超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

《超前地質(zhì)預(yù)報(bào)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)長(zhǎng)樂隧道施工中的應(yīng)用一、前言近幾年來(lái),在長(zhǎng)大隧道施工中,都加強(qiáng)了隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、判識(shí)工作，超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)作為必施工序納入到了作業(yè)循環(huán)當(dāng)中，并貫穿整個(gè)施工過(guò)程。根據(jù)不同類型的地質(zhì)問題和施工地質(zhì)分級(jí)，選擇不同的預(yù)報(bào)方法和手段，有疑必探、有水（泥）必治、強(qiáng)化探測(cè)、先探后掘也是當(dāng)前隧道施工中的根本要求。在新建洛湛鐵路長(zhǎng)樂隧道施工中,我們采用了以平導(dǎo)超前探測(cè)、TSP203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、紅外線探水和超前鉆孔等手段，對(duì)該隧道進(jìn)行了超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，并取得了顯著效果。二、工程概況新建洛湛鐵路長(zhǎng)樂隧道

2、進(jìn)口段起訖里程為D3K77+565~D3K80+850，長(zhǎng)度為3285米。隧道地處南嶺山脈中段，區(qū)內(nèi)地形起伏較大，絕對(duì)高程230～978ｍ，相對(duì)高差200～600ｍ。山脈走向與構(gòu)造走向近于一致，多呈東北走向。隧道上覆第四季全新統(tǒng)沖洪積、坡崩積、坡殘積粉質(zhì)黏土、卵石土、碎塊石土，出露基巖為石英砂巖、粉砂巖夾頁(yè)巖。區(qū)內(nèi)褶皺主要為牟江口倒轉(zhuǎn)向斜和五色漯倒轉(zhuǎn)背斜。隧道地表水不發(fā)育，小部分沿節(jié)理裂隙下滲成為地下水，地下水主要為賦存于第四季松散土層內(nèi)的孔隙潛水及基巖裂隙水，受地層巖性、地貌、構(gòu)造的控制，地下

3、水呈帶狀分布，主要含水層淺變質(zhì)石英砂巖、板巖裂隙發(fā)育，隧道施工中地下水主要線狀為主，隧道穿越的牟江口倒轉(zhuǎn)向斜地段巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，本隧道預(yù)測(cè)最大涌水量Ｑ＝35000ｍ3／ｄ。隧道炭質(zhì)板巖節(jié)理裂隙中有瓦斯及有害氣體溢出，預(yù)測(cè)相對(duì)涌出量0.00067ｍ3/Ｔ.ｄ。三、長(zhǎng)樂隧道主要的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法及手段1、實(shí)施地質(zhì)預(yù)報(bào)的目的通過(guò)綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，可以了解隧道開挖面前方圍巖的工程地質(zhì)情況、水文地質(zhì)情況以及瓦斯參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害和石質(zhì)變化，確定處理方案和調(diào)整支護(hù)參數(shù)，保證隧道安全順利

4、的掘進(jìn)，避免因水文地質(zhì)原因造成的損失。2、長(zhǎng)樂隧道采用的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法及實(shí)施表1各種預(yù)報(bào)手段施作的里程和作用序號(hào)預(yù)報(bào)手段應(yīng)用里程應(yīng)用目的備注1平導(dǎo)超前探測(cè)PDK0+000～PDK0+481D3K78+712～D3K80+300探測(cè)圍巖級(jí)別、含水情況、瓦斯設(shè)計(jì)平導(dǎo)及迂回平導(dǎo)2TSP203D3K77+565～D3K80+850探測(cè)圍巖級(jí)別、含水情況、全隧3HY-303紅外探測(cè)D3K79+500～D3K79+700探測(cè)圍巖級(jí)別、含水情況、牟江口倒轉(zhuǎn)向斜段4超前探孔D3K79+500～D3K79+70

5、0探測(cè)圍巖級(jí)別、含水情況、瓦斯牟江口倒轉(zhuǎn)向斜段中長(zhǎng)距離地質(zhì)預(yù)報(bào)短期地質(zhì)預(yù)報(bào)平導(dǎo)超前探測(cè)TSP203探測(cè)設(shè)計(jì)地質(zhì)情況分析紅外探測(cè)超前探孔探測(cè)超前探孔有異常無(wú)異常無(wú)異常增加超前鉆孔確定采取處理措施有異常發(fā)出預(yù)警繼續(xù)開挖2.1平導(dǎo)超前探測(cè)在隧道右側(cè)20米（正洞中線和平導(dǎo)中線間距）設(shè)計(jì)平導(dǎo)一座，平導(dǎo)長(zhǎng)481米，后因施工增加工作面需要，在對(duì)應(yīng)正洞里程D3K78+712～D3K80+300設(shè)置迂回平導(dǎo)（平導(dǎo)與迂回平導(dǎo)和正洞關(guān)系示意圖如下）。在施工過(guò)程中，平導(dǎo)超前正洞一般在300～400米左右。因平導(dǎo)和正洞的

6、間距較小，導(dǎo)洞內(nèi)的圍巖等級(jí)、巖層走向、巖層賦水情況和瓦斯?jié)舛然竞驼磧?nèi)相同。平導(dǎo)超前開挖，可以根據(jù)其洞內(nèi)情況，提前確定正洞開挖時(shí)需要注意的地段和需要采取的支護(hù)及加強(qiáng)支護(hù)的類型，防止出現(xiàn)滑塌、涌水、瓦斯突出等影響正常掘進(jìn)或造成不必要的損失。長(zhǎng)樂隧道迂回平導(dǎo)D3K79+966～D3K80+006（對(duì)應(yīng)正洞里程）開挖過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)該段圍巖為炭質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖夾頁(yè)巖，石質(zhì)破碎，極易引起掉塊或坍塌，巖層中少量含水，瓦斯?jié)舛壬仙?.02％。該段正洞開挖時(shí)，縮小了循環(huán)進(jìn)尺，增加了錨桿數(shù)量和格柵鋼架的數(shù)量，使開

7、挖工序得以正常循環(huán)。2.2　TSP203地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)圖1TSP探測(cè)原理地層或斷層入射波前反射波前震源檢波器檢波器隧道2.2.1　TSP原理、方法TSP方法屬于多波多分量高分辨率地震反射法。地震波在設(shè)計(jì)的震源點(diǎn)（通常在隧道的左或右邊墻，大約24個(gè)炮點(diǎn)）用小量炸藥激發(fā)產(chǎn)生。當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅綆r石波阻抗差異界面（如斷層、破碎帶和巖性變化等)時(shí)，一部分地震信號(hào)反射回來(lái)（圖1），一部分信號(hào)透射進(jìn)入前方介質(zhì)。反射的地震信號(hào)將被高靈敏度的地震檢波器接收。數(shù)據(jù)通過(guò)TSPwin軟件處理，便可了解隧道工作面前方地質(zhì)體的性

8、質(zhì)（軟弱巖帶、破碎帶、斷層、含水巖層等）和位置及規(guī)模。2.2.2儀器采用TSP203plus超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)。系統(tǒng)主要組成：①記錄單元：12道，24位A/D轉(zhuǎn)換，采樣間隔62.5μs和125μs，最大記錄長(zhǎng)度為1808.5ms，記錄帶寬8000Hz和4000Hz，動(dòng)態(tài)范圍120dB。②接收器（檢波器）：三分量加速度地震檢波器，靈敏度為1000mV/g±5%，頻率范圍為0.5～5000Hz，共振頻率9000Hz，橫向靈敏度＞1%，操作溫度0℃～65℃。③TSPwin2.0軟件：數(shù)據(jù)采集和處理集于一