法及实例讲解
根据隧道具体工程地质问题和开挖的实际情况，制定超前 地质预报工作的原则，其原则和方法是：
1、地质调查法（隧道地表调查及地质素描）
2）隧道内地质素描 隧道内地质素描是由专业地质人员对隧道及其辅助坑道的
工程地质、水文地质特性进行详细的地质素描，是隧道开挖后
及时记录隧道洞身和掌子面地质情况的一种方法。该方法用于 各种地质条件下的隧道超前地质预报
主要将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、 地下水出露位置及出水状态、出水量、溶洞等准确记录下来并 绘制成图表，包括开挖工作面（掌子面）地质素描和洞身地质 素描。主要包括下列内容： ①开挖工作面地质素描，主要描述工作面立面围岩状况。 ②洞身地质素描是对隧道拱顶、左右边墙进行的地质素描，直 观反映隧道周边地层岩性及不良地质体的发育规模、在空间上 对隧道的影响程度等，通过隧道地质展示图形式表示。
隧道超前地质预报技术
课件目录
一、超前地质预报目的 二、超前地质预报方法及实例讲解

地下工程监测与检测技术第七章 隧道超前地质预报技术PPT课件

地下工程监测与检测技术第七章 隧道超前地质预报技术PPT课件

二.隧道超前地质预报方法的分类
按预报方法手段分类可分为地质分析预报法、地球物理探 测法以及超前水平钻探法。
按预报空间位置分类，常见为有洞内与洞外预报。其中， 洞外预报又包含地面地质调查和高密度电法；洞内预报又包含 掌子面地质调查、TSP探测、超前水平钻探、地质雷达探测等。
按预报距离分类，可分为长距离、中距离与短距离预报。 其中长距离预报多采用地面地质调查、高密度电法等；中距离 预报多采用TSP地震反射波法等；短距离预报多采用掌子面地质 调查、地质雷达、红外探测、超前钻探法等。
①高密度电法的基本原理
不同岩层或同一岩层由于成分和结构等因素的不同，具有不同的电阻 率。通过接地电极将直流电供入地下，建立稳定的人工电场，在地表观测 某点垂直方向或某剖面的水平的电阻率变化，从而了解岩层分布或地质构 造的特点。从理论来说，在各向同性的均质岩层中测量时，无论电极装置 如何，所得的电阻率都应相等，即为岩层的真电阻率。但在实际工作中， 所遇到的地层既不同性、又不均质或地表起伏不平，所得电阻率则称为视 电阻率，是不均质体的综合反映。对于某一确定的不均匀地电断面，若按 一定规律改变装置大小或装置相对于电性不均匀体的位置，在此过程中测 量和计算视电阻率值，发现测得的视电阻率值按照一定规律变化，进而探 查和发现地下导电性不均匀体的分布，达到预报前方地质灾害的目的 .
③测试方法
Ⅰ、确定探查深度和测线长度 在电极排列布置前进行探查深度设计。随着电极间距的增
加，测量精度降低。因此，设计探查深度H应约为探查目标体 深度h的1.5倍，在现场条件允许的情况下，取2倍为最佳。测 线的总长L应为探测区域的分布长度D加上两侧各H／2(探查深 度的一半)的长度。
Ⅱ、测线布置 测线网布置应根据任务要求、探测方法、被探测对象规模、埋

隧道监控量测 ppt课件

隧道监控量测 ppt课件
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3、量测数据的应用
从维护围岩稳定性和支护系统的可靠性出发，现场测试人员关心
围岩变形量的大小，是否侵入隧道设计断面的限界，是否对施工人员 的安全构成威胁。以便及时调整设计参数和进行施工决策。 1）初期支护阶段围岩稳定性的判据和施工管理 ⑴根据最大位移值进行施工管理 a.当量测位移U小于Un/3，表明围岩稳定，可以正常施工。 b.当量测位移U大于Un/3并小于2Un/3时，表明围岩变形偏大，应密切 注意围岩动向，可采取一定的加强措施，如加密、加长锚杆等措施。 c.当量测位移U大于2Un/3时，表明围岩变形很大，应先停止掘进，并 采取特殊的加固措施，如超前支护、注浆加固等。
刻的值Xt，则t时刻的周边收敛值Ut即为的两次读数差。即
Ut＝L0－Lt＋Xt1－Xt0
式中：L0——初读数时所用尺孔刻度值；
Lt——时刻时所用尺孔刻度值； Xt1——时刻时经温度修正后的读数值，Xt1＝Xt＋εt Xt0——初读数时经温度修正后的读数值，Xt0＝X0＋εt Xt——时刻量测时读数值； X0——初始时刻读数值； εt——温度修正值；εt＝α（T0－T）L α——钢尺线膨胀系数； T0——鉴定钢尺的标准温度， T0 =20℃ T——每次量测时的平均气温； ppt课件 L——钢尺长度。
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第二节选测项目
1、围岩内部位移量测 1）隧道围岩内部位移量测的主要目的是： ⑴了解隧道围岩的径向位移分布和松弛范围。 ⑵判断开挖后围岩的松动区、强度下降区以及弹性区的范围。 ⑶根据实测结果优化锚杆参数，指导施工。 2）量测仪器：多点位移计 3）测量原理
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差别。 ⑵隧道在开挖支护成形运营的过程中，自始自终都存在受力

隧道施工地质超前预报课件

隧道施工地质超前预报课件
成本与效益平衡
地质超前预报技术的研发和应用需要投入大量的人力、物力和财力， 如何在保证预报效果的同时降低成本是实际应用中需要解决的问题。
未来发展方向
技术创新与突破
未来研究应致力于突破现有技术的局限性， 提高预报精度和范围，满足更复杂的地质条 件预报需求。
智能化与自动化
利用人工智能、机器学习等技术实现地质超前预报 的智能化和自动化，提高预报效率和准确性。
03
强化现场勘察
通过改进数据处理算法，减少干 扰因素，提高地质数据的识别精 度。
在施工前进行详细的地质勘察， 收集丰富的地质资料，为超前预 报提供更准确的基础数据。
加强技术培训与交流
定期组织技术培训
01
针对隧道施工地质超前预报的相关技术进行培训，提高技术人
员的技术水平。
开展技术交流活动
02
组织技术交流会议或论坛，促进技术人员之间的经验分享和技
术创新。
建立技术资料库
03
整理和归纳相关技术资料，方便技术人员查阅和学习。
完善相关法规与标准
制定严格的行业标准
制定隧道施工地质超前预报的行业标准，规范 技术应用和操作流程。
完善相关法规
制定和完善相关法规，明确各方责任和义务， 保障隧道施工安全和质量。
建立质量监管机制
建立有效的质量监管机制，对隧道施工地质超前预报的质量进行监督和评估。
隧道施工地质超前 预报课件
contents
目录
• 隧道施工地质超前预报概述 • 隧道施工地质超前预报技术 • 隧道施工地质超前预报应用案例 • 隧道施工地质超前预报的挑战与展望 • 隧道施工地质超前预报的实践建议
01
CATALOGUE
隧道施工地质超前预报概述

隧道超前地质预报的方法ppt课件

隧道超前地质预报的方法ppt课件
钻探深度应达到路肩设计高程以下2~3m，遇到溶
洞、暗河及其他不良地质时，应适当加深。
.
12
第1节 初步勘探搜集资料
3.钻探过程中遇到地下水，应做好水位记录和观测工作， 探明含水层的位置和厚度，并取样做水质分析，判明对 混凝土的侵蚀性。
4.为了解隧道通过的岩、土的力学性质，应取代表样品进 行试验。
5.对有害矿体和气体，应取样做定性、定量分析。
应对掌子面及掌子面附近开挖段进行详细观察。首 先从岩性、岩体完整性、出水量大小等方面进行大 范围、前后左右对比，宏观把握地层岩性等的变化。 对于地层颜色、软硬程度、节理裂隙发育状况、出 水量与周围岩体发生明显差异的部位，进行重点详 细观察，通过手触、锤击、采集样本详细观察查明 差异的性质，分析造成差异的原因。
明明洞基地的工程地质条件。
（8）查明横洞、平行导坑、斜井、竖井等的
工程地质条件。 .
4
第1节 初步勘探搜集资料
成昆铁路的“一线 天”周围地形地貌
.
5
第1节 初步勘探搜集资料
2.地形地貌调查 主要是查明隧道通过地段的山体自然情况。
隧道平面图
.
6
第1节 初步勘探搜集资料
3.地层、岩性调查 要查明隧道通过地段的地层时代、地
隧道超前地质预报
主要内容： 1 初步勘探搜集资料
2 地质素描
3 地质超前预报常见方法
第1节 初步勘探搜集资料
一、工程地质调查测绘
1.工程地质技术规范的总要求 （1）查明隧道通过地段的地形、地貌、地层、
岩性、构造。
（2）查明隧道是否通过煤层、膨胀性地层及 有害矿体等。
（3）查明不良地质、特殊地质对隧道通过的 影响，特别是对洞口的位置及边坡、

偏压小净距段隧道的超前地质预报及监控量测

偏压小净距段隧道的超前地质预报及监控量测
置 ， 间 排 距 １０ ． ｍ×１ ｍ；Ｉ８ 拱 架 支 撑 ，纵 向 间 距 ． ０ １钢 ７ｃ ０ ｍ；仰 拱 开 挖 后 喷 Ｃ ５ 凝 土 ２ ｃ ２混 ４ｍ；二 次 衬 砌 现 浇 Ｃ２ 钢 筋混凝 土 ，厚度 为４ ｃ ５ ５ｍ。
Ｚ ＋ ０ 段 雷达 反射较 弱 ，反射波 振较 小 ，综 合推 断该 Ｋ６ ３ ７ 段 围岩较 破 碎 ，节理 裂 隙较 发 育 ，呈镶 嵌碎 裂 状 结 构 ， 围岩稳 定性较 差 ，围岩 等级 综合 推断 为ｖ 。 级
福 建省 高速 公路 建 设过 程 中 ，已经将 隧道 超 前地 质 预 报和 监控 量 测工 作纳 入专 题 开展 ，由业 主单 独 委托 具
有相 应 资质 的单 位 单独 进行 ，服 务隧 道 的施 工。
本 文以 西焙岭 隧 道 为背景 ，通 过偏 压 小净 距段 的超
前地 质 预报 和监 控 量测 ，证 明超 前地 质预 报和 监控 量 测 工作 在预 测 围岩 稳定 性方 面 的有效 性 ，体现 了 超 前地 质
护 ，环 向 间 距４ ｃ ０ ｍ，长 ４５ ．ｍ，１ 。 ；初 期 支 护 为 喷 ５角 Ｃ５ ２ 早强 混 凝 土 ，厚 度２ ｃ ６ 筋 网 ，间 距 ２ ｃ ４ｍ； 钢 ０ ｍｘ ２ｃ ０ ｍ；拱 部 及 边 墙 设 置 ‘ ５ 杆 ，长 ３５ ，梅 花 形 布 Ｐ 锚 ２ ． ｍ
ＭＨｚ 的屏 蔽 天线 ，探 测 时 掌 子 面 的 里 程 桩 号 为 Ｚ ＋ Ｋ６
２ ７，掌 子 面 上 共 布 设 ２ 水 平 测 线 （ 、低 各一 条 ） ８ 条 高 ， 其 中 ，掌子 面地 质情 况请 参见 图２ 。
力 状 态 的 监 测 ，以 验 证 支 护 结 构 是 否 具 有 足 够 的 安 全

隧道地质超前预报技术-ppt

隧道地质超前预报技术-ppt
0.26MPa，预测涌水量为3000方/ 小时。
云雾山隧道“617、526溶腔”突
水涌砂：2008年7月21日，隧道出口 DK245+645超前探孔时发生突水涌
砂，瞬间涌水量达780方/小时，涌
砂约1000方，涌水造成Ⅰ线淹井 1035m、Ⅱ线淹井710m。
8月26日完成抽水及清砂。
9月6日，10#横通道超前探孔时 又发生突水涌砂，再次造成淹井。
齐岳山隧道出口F11断层超前探孔涌水
齐岳山隧道出口PDK366+195高压水
2004年5月31日，齐岳山隧 道平导施工至PDK361+870处，采
用超前炮眼孔进行超前探测时，
探孔中射出高压水，射程5m，单 孔涌水量60方/小时。 随后加强探测：前方发育充 水溶槽，溶槽由左上向右下发育，
最大宽度12m。测试水压力为
2007年8月4日晚，野三关隧道出口I线DK124＋
602掌子面爆破、排险后正常出碴，5日凌晨0:57分，
出碴接近尾声时，装载机司机突然发现掌子面后右
侧向上涌水，随即撤离出井报警。 之后，突发大规模突水突泥，峰值涌水量30万 方/小时，持续30分钟后稳定，总突水量15.1万方， 突泥石5.35万方。
位置、产状和规模;
通过地质界面、地质体投射技术求得其穿过隧道
的位置、规模等,从而对整座隧道的工程地质状况有
一个宏观的把握,并确定预报的重点区段。
Site Geology investigation
(现场地调查)
Geology investigation
隧道施工掌子面地质素描是超前地质预报 技术中最基本的一种方法,可根据掌子面的地质 变化趋势来推测前方地质情况。
等，评判其危害程度，提出施工方案对策。
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隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
二、地质综合分析基本要求
（4）综合判译各种物探成果，避免多解性影响， 提高预报的准确性； （5）对工程重点洞段的地质综合分析成果，及 时提交报告，并针对施工提出合理化建议。
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
目录
1 前言 2 地质综合分析基本要求 3 地质综合分析主要方法 4 地质综合分析实施要点 5 结束语
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
三、地质综合分析主要方法
地质综合分析是系统性的工作，工程性质、工程 区基本地质条件决定手段和方法。
主要方法
地质分析法 物探法 水平钻孔法
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
三、地质综合分析主要方法
1、地质分析法
最基本的方法 。 对物探和钻孔超前探测资料的任何解释和应用，都 离不开施工过程中观测和收集的地质判断 。
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
三、地质综合分析主要方法
1、地质分析法
在实施地质分析法的过程中，使用的方法主要有： 1）地质投影法 2）地质层序法 3）工程地质类比法 4）地质编录法
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
三、地质综合分析主要方法
2、综合物探法
物理探测技术的发展
优点:直观、高效、 缺点：反映某种物理现象 对物理现象反映出的异常进行定性、定量鉴别，则是物 探方法的关键 。
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
YK84＋968～YK84＋972里 程存在水平强反射同相轴， 推测该处围岩存在节理蚀变 带或破碎带，并含有一定基 岩裂隙水，施工时应注意， 并应控制进尺和炸药量。
YK84＋948～YK84＋978地质雷达波形图
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
现场照片 右线YK84＋968～YK84＋972里程段
在YK68+391～YK68+388里 程即掌子面前方6～9米的 范围内, 存在两条由左向 右逐渐变浅的强反射面， 判断为掌子面顶部倾向掌 子面前方的构造破碎带与 隧道的两次相交位置，破 碎带内节理裂隙发育，含 水量大，局部存在股状水 流。
右线出口YK68+397～YK68+372里程段波形图
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
地震波反射法（TSP/TGP）
TSP/TGP测量原理图
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
实例3 黔桂铁路扩能改造工程第六标（成都局）定水坝隧道
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
• TST法
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
一、前言
铁路、公路工程、水利水电中新建隧
道 工程规模越来，而越这宏些大隧道工程都具有 的共同洞特径点大，、且往埋往藏地深表、地洞势线险长要，洞线通过的
地质条件复杂。
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
一、前言
勘察设计阶段的工作重点往往关注的是，与工程的安全、 稳定、经济、运行特点相关的主要地质条件 ，而对于影响 局部施工的小的、局部的地质情况在受自然条件、勘察技 术、经济问题的局限勘察设计阶段一般都不要求详细查明。
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三、地质综合分析主要方法
2、综合物探法
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地质雷达法
地质雷达工作原理示意图
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地质雷达
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雷达测试
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实例1 某隧道右线YK84＋948～YK84＋978里程段的超前地质
预报中（FD－MT－R17， 2007-08-29），指出围岩YK84＋ 968～YK84＋972里程段存在节理蚀变带或破碎带，含有一定 基岩裂隙水，并建议施工时应控制进尺和炸药量。
开挖结果表明，此段围岩存在较明显的节理蚀变 带，且含水量较大，出现水如雨下的情况。
三、地质综合分析主要方法
3、超前探孔法
超前探孔是地质综合分析最直接的手段，它通过 钻探取心编录，对掌子面前方探孔揭露出的地层岩性、 构造、围岩类别、含水性、岩溶洞穴等的位置、规模 能做出较准确的判断。
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
三、地质综合分析主要方法
3、超前探孔法
优缺点
属直接揭示法，特别是取芯超前钻孔法，一目了然。 占用隧道施工掌子面时间长。费用高。 可以起到探水的作用，但如无防突装置或防突装置质量出现 问题，遇高压水时具有极大的风险性。 探测结果只是一孔之见。 遇软弱、岩溶岩层取芯困难。 富水区、高压富水区实施超前钻孔，应安装防突水装置，亦 可安装孔口管，接上高压球阀、连接件和压力表，进行耐压试 验。
1 前言 2 地质综合分析基本要求 3 地质综合分析主要方法 4 地质综合分析实施要点 5 结束语
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
二、地质综合分析基本要求
地质知识和物探知识、隧道工程实践经验。
具体工作中要求：
（1）收集分析前期地质勘察报告及设计文件，编写 宏观预测地质分析报告；
（2）施工过程中随工程进展及时收集洞内开挖段地 质资料； （3）及时归纳汇总地质、物探、钻孔探测资料， 逐步完善充实综合图件内容；
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
一、前言
但一些局部的、分散的、随机的不良地质洞段却是施工 最大的安全隐患，主要表现为隧道施工中塌方、突水、涌 泥、岩爆、有害气体等地质灾害。
隧道施工超前地质预报根据隧道工程特点，以 地质分析为主线，结合物探手段综合运用。
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目录
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)

实例2 某隧道右线出口YK68+397~YK68+388里 原设计围岩
级别为Ⅲ级，无断层存在； 预报围岩级别为IV级偏下～V级。建议对此段围岩按V
类复合式衬砌施工，并应特别加强锚杆超前支护以防止拱顶 和侧墙发生掉块、塌方事故。
预报结果经开挖证实。
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
北京中交桥宇科技有限公司
隧道超前地质预报综合分析及 监控量测技术
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
第一部分 隧道超前地质预报综合分析技术
隧道超前地质预报及监控量测技术(1)
第一部分 隧道超前地质预报综合分析技术
1 前言 2 地质综合分析基本要求 3 地质综合分析主要方法 4 地质综合分析实施要点 5 结束语