BT3A四格隧道施工地质预报简报(第十期).doc

BT3A 四格隧道施工地质预报简报 第十期 隧道施工地质超前预报记录表隧道施工地质超前预报记录表 第 1 页 共 1 页 监控单位湖南科大工程检测中心 工程名称四格隧道左线 格龙端 委托单位厦蓉高速公路格都段总监办 设计单位中交第一公路勘察设计研究院监理单位 北京中交公路工程监理咨询 有限公司 施工单位贵州省桥梁工程集团总公司勘察单位 中交第一公路勘察设计 研究院 环境条件C 16 仪器设备 管理号 智能工程探测声波仪 HSP ZGS1610 3 预报时开挖 工作面里程 ZK118 710 开挖方法台阶式开挖 钻爆法 开挖工作面 地质素描及 测试布置 开挖工作面 地质描述 隧道走向 测试掌子面岩性主要为厚层灰 灰白色变余砂质 38 板岩 岩层产状为 129 20 掌子面岩体较完整 较破碎 呈微风化 岩质为较坚硬岩石 主要发育一组节理 节理产状为 223 132 节 理间距约为 3cm 延伸约 1 2m 面较平整 偶见有铁质充填 结构面 结合程度好 总体上 岩体较完整 自稳能力较好 预报人员 陈伟 关辉辉 复核人员 王齐仁 日期 2009 3 30 厦蓉高速公路 贵州境 榕江格龙至都匀段高速公路 第 BT3 合同段四格隧道 格龙端 施施工工地地质质预预报报简简报报 测试范围 ZK118 710 ZK118 770 SGSD JK 010 湖南科大工程检测中心 厦蓉高速榕江格龙至都匀段 BSJK3 项目部 2009 年 3 月 30 日 厦蓉高速公路 贵州境 榕江格龙至都匀段高速公路 第 BT3 合同段四格隧道 格龙端 施施工工地地质质预预报报简简报报 测试范围 ZK118 710 ZK118 770 项目负责 朱建群 技术负责 王志斌 报告编写 王齐仁 报告复核 朱建群 联系人及电话 朱建群王志斌E mail zhu jq wangzhibin1975 湖南科大工程检测中心 厦蓉高速榕江格龙至都匀段 BSJK3 项目部 2009 年 3 月 30 日 i 目 录 1 前言前言 1 2 工程概况工程概况 1 2 1 工程地质与水文地质条件 2 2 2 主要工程地质问题分析 3 2 3 超前预报的重点与难点 4 3 预报内容 原理及方法预报内容 原理及方法 4 3 1 预报内容 4 3 2 预报原理及方法 4 4 预报结果分析预报结果分析 5 4 1 左线 5 4 2 右线 7 5 结论及建议结论及建议 7 5 1 结论 7 5 2 建议 7 BT3A 四格隧道施工地质预报简报 第十 期 第 1 页 共 8 页 1 前言前言 监控组于 2009 年 3 月 30 日对四格隧道左线进行地质预报测试工作 主要预测 掌子面前方的不良地质情况 本次探测方法为 HSP 声波反射法 采用仪器系统为中 铁西南院研制的 ZGS1610 3 型智能工程探测声波仪及配套分析软件系统 通过对掌 子面前方岩体进行探测 并提出相应的建议措施 现场共布置测区 5 个 获取原始 记录波形 100 条 隧道进口左线掌子面里程为 ZK118 710 测试范围为 ZK118 710 ZK118 770 测试掌子面岩性图片见图 1 隧道施工进度见表 1 四格隧道左线掌子面情况见图 1 图 1 四格隧道 ZK118 710 掌子面岩性情况 2009 年 3 月 30 日 四格隧道左线施工进度如下表 表 1 隧道施工进度表 左线 截止 2009 3 30 上次预报里程范围ZK118 686 ZK118 714 28m 本次预报里程范围ZK118 710 ZK118 770 60m 掌子面里程ZK118 710 掌子面 开挖进尺 220m 下断面开挖里程ZK118 600 下断面开挖 长 度 110m 下断面距掌子 面距离 110m 二衬里程ZK118 490 二衬施做 长 度 0m 二衬距掌子面 距离 220m 备注 四格隧道左线洞口里程 ZK118 490 BT3A 四格隧道施工地质预报简报 第十 期 第 2 页 共 8 页 2 工程概况工程概况 四格隧道位于 BT3 施工标段 为一座上 下行分离的四车道高速公路隧道 隧 道左线起讫桩号 ZK118 490 ZK118 790 长 300m 其中明洞长 16 米 右线起讫 桩号 ZK118 480 ZK118 805 长 325m 明洞 12 米 根据设计资料 隧道左线最 大埋深 107 15 米 隧道右线最大埋深 113 98 米 属浅埋式短隧道 隧道 V 级围岩 232 米 占隧道总长度的 37 12 IV 级围岩 393 米 占隧道总长度的 62 88 从 总体上看 该隧道围岩级别以 IV 级为主 2 1 工程地质与水文地质条件工程地质与水文地质条件 四格隧道隧址位于黔东南州榕江县三江乡四格村四格寨 穿越一山体 隧址区 地貌形态属强烈剥蚀切割的低山区 隧道进出口为斜坡 进洞口自然坡度值为 26 48 出洞口自然坡度值为 42 59 隧道穿越近南北走向的山岭 纵向地形中间 高 两侧低 地形起伏大 相对高差多达 128 70 米 山体冲沟较发育 多纵向分布 呈条状 以降水和地表出露的泉水补给为主 向洞口两侧低洼处径流 随着高差的 降低 水量增大 根据勘察资料 隧址区地层主要为第四系松散土类及前震旦系上板溪群浅变质 岩 工程地质与水文地质条件具体描述如下 1 地层岩性 从上至下 地层岩性主要为 1 第四系 Q 第四系残坡积 Q4e1 d1 亚粘土 黄褐色 主要由粘粒和粉粒组成 其间含板 岩碎石 主要为红色和灰色板岩碎块 粒径为 20mm 160mm 含量为 10 30 呈 亚棱角状 通过钻探揭露该层厚度为 0 50 2 40m 隧址区均有分布 2 前震旦系 P 四格隧道 ZK118 490 ZK118 540 主要为前震旦系上板溪隆里组一段变余砂岩 黄绿 浅灰色 主要由长石 石英 云母等矿物组成 变余中细粒结构 中厚层状构 造 钙质胶结 裂隙较发育 岩体破碎至完整 按风化程度不同可分为强风化 弱 风化和微风化 产状 124 50 四格隧道 ZK118 540 ZK118 790 为前震旦系上板溪群清水江组 Ptbnbq 砂质板 岩 深灰色 主要由绢云母 绿泥石 石英等矿物组成 裂隙较发育 岩体破碎至 BT3A 四格隧道施工地质预报简报 第十 期 第 3 页 共 8 页 完整 按风化程度不同可分为强风化 弱风化和微风化等三个风化带 产状 124 50 2 地质构造 隧址区地质构造属摆货坡背斜南东翼 构造线总体上呈北东 南西向展布 整体 稳定 总体地质构造较为简单 摆货坡背斜 两翼及核部均出清水江组 Ptbnbq 组成 轴线走向 25 褶皱长 25km 以上 宽 2 0km 岩层倾角北西翼倾角 43 56 南东翼倾角 45 59 核部位 于 ZK121 900 与线路呈大角度相交 3 节理 受区域应力的长期作用 主要来自近西向 沿线岩体节理较为发育 主要有以 下两组裂隙 裂隙组 289 32 隙间间距 0 60 1 30m 延伸 5 00 10 00m 隙宽 2 5mm 少量红褐色铁质氧化物浸染 裂隙组 6 81 隙间间距 0 80 2 50m 延伸大于 10 00m 隙宽 3 6mm 少量红褐色铁质氧化物浸染 4 水文地质条件 1 地下水类型 由于隧址区第四系松散层层厚较薄 其孔隙水不发育 地下水类型以基岩裂隙 水为主 含水岩石主要为砂质板岩和变余砂岩 受长期风化作用及构造裂隙影响 岩体裂隙发育 分风化裂隙水和构造裂隙水 总体上岩体裂隙发育且较破碎 对地 下水补给有利 因此基岩裂隙水含量较丰富 2 地下水的补给 径流 排泄 地下水补给主要靠大气降水的垂直入渗 顺地形由高处向低处或冲沟等径流排 泄 在冲沟附近 地下水受地表水入渗补给 地表水与地下水存在补排关系 有水 力联系 基岩裂隙水分布于基岩风化带和构造裂隙带 山地斜坡一般为地下水的补 给径流区 河床沟谷为排泄区 径流条件受风化 构造裂隙发育程度的控制 含水 性 富水性不均匀 2 2 主要工程地质问题分析主要工程地质问题分析 隧址区内存在的主要工程地质问题有 BT3A 四格隧道施工地质预报简报 第十 期 第 4 页 共 8 页 1 隧道进出口浅埋段长 100 多米 隧道埋深浅 0 30m 拱顶以上岩体破碎 松散 风化严重 隧道施工易发生拱顶塌方形成地表漏斗 2 环境工程地质问题 隧道工程施工扰动地表土体 并形成人工边坡 会造成 新的水土流失以及滑坡等地质灾害 隧道工程有大量弃土弃渣 废弃物虽无毒无害 但堆积物破坏了自然地貌景观 将改变局部范围内的地表水及地下水径流条件 可 能会造成水土流失 这些都造成一定的环境工程地质问题 3 开挖安全及支护稳定性问题 由于岩体破碎带发育 因此开挖安全及支护稳 定性问题必须引起足够重视 2 3 超前预报的重点与难点超前预报的重点与难点 由于贵州山区特有的地形地势条件 导致地质勘察资料不详尽 尤其对围岩级 别鉴定存在一定的缺陷 再加上隧道作为地下工程的独有特点 因此 预报的重点 在于对掌子面前方地下水与岩体破碎带 难点是地下水预报 3 预报内容 原理及方法预报内容 原理及方法 3 1 预报内容预报内容 1 提供开挖工作面前方的建议围岩类别 2 不良地质体预报 预报开挖工作面前方可能出现的地质断层 岩脉 岩体 破碎带等地质情况 3 开挖段前方的水文地质条件和可能的涌水预报 4 其它不良地质体 带 位置预报 3 2 预报原理及方法预报原理及方法 该方法和地震波探测原理基本相同 其原理是建立在弹性波理论的基础上 传 播过程遵循惠更斯 菲涅尔原理和费马原理 本方法探测的物理前提是岩体间或不同 地质体间明显的声学特性差异 测试时 在隧道施工掌子面或边墙一点发射低频声 波信号 在另一点接收反射波信号 采用时域 频域分析探测反射波信号 进一步 根据隧道施工掌子面地质调查 地面地质调查及利用一隧道超前施工段地质情况推 测另一平行隧道施工掌子面前方地质条件的预报方法 便可了解前方岩体的变化情 况 探测掌子面前方可能存在的岩性分界 断层 岩体破碎带 软弱夹层 以及岩 溶等不良地质体的规模 性质及延伸情况等 本次地质超前预报采用了 ZGS1610 3 型智能工程探测声波仪 ZGS1610 3 型智 BT3A 四格隧道施工地质预报简报 第十 期 第 5 页 共 8 页 能工程探测声波仪主机 系统最小分辩时间为 100ns 幅度分辩 16Bit 记录长度 32K 最大量程 5V 四通道 发射 同步接收 量程等参数调节 数据传输等全部 由便携式计算机通过 USB 接口对主机实施控制 如图 2 所示为 ZGS1610 3 智能工 程探测声波仪检测系统 ZGS1610 智能工程探测声波 仪 中铁西南院研制 主机 发 射 换能器 接 收 换能器 便携式计算机 控 制 图 2 ZGS1610 3 智能工程探测声波仪探测系统 HSP 声波反射法地质超前预报软件采用 ZGS1610 3 型智能工程探测声波仪现场 采集软件 与该仪器采集数据匹配的专用反射谱分析和反射子波分析软件 结合地 质调查方法 实施 以地质法为基础的 以 HSP 声波反射法为主要手段的综合物探 技术 确保了探测的快速 资料的准确和分析结果的可靠 现场测试方法采用通道触发一发一收的方式进行 用大锤敲击木桩作振源触发 换能器 另一个换能器同时接收信号 信号采集和数据储存都通过便携式计算机控 制 每一测区都重复进行十次测试 掌子面测试时 接收换能器距触发换能器 20 300cm 实际测试距离应根据掌子面现场条件具体确定 4 预报结果预报结果分析分析 4 1 左线左线 图 3 为左线 ZK118 710 掌子面测试典型波形图 BT3A 四格隧道施工地质预报简报 第十 期 第 6 页 共 8 页 图 3 四格隧道左线 ZK118 710 掌子面测试典型波形图 测试岩体平均声波速度为 2800m s 对现场采集原始波形曲线进行时域和频域分析 图 4 为时域和频域分析成果图 分析结果见表 2 BT3A 四格隧道施工地质预报简报 第十 期 第 7 页 共 8 页 图 4 四格隧道进口左线 ZK118 710 里程探测时域和频域分析成果图 表 2 HSP 分析结果表 测试范围 长度 m 探测结果 ZK118 710 ZK118 72616 基本维持掌子面现有状况 岩体较完整至较破 碎 微风化 节理裂隙较发育 岩石新鲜 坚硬 岩体稳定性较好 建议围岩级别总体为 级 ZK118 726 ZK118 75024 岩体完整一般 强 中风化 节理裂隙较发育 岩石较坚硬 较新鲜 岩体稳定性总体较好 建议 围岩级别总体为 V 级 ZK118 750 ZK118 77020 岩体完整性逐渐减弱 强 中风化 节理裂隙发 育 可能伴有少量裂隙水出露 岩体稳定性较好 建议围岩级别总体为 V 级 4 2 右线右线 右线未达上次测试里程 故未进行超前预报 BT3A 四格隧道施工地质预报简报 第十 期 第 8 页 共 8 页 5 结论及建议结论及建议 5 1 结论结论 目前掌子面前方 60m 范围内主要为灰 灰白色变余砂质板岩 以厚层