隧道超前地质预报作业指导书

1、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

2、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+719DK243+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

3、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。峡谷深切多呈“V”字型，地形起伏较大，最大高差约500余米。山上植被较为稀疏。隧道进出口处自然坡度2034，自然条件良好。隧道区地

4、层岩性：隧道地层为片麻岩、花岗闪长岩、钾长花岗岩、新黄土、细砂、细圆砾土、粗圆砾土、细圆砾土、软石土、碎石土。洞身位于花岗闪长岩中，花岗闪长岩深灰色，弱风化，粗粒结构，块状构造，矿物成份为石英、长石等，节理裂缝较发育，岩体完整性一般。隧道地下水主要有空隙水、基岩裂隙水及断层水三种。各级围岩长度及所占比例分别为:级围岩总长度为4144m，所占比例为35.48%；级围岩总长度为6150m，所占比例为52.66%；级围岩总长度为965m，所占比例为8.26%；级围岩总长度为386m，所占比例为3.6%。 2.3超前地质预测的重要性 施工中通过超前地质预测预报工作，可以预测和报告施工工作面前方工程地质

5、，水文地质情况，了解和判断掌子面前方一定距离内不良地质的性质、位置、宽度和影响隧道的长度，为进一步修正、完善设计，优化设计和施工方案提供有效的地质资料。通过超前地质预测预报，预测可能引发隧道地质灾害的不良地质位置、规模和性质，为制定施工方案和措施提供可靠的参数，如地下水压力、水量、不良地质的位置、大小及规模等；根据地质预报成果，提出相应的技术措施与可行性建议，降低地质灾害发生机率，确保隧道施工人员和设备安全，避免或最大限度的降低施工过程中涌水、塌方等灾害，为隧道在安全条件下实现快速施工、减小风险创造了条件，准确的地质预报可以减少施工中的盲目性，减少事故发生率，减少很多不必要的安全措施，从而降低

6、了工程投资。3、超前地质预测、预报总体方案隧道施工通过岩溶及岩溶突水（突泥）、断层破碎带、浅埋段、煤层等不良地层于一体。确保本段隧道按期优质不留后患的建成，对所有隧道的地质工作尤其重要。为此，每个队成立专职地质组并配专职地质管理人员负责隧道的地质工作，并进行全过程监控指导，确保各种措施的落实，确保地质预报工作的准确性。地质工作流程见“超前地质预报工作流程图”。3.1地质工作组织机构隧道的地质条件均较复杂，隧道施工地质工作尤其重要，为了更好地完成施工阶段的地质工作，成立专职的地质组进行施工期间的地质预报和验证工作。地质工作组织机构见“地质工作组织机构图”。超前地质预报工作流程图地质调查、素描TS

7、P203红外探水其他预测手段地质雷达HSP声波超前深孔探测工程与水文试验收集分析判断反馈上报确定施工方案隧道施工正常异常正常异常3050m超前钻孔3.2地质工作内容与方法结合各隧道不同的地质条件，超前地质工作按照长短结合、上下对照、定性与定量相结合的办法来保证预报的准确性。根据各种探测方法的特点，可分为长距离控制预报、中距离预报、短距离验证预报。综合地质预报主要措施见“综合超前地质预报主要措施表”。地质工作组织机构图地表监测TSP预测红外探水洞内监测地质复查和素描地质雷达预报工程部地质组超前钻孔综合超前地质预报主要措施表措 施位 置地质素描洞顶及洞壁左侧洞壁、右侧洞壁、洞顶掌子面每10m拍摄一

8、张数码相片计算物探方法TSP（掌子面岩溶，不良地质）洞身每次150m地质雷达（基底岩溶探测）在隧底中心和两侧，各布置一条测线地质雷达（掌子面岩溶探测）20m左右一次地震反射波法（基底岩溶探测）在隧底中心和两侧，各布置一条测线红外探水全洞身每30米测量一次超前水平钻探单孔水平钻探（一般钻孔深度3050米）灰岩地段每150米计划单孔水平钻探一孔，碎屑岩、花岗岩地段每250米计划单孔水平钻探一孔。多孔水平钻探计划在断层破碎带处基底岩溶勘查地质雷达和钻探根据要求测试试验长期水文观测点（泉、暗河、钻孔、沟谷等）管道流、堰流、深孔水量、水压力测试洞内断层段、溪谷、岩溶水软岩物理力学、膨胀性试验按50米计划

9、取样一组地下水侵蚀性判定取样灰岩地段每150米计划取样一组，碎屑岩、花岗岩地段每100米取样一组长距离宏观控制预报：在隧道穿过的灰岩地段以及断层在洞身水平方向上采用TSP203超前地质预测预报系统进行距离100200m的预报。采用150m的成果。中距离预报：采用仪器（地质雷达、红外探测仪、HSP水平声波反射法）和超前地质钻孔进行的距离在3050m的验证预报。短距离预报：地质素描法和采用加长炮眼孔进行的距离小于30m的预报。3.2.1利用工作面地质素描预报地质素描在隧道施工中全段进行。地质素描内容为：对开挖掌子面和洞身周边综合分析围岩的岩性、结构、构造和地下水情况，分析判断开挖面前方围岩的工程地

10、质、水文地质特征，并依此提出工程措施建议和进一步预报的方案。根据开挖段围岩的工程地质、水文地质特征进行预报结果的验证，提出是否修改预报方法及参数的意见。根据开挖段及开挖面水文地质情况，提出注浆止水方案的建议。3.2.2 TSP203超前地质预报系统超前探测隧道掘进过程中，每开挖150m通过TSP203对开挖前进方向进行中长距离（100200米）预报，对一定规模的断层破碎带和岩溶带进行预报。3.2.3 工作面超前地质钻孔探测预报在隧道施工通过岩溶、断层破碎带段每开挖30m，利用超前水平地质钻孔对开挖前进方向进行3050m的钻探。除严格按照在可溶岩地段和断层破碎带以及可溶岩与非可溶岩过度接触带施作

11、超前钻孔外，结合超前探测结果的异常段，按地质人员要求增设钻孔。钻机钻孔时要固定牢固，并安设孔口管及高压闸阀，确保超前钻孔涌出高压地下水时，能够有效地控制。在可溶岩地段、可溶岩与非可溶岩过度接触带、以及断层破碎带施工中运用开挖用的钻具进行长5米的超前钻孔，对洞身前方进行全方位空间探测，探孔成放射形布设。3.2.4 红外线探水在隧道施工通过岩溶、岩溶水、断层破碎带可能发生涌水地段每开挖1530m，对开挖面前方施作一红外线探测技术，对地下水进行预报。3.2.5 开挖后的周边探测地质雷达除进行开挖面前方探测以外，在隧道已开挖过的可溶岩地带隧底、断层破碎带洞壁815m范围进行连续探测，以发现可能的不良地

12、质体，及时上报设计和监理单位进行变更处理，免除后患。3.2.6 其它地质工作内容及方法3.2.6.1岩溶和断层破碎带形态调查调查岩溶的形态、规模及其分布位置、高程、延伸方向、涌水量大小、充填物情况。3.2.6.2地表监测依据提供的工程地质、水文地质图，岩溶隧道中线两侧各1.5公里与居民生活、生产关系密切的泉水、井水等进行监测。监测内容主要为水量、水温、水压、水质的变化以及当地的气象与降水。监测手段主要为测量、摄影、笔记等。3.2.6.3必要时采用超前导坑法进行开挖揭示地质情况。3.3 地质信息收集与处理超前地质预报建立一个地质信息系统，通过各种方法收集地质信息，进行综合分析、判断，编制信息预报

13、成果由主管技术人员予以复核，并报设计、监理。为变更设计和施工提供决策依据，及时调整施工方法和支护参数。经分析、整理的地质资料作为施工技术资料存档。采用新的施工方法和支护参数后，有从施工过程中获取新的地质信息，更新地质信息系统，经处理后，再一次反馈给施工，如此往复，形成地质信息系统化。地质预报信息收集处理系统流程见“地质信息系统流程图”。地质信息系统流程图与设计文件是否一致涌水量监测其它探测红外线探测地质素描TSP203测施工开始超前地质预报地质信息采集系统动态调整地质信息综合分析地表观测物理力学试验地质复查4、隧道贯通后提供的资料4.1 原始资料地质素描，现场观测调绘记录，岩石物理力学性质图表

14、，岩性鉴定、水质分析报告等，每次预报原始通知书，效果检查报告，并整理成册。4.2重大预报次数和预报效果统计表对施工影响大的地质问题进行预报应提出预报根据和对施工的影响程度，开挖后进行总结。预报效果统计表是对每次预报成功和失败的评价，以此作为检查超前地质预报准确度的根据，为下步或其它隧道的施工提供参考依据。5、超前地质预报的机具设备 主要机具、设备、仪器见表8-1。 表8-1 主要机具、设备、仪器见表 项目名称设备名称性能数量地质素描地质罗盘能测岩层、构造面产状 2台超前水平钻孔地质钻机超前钻孔探测台常规超前水平探孔YT-28钻机常规钻孔探测3台地震波反射预报TSP能探测200m1台6、超前预报

15、实施保证措施6.1提高预报精度的措施将综合超前地质预测预报纳入施工工序，贯穿于隧道施工全过程将综合超前地质预测预报作为作业循环必不可少的环节，像对待钻孔爆破一样纳入施工程序。坚持预报先行、先探后掘，坚持在查清前方地质情况的前提下进行掘进施工。6.2为准确预报提供人员、技术保证（1）、成立专职的地质工作室成立以项目总工为组长、地质工程师、技术人员、施工人员、质检人员组成的地质工作室。地质预报由地质工作室负责，其它施工、质检人员予以配合，进行资料收集、统计、分析和编制信息预报成果，由主管技术人员予以复核，并报设计、监理，为变更设计、修改施工方法提供依据。（2）、与科研单位、业主、设计、监理部门以及兄弟施工单位紧密协作，切实做好超前地质预报工作。（3）、在隧道掘进施工时，每个作业循环指定专门的地质工程师，及时对掌子面进行地质素描。（4）、对已披露的实际地质情况与前期地质预报内容相比较，评估预报的准确性，不断总结经验，为以后的超前预报工作积累经验。（5）、经分析、整理的地质资料作为施工技术资料存档。6.3