隧道超前地质预报作业指导书.doc

超前地质预报作业指导书1 适用范围适用于新建兰新铁路第二双线兰州至西宁段站前工程LXS-1标段隧道超前地质预报的施工。2目的开展综合超前地质预测预报，查明隧道破碎带等不良地质情况，确保隧道安全通过。3 编制依据客运专线铁路隧道工程施工指南（TZ214-2005）兰新铁路施工图设计文件4.作业准备隧道围岩是复杂多变的，不良地层结构会导致隧道坍塌，涌水等事故的发生，为了保证隧道安全施工和工程质量，在设计勘察资料和理论分析的基础上，应将超前地质预测预报纳入正常施工工序中，作为隧道信息化施工的重要组成部分。5.技术要求 根据地质复杂程度分级，对不同地段进行地质预报分级，不同类型和级别的地段采用不同的预报方法。6.施工方法6.1地质素描开挖后通过对围岩类别、岩性的判断，围岩风化程度、节理裂隙、产状、断层分布和形态，地下水等工程地质及水文地质情况进行观察和测定后，绘制剖面、平面地质素描图，并结合超前地质预测、预报资料来判断前方地质情况，据以指导施工。6.2地质雷达探地雷达用于浅层地质结构、构造、岩性、物性检测的新技术。它以超高频脉冲电磁波为震波，多以自激自收的形式，可采用连续、间断两种方式探测地下介质分布的一种地球物理勘探方法。具有快速、无损、连续检测、实时显示等特点。用于探测地下十几米深处内的地层介质分布、目标详查、缺陷检测、病害调查等。电磁波通过天线向地下发射，遇到不同阻抗介面时将产生反射波和透射波。接收机利用分时采样原理和数据组合方式，把天线接收的信号转化为数字信号，主机系统在将数字信号转化为模拟信号或彩色线迹信号，并以时间剖面的形式显示出来，供人判释。它主要配合地震反射法，通过测定与岩溶含水性有关的介电常数的变化探测充水的地质体，如含水的断层、岩性界面和溶洞等。它对隧道底板、边墙、隧顶外围岩的不良地质探测效果最好。隧道衬砌检测时雷达天线紧贴隧道衬砌表面，按所需测线连续滑动，可采用打标和测距两种方式进行定位，空间采样率由系统设置和天线滑行速度确定，雷达主机实时记录每个测点的时距曲线，即时间深度和振幅值，汇集不同测定的时距曲线就构成了一条雷达剖面。6.3TSP地震波法TSP其原理是通过小药量爆破所产生的地震波信号沿隧道左侧或右侧以球面波的形式传播，岩层中存在的断层或性质不同的岩层界面将使波的传播发生某些变化：一部分信号在其处发生反射，反射回的信号被高精度的接收器接收，而其它信号继续向前传播。若声波在岩石中的传播速度已知，通过分析反射声波所需的时间，就可以计算出不连续界面的具体位置。最终显示屏上会显示出断层与隧道轴线相交所呈现的角度及距掌子面的距离。6.3.1施工准备（1）确定TSP测量剖面：从已开挖的隧道断面确定岩层走向，一般炮孔布置在断层与侧帮首先相交的一侧；若地质情况特别复杂，最好两侧帮都布置炮孔。（2）测量剖面坐标系的确定：接收器距掌子面的距离一般为55米，X方向与隧道轴线平行，三维坐标以左手法则确定。可将零点固定在接收器位置，基准面高出底板11.5米。（3）孔位标定：接收器距第一个炮孔1520米；各炮孔相距1.52.0米，距离可小不能大。炮孔一般为24个，最少不得少于18个。X轴与炮孔同侧。6.3.2钻孔（1）接收器钻孔：数量2个，两帮对称布置，距离地面1米，孔径为4345mm，孔深小于2米。用环氧树脂固结时上仰510，用水泥固结时下倾10。（2）爆破钻孔：数量24个，特殊情况下不得少于18个，距离地面1米，孔径2045mm，孔深0.82.0米，一般为1.5米，下倾1020。（3）孔位标定：钻孔完成后，用附件箱中的水平测量仪和钢卷尺量取孔口与隧道轴线、里程的相对位置，钻孔的斜度、深度，并换算成三维坐标值输入电脑中。6.3.3安装套管（1）试孔：将没有拆封的四方圆角钢管插入孔内，以能自由转动为准，否则需扩孔。（2）插管：准备好适配器，适配器一段为六棱孔，另一端为四方形孔与通用钎尾焊为一体，长度不大于0.7米。孔内装入锚固剂（树脂或砂浆），插入套管（有字的方口朝外）。接开管口护盖，依次安装连接器（一段为六棱柱，另一端为四方柱）、适配器、风钻。（3）锚固：迅速用连接器的手柄调整套管，使管口的V形槽口连线呈水平线，标groove朝向掌子面，盖好管口护盖，在此期间不得扰动套管。（4）标定：约510min后锚固剂凝固，用水平测量仪和钢卷尺测出套管的斜度（上仰为-，下倾为+）、孔口三维坐标，将各参数输入电脑。6.3.4安装接收器（1）檫洗套管：揭开管口护盖，在清洁杆或测试器杆的垫圈上喷涂清洁液，捅入套管内檫洗干净。（2）连接接收器：整个操作过程要小心、谨慎。打开包装箱，接收器由三节长670mm的杆体组成，可以边插边连接。传感器似四棱纺锤形，与套管内壁密贴，插入套管时圆形（黑色）磁铁朝向掌子面。推入一定深度后，轻轻连接延长节，先连电缆芯，后拧紧连接套。同样连接好后座部分。6.3.5系统安装（1）在接收器附近选择合适的操作地点，用配套电缆将记录单元与接收器连接；记录单元与触发盒连接；触发盒与起爆器连接；从起爆器牵出两根带线夹的引爆导线。（2）启动记录单元：按下控制面板上标有电源的黑色按钮，电源指示灯亮；橙色控制灯也亮一会儿，表示整个装置运行状态正常。（3）噪声检测：在每组爆破记录开始时，启动电脑进入环境，双击TSPWIN图标即启动程序，噪声检测会自动进行。6.3.6装药和封孔（1）测试正常后开始装药，每孔装硝铵乳化炸药100g，8#瞬发电雷管引爆。（2）装药后向炮孔内灌水密封，发出警戒命令，连接雷管引线与起爆导线。6.3.7起爆与数据采集（1）启动笔记本电脑进入界面的噪声检测对话框，控制面板上准备爆破的绿色信号灯发亮，同时触发盒和起爆器上的绿色信号灯也发亮。（2）逆时针转动起爆开关充电，待红灯亮时再次发出警戒命令，爆破点有回应好时，顺时针转动起爆开关，炸药爆炸，记录单元立即启动，绿灯熄灭。（3）地质数据从记录单元的存贮器输入到笔记本电脑的存贮器中，在这个过程中，控制面板上的橙色控制灯一直亮着，所记录的数据将以地质轨迹线显示。（4）爆破从靠近接收器的第一个炮孔向掌子面逐孔进行，24炮全部爆破完毕和采集数据共需3045分钟，期间掌子面必须停止一切作业。（5）起爆与数据采集完成后，拆除连接电缆，小心谨慎的逐节抽出接收器，并随手盖好护盖、装箱。6.3.8数据分析及成图判释此项工作在室内进行。软件可同时打开多个文档，按其软件手册的操作程序，以人机对话方式进行，从工具栏或菜单栏发出命令，即可得到掌子面100米以内不同剖面图及有关参数，并可演示动画三维图，以此判释掌子面前方的地质状况。7.红外探测法地下水的活动引起岩体红外辐射场强的变化，探测掌子面或洞壁四周的这种变化，可以推测是否有隐伏的含水体。该法测量快速，施工干扰小，但无法预报水量和含水体的具体位置。8.加深炮孔探测钻孔在开挖面布设，孔数和孔位根据开挖断面大小和地质复杂程度确定。钻孔采用风钻施作，钻孔直径32mm，垂直岩面打入。钻孔长度控制在35米范围。9.劳动组织（1）劳动组织方式：采用架子队组织模式。（2）施工人员根据施工方案、机械、人员组合、工期要求合理配置。单工作面人员配备表负责人1人技术主管1人专兼职安全员1人工班长1人开挖工3人技术、质检、测量及其他人员24人机械工、普工6人单工作面主要施工机械设备配备表地质罗盘1个TSP203超前预报系统1套地质雷达1台HY-300红外探水仪1台10.安全及环保要求（1）根据综合地质预报手段获得的地质信息，经综合分析，及时提出地质预报资料，作为制定或修改施工方案的依据。（2）超前的地质情况与预报结果进行对比分析，及时总结经验，指导和改进地质预报的结果应