隧道超前地质预报

1、隧道超前地质预报专项方案一、编制依据隧道设计图纸、设计说明等设计文件；隧道实施性施工组织设计；关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技 术规定的通知(铁建设2010120号)；关于进一步加强铁路隧道设计施工安全管理工作的通知(建技2010352 号)；铁路隧道工程施工技术指南(TZ204-2008)；铁路隧道超前地质预报技术指南(铁建设2008105号)；铁路隧道超前地质预报技术规程(Q/CR 9217-2015)；本集团公司拥有的科技成果、工法成果、管理水平、现有的技术 装备力量和多年积累的铁路隧道施工经验。二、工程概况本标段共新建14座隧道，隧道全长14298m,张家坡隧道为

2、单线隧道， 其余隧道都为双线隧道，各隧道概况详见表1。隧道概况一览表序号隧道名称隧道起讫里程隧道长度(m)类型1龙盛隧道DK82+323DK84+5352212双线2麦子沟隧道DK87+342DK87+569227双线3五马坪隧道DK93+900DK94+320420双线序号隧道名称隧道起讫里程隧道长度(m)类型4统景站隧道DK98+220DK98+392172双线5东泉隧道DK100+640DK104+1053465双线6郭家湾隧道DK104+690DK106+0551365双线7牛角湾一号隧道DK106+313DK106+990677双线8牛角湾二号隧道DK107+037DK107+192

3、155双线9炭厂坡隧道DK107+282DK107+460178双线10九块田隧道DK107+739DK107+845106双线11马鞍子隧道DK108+640DK109+304664双线12大梁子隧道DK111+152DK113+0531901双线13张家坡隧道DK114+039DK114+665626单线14铁门坎隧道DK115+130DK117+2602130双线三、地质复杂程度等级根据铁路隧道超前地质预报技术指南(铁建设2008105号)附 录B的规定对隧道施工安全的危害程度分为复杂、较复杂、中等复杂、 简单四级，根据不同的地质复杂程度，开展超前地质预测预报工作。四、实施超前地质预报的

4、目的进一步查清隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件，指 导工程施工的顺利进行。降低地质灾害发生的几率和危害程度。为优化工程设计提供地质依据。为编制竣工文件提供地质资料。五、超前地质预报方案1、超前地质预报内容地层岩性预测预报，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土的预测预报；地质构造预测预报，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响 岩体完整性的构造发育情况的预测预报；不良地质预测预报，特别是对岩溶等发育情况的预测预报；地下水预测预报，特别是对岩溶管道水及富水断层、富水褶皱轴、 富水地层中的裂隙水等发育情况的预测预报。2、超前地质预报方法预报方法根据隧道地质条件、风险源及其风险等级、本

5、集团公司现有的设备、 工法、科技成果等，本隧道选用地质调查法（地质调查、地质素描、地 质作图）、物探法（TSP203、红外探测法）、超前钻探法（加深炮眼、超 前钻孔）进行地质超前预报。同时将各种方法有机结合、综合应用，发挥各自长处，相互补充、 相互验证，从不同方面发现异常、揭示异常，组成地质超前预报完整的 技术体系。分类地质调查法分为隧道地表补充地质调查和隧道内地质素描。物探法根据不同的要求，采取不同的物探措施，见下表说明：序号适用条件物探类型主要物探手段1构造较复杂的非可溶岩地段WT-1地震波反射法2构造复杂的非可溶岩地段，一般可溶岩地段WT-2地震波反射法，必要时 增加地质雷达法。序号适用

6、条件物探类型主要物探手段3富水构造，煤系地层瓦斯及构造特别复杂地 段，岩溶及地下水发育，强烈发育地段。WT-3地震波反射法+地质雷 达法钻探类型及适用办法见下表:序号适用条件钻探类型主要手段备注1一般非可溶岩地段ZT-1利用超前支护钻孔，必 要时实施加深炮孔 （35 孔）。双线 断面 时， 超前 探孔、 加深 炮眼 的数 量取 最大 值。2对于构造较复杂及复杂非可溶岩地段，一 般可溶岩段落。ZT-2超前钻孔13孔，必要 时1孔取芯。3岩溶及地下水发育段落ZT-3超前钻孔35孔，必要 时1孔取芯。4煤系地层瓦斯及构造特别复杂非可溶岩 地段，岩溶及地下水强烈发育段落。ZT-4超前钻孔35孑L，加加

7、 深炮孔58孔，1孔超 前钻孔取芯，高压富水 段均应设置关水阀门， 1孔设置测压装置，高 瓦斯或瓦斯突出煤系 地层段超前钻孔取芯 数量采用3孔。具体施作形式详见附表3、超前地质预报技术要求TSP203超前地质预报法适用于划分地质界线、查找地质构造、探测不良地质体的厚度和范 围。断层破碎带、活动断裂、褶皱轴、物探V类异常带、可溶岩段、可 溶岩与非可溶岩接触带、煤系地层、浅埋段、软岩大变形和岩爆地段每 次预报距离采用130m。红外探测法定性判断探测点前方有无水体存在及其方位，不能定量给出水量大 小等参数，每25m 一次，一次范围为30m，两次重叠长度在5m以上。超前地质钻探法采用单孔水平岩芯钻探法

8、，超前探测2030m,验证中近距离物探 超前地质探测的异常地段。每25m 一循环，每孔长30m，钻孔是否取岩 芯根据不同地质条件确定。在V级围岩时布置4个，上台阶2个，下台 阶1个。在III、W围岩时布置2个，上台阶1个，下台阶1个。具体布 置如下图:台阶法施工V围岩超前钻孔布置图台阶法施工皿、2级围岩加深炮孔布置图加深炮眼法利用在隧道开挖工作面上的炮眼钻孔来探测前方围岩的地质情况，在每一循环钻设炮眼时布设34个钻孔加深3m作为钻探孔。加深炮孔在V级围岩时布置4个，上台阶2个，下台阶2个。在m、w围岩时布 置3个，上台阶2个，下台阶1个。具体布置如下图:地质素描法将隧道开挖工作面和洞身揭露的地

9、层岩性、地质构造、结构面产状、 地下水出露点及出水状态、出水量、煤层、溶洞等准确记录下来并绘制 成图表。4、超前地质预报计划安排超前地质预报计划安排见下表：超前地质预报计划安排表地质预报项目单位测量频率TSP203探测次每120m-150m进仃次红外探水次每30m进仃 次，每循环25m。超前水平地质探孔次采用0 89钻孔，每次5孔，每孔 长30m，搭接5m,每循环25m,每 次应有不少于1孔取芯。地质素描隧道延米般地段12个掘进循环进行 次地质雷达次每30m 一次，搭接不小于5m加深炮眼次每1掘进循环一次，每次8孔，炮孔 长度不小于5m六、超前地质预报工艺流程及操作要点1、超前地质预报工艺流程

10、根据设计上提供的隧道地质资料，进行实地踏勘，现场调查等， 及时进行补充地质调查，做好施工复查工作。做好开挖揭露面的地质素描，及时进行地质复核、分析，并对前 方围岩进行预测判断。运用TSP-203，进行120150m的长距离地质预报，及时分析前 方的围岩状况。超前地质预报预测流程图运用超前水平钻孔，通过“岩芯”，直观分析、探测前方2030m 段围岩情况。综合应用以上探测资料，从不同方面发现异常、揭示异常，组成 地质超前预报完整的技术体系，同时，及时反馈所选用的超前地质预报 方法的准确性。2、超前地质预报操作要点TSP超前地质预报法TSP203系统在围岩较好地段可测出前方100200m范围内的岩层

11、分 接口、岩层的物理性质、断层等，围岩完整性较差时，预测范围在120 15m之间。TSP203作业流程：准备工作一测量孔位、钻孔一埋设传感器一记录 孔位一连线检查一暂停施工一爆破拾波一恢复施工、成果分析。TSP203系统作业布置图钻孔：在距离工作面50米处钻深度为1.5m的孔，布置传感器；自 工作面起，每隔1.5m钻孔一个钻孔深度为1.5m，最后一个孔与传感器的距离大于20m。所有钻孔的高度尽可能的在同一标高线上。 钻孔位置如图“TSP203系统作业布置图”所示。钻孔完毕后，逐个测量 孔的深度和倾斜度，并作好纪录。埋设传感器杆：埋设传感器前，先清孔，清除孔底虚碴，放入环氧 树脂药卷，插入传感器

12、套杆，用钻带动其钻动，保证环氧树脂药卷充分 搅拌。待传感器杆固定后，插入传感器，注意传感器方向朝向掌子面联 机检查：把传感器、检波器（计算机X起爆器、同步器连接起来，并检 查其是否正常工作，注意此时起爆器与雷管断开。测量时间：测量时间选在施工交接班时间，要求工作面300米范围 内停止机械作业和作业人员作业，作业前与现场施工员联系，以确定停 工时间，此时准备好爆破药卷、电雷管等。装药爆破：由最里边炮孔开始，逐个依次装药联线，起爆器起爆， 装药量根据围岩情况，一般控制在5080g左右，围岩较差时，可加大， 但不能超过100g。恢复施工：爆破一结束，马上可以恢复施工，一般停工时间在45min 左右。

13、成果分析：采用TSP203自带的软件分析系统，剔除一些明显的干扰 波，软件自动分析，自动生成图表，反映前方围岩的物理特性，岩层分 界线、软弱带、断层的位置等信息。红外探测法红外探测属非接触探测，在隧道壁上来定探点，是用仪器的激光器 在壁上打出一个红色斑点。定好探点后扣动扳机，就可在仪器屏幕上读 取探测值。具体做法如下：进入探测地段时，首先沿隧道一个壁，以5m点距用粉笔或油漆标好 探测顺序号，一直标到终点，或者标到掘进断面处。在掘进断面处，首先对断面前方探测，在返回的路径上，每迂回到 一个顺序号，就站到隧道中央，分别用仪器的激光器打出的红色班使之 落到左壁中线位置、顶部中线位置、右壁中线位置、底

14、板中线位置，并 扣动仪器扳机分别读取探测值，并做好记录。然后转入下一序号点，直 至全部探完。探测数据输入计算机后，由专用软件绘成顶板探测曲线、两壁探测 曲线。超前地质钻孔当TSP203系统预报前方有断层、破碎带、岩层层理明显时，采用地 质钻机进行超前探孔，对开挖面前方2030m范围的含水构造、水量及 水压进行预测，在长期长距和其它长期短距预报的基础上，用超前水平 钻探法进一步对特别差的地质段取得可靠的资料。用凿岩台架钻孔探测钻孔深度以30m为限，30m以内出现异常情况 时，按预定方案实施，钻孔出水，安装压力表及水表，测定地下水的压 力和流量。30m以内无异常情况时，按正常程序施工，出现异常按预

15、案实施并 测定水压和水量。30m以后的探测则由下一循环钻孔探测完成。日常的钻孔探测：全隧在上述超前预测、预报的基础上，全隧还应 采用常规地质法进行短距离超前地质预报，根据掌子面开挖揭示的地质 条件及部分炮眼加深3m以上的探测情况，对掌子面进行地质素描，并进 行地质做图，综合地表调查情况，掌子面前方一定范围（520m）的地 质条件进行预测、预报。七、超前地质预报组织机构设置及投入的人力、设备资源1、组织机构设置及职责中铁十九局集团有限公司南昆铁路增建二线施工五标项目经理部成 立超前地质预报领导小组。组长：周宝春副组长：杨新民组员：姚虎张文拯张学林王家军张巨峰以及专业超 前地质预报单位负责人。超前

16、地质预报领导小组负责管段内隧道超前预报组织管理工作。领 导小组下设办公室，办公室设在工程管理部，对口管理超前地质预报工 作。领导小组人员分工见下表：超前地质预报领导小组成员表序号职务姓名负责内容1组长周宝春对超前预测预报工作全面负责2副组长杨新民全面负责超前预测预报方案的制订、审 核及预报工作的监督、检查。3组员姚虎张文拯张学林 王家军张巨峰负责本管区超前地质预报工作的安排、 实施、预报数据的采集、整理。项目经理部职责项目经理部负责管理、组织开展超前地质预报工作，并对超前地质 预报资料的真实性、准确性监督管理。分部职责分部对管内隧道的超前地质预报负责管理，并对地质素描、超前 水平钻孔和加深炮孔

17、真实性、准确性负责。负责按要求提交超前地质预报水平钻探部分的原始资料和成果分 析、判释意见，做好原始记录和资料整理，建立管理台账。负责制定隧道施工安全应急预案，积极运用超前地质预报成果。专业超前地质预报单位职责负责隧道超前地质预报物探部分的实施，负责超前地质预报物探 成果的分析和运用，对结论的真实性、准确性负责。负责隧道超前地质预报的技术指导工作。参与审查超前地质预报设计方案和超前地质预报实施细则编写。对项目分部的地质素描和钻探资料进行检查指导。2、主要设备资源超前地质预报主要设备配置见下表：超前地质预报主要设备配置表序号设备名称型号数量1地质预报探测仪TSP2031套2红外探测仪HY-3031台序号设备名称型号数量3水平钻机DK-1505套八、保证措施1、超前地质预报作为一个重要施工工序，在未作地质超前预报前， 不得进行开挖施工。2、设备、人员的保证是超前地质预报保证实施的基础，目前，我项 目部超前地质预报仪及操作人员均已到位，项目经理部、分部领导必须 高度重视，尽快形成正常的超前地质预报工序。3、现场操作要严格按照施工工艺及规范要求施工，不得擅自降低工 艺标准。4、各级技术、质检人员要经常深入施工现场监督，从现场抓起，使 超前地质预报始终处于受控状