喀斯特地貌隧道工程综合超前地质预报方法的探讨

1、喀斯特地貌隧道工程综合超前地质预报方法的讨论喀斯特地貌隧道工程综合超前地质预报方法的讨论引言论文联盟.Ll.喀斯特地貌karstlandfr，是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进展溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称，又称岩溶地貌。我国喀斯特地貌分布广、面积大。主要分布在碳酸盐岩(石灰岩、白云岩、泥灰岩等)出露地区，面积约9100001300000k2。其中以广西、贵州和云南东部所占的面积最大，是世界上最大的喀斯特区之一。近年来，我国东部兴旺地区高速铁路网的建立日趋成熟，2022年的国家十二五规划中明确指出将来五年将加快以西部为主的铁路建立。伴随着铁路建立西部大开发的不断进展，在喀斯特地貌地区修建

2、的高速铁路工程越来越多，在隧道施工中遇到的岩溶、承压水、断层突泥涌水、洞穴充填物及坍塌、洞顶地表塌陷、瓦斯等地质灾害逐渐增多，对施工作业人员的生命平安造成重大威胁，并且不同程度的影响了施工进度。因此，在隧道修建过程中，如何利用超前地质预报这一手段预知前方地质情况，保证工程可以平安、顺利进展，是隧道施工的重中之重。本文以某隧道施工为例，对上述地质超前预报中常用的几种方法，进展了一些讨论。超前地质预报方法某隧道超前地质预报是根据地质资料对隧道各段落地质复杂程度进展分级，针对不同的地质条件，结合经济、适用性方面的考虑，制定多种地质预报手段的最优组合方案进展超前地质预报工作。该隧道超前地质预报分级预报

3、组合方案见下表1。地质素描地质素描是开挖后对掌子面及掌子面附近开挖段地层岩性、构造特征、不良地质及水文地质特征进展详细观察、采集数据并记录。根据已有的勘察资料和其他预报手段探测成果，从岩性、岩体完好性、出水量大小等方面进展大范围、前后左右比照，宏观把握地层岩性等的变化。对于地层颜色、软硬程度、节理裂隙发育状况、出水量与周围岩体发生明显差异的部位，进展重点详细观察，通过手锤、锤击、采集样本详细观察，查明差异的性质，分析造成差异的原因。而后根据现场地质素描获得的地质信息，根据工程地质现象发生的一般规律地质前兆，结合勘察资料、其他预报手段成果进展综合分析判断，预测预报前方工程地质条件，对于可能发生重

4、大地质异常的地段，提出进展进一步核实预报的措施手段。地质素描应随隧道开挖及时进展，对地层岩性变化点、构造发育部位、岩溶发育带附近等复杂、重点地段，每个开挖循环进展一次素描，一般地段素描间隔不应超过10。所需工具包括外业包，笔记本，地质罗盘仪，地质锤，笔记本，数码相机等。与其他较为复杂的超前地质预报方法相比，地质素描是一种比拟简单、实用的预报方法，可以直接反映掌子面附近的直观地质情况，在隧道埋深较浅、地质构造不太复杂的情况下预测准确性较高，是验证和进步其他预测方法准确性的根底手段，同时与其他方法相比对隧道施工其他工序和施工进度干扰最校地质素描的缺乏之处主要在于预报间隔 过短，人员素质要求高，需掌

5、握较丰富的地质学理论知识和现场工作经历。地质雷达地质雷达是应用电磁波反射原理进展探测的预报方法，可以对地质异常体的位置、规模、性质进展短间隔 的准确预报。同时与其他预报方法只是对掌子面前方进展预测不同的是，地质雷达可以对隧道底部、边墙、拱顶或其它可能隐伏岩溶洞穴的出水部位进展探测，而且效果较好，且简便易行，可随到随测，地质雷达监测技术又称无损监测，就随到施工中的其他方面如施工质量监测等有长足运用，是现阶段隧道施工领域较常采用的预报方法。预报精度随预报长度降低，一般预报长度较TSP203短。地质雷达工作时，在雷达主机控制下，脉冲源产生周期性的毫微秒信号，并直接馈给发射天线，经由发射天线耦合到隧道

6、掌子面前方的信号在传播途径上遇到空洞、暗河、裂隙、岩溶等时，产生反射信号。位于掌子面上的接收天线在接收到掌子面前方的回波后，直接传输到接收机，信号在接收机经过整形和放大等处理后，经电缆传输到雷达主机，经处理后，传输到微机。在微机中对信号按照幅度大小进展编码，并以伪彩色电平图/灰色电平图或波形堆积图的方式显示出来，经事后处理并结合相关地质资料综合分析，可以推断掌子面前方一定间隔 内的地质构造，如存在异常介质体，亦可判断其间隔 掌子面的间隔 、方位、形态及其分布范围。地质雷达主要适用于岩溶、断层、宽张裂隙、软弱夹层的探测，一次预报范围应不大于30，在岩溶发育地段的有效探测长度那么应根据雷达波形断定

7、，前后两次重叠长度不小于5。超前程度钻探超前程度钻探是一种直观、有效的超前地质预报方法,根据钻进速度断定钻机在一样岩层中的钻进速度是否均一,结合隧道开挖提醒的地层岩性,根据钻机在钻进过程中的速度变化、是否有卡钻现象等,判断前方岩体的完好程度以及是否存在不良地质体。通过对在钻孔过程中被高压风吹出的岩粉成分的鉴定,可理解前方地质体的性质。通过冲洗液颜色的变化,以及冲洗液所含杂质成分的鉴定，可断定前方是否存在不良地质体以及不良地质体性质、发育的深度和规模，更换钻头可以进展岩芯取样，易于加工成式样以便试验室定量分析。根据地质条件复杂程度，每循环钻孔数量分为1孔、3孔、5孔，钻孔立角、偏角等参数根据开孔

8、位置调整，保证钻孔终孔位置在隧道开挖轮廓线外3，地质条件复杂时应到达开挖轮廓线外5。验证TSP、地质雷达物探异常的钻孔布设位置根据物探异常的位置详细确定。超前钻孔开孔后应及时安装孔口管，以防止孔内涌水涌砂。连续钻进时，每循环30100，孔径70150，断层破碎带、物探异常、煤系地层、可溶岩与非可溶岩接触带等地质条件复杂地段应采用长短钻孔相结合的方式，钻进长度受钻孔机械的控制。钻探过程中应进展动态控制和管理，根据钻进情况可适时调整孔深，一般地段前后两循环钻孔重叠不小于5，地质条件复杂地段重叠不小于8。超前地质钻探较其他预报方法来说是比拟耗时的，困难的时候甚至要钻几个小时才能钻到方案深度，但是这种

9、预报方法的预报效果好，精度高，能直观地表达钻孔所经过的地层岩性、岩体完好性、裂隙度、含水及水压力。与物探方法相比,它具有直观、客观的特点,不存在物探手段中出现的一图多解等问题。加深炮孔加深炮孔探测是利用风钻在隧道开挖工作面钻小孔获取地质信息的一种方法。加深炮孔适用于各种地质条件，应在每个开挖循环施做，沿开挖洞身周边均匀布置，根据地质复杂程度，正洞每循环7个，斜井及横洞每循环5个，孔深应较爆破钻孔加深35，钻孔立角、偏角等参数根据开孔位置调整，保证钻孔终孔位置在隧道开挖轮廓线外2，前后两循环加深炮孔位置适当错开，重叠不小于5。由于隧道开挖炮眼数量较多，且风钻打眼比拟方便，能及时探明掌子面前方地质

10、情况，在防止和减少了岩溶地段突泥、突水事故的发生有一定作用，加深炮孔属于隧道开挖作业工序中打眼环节，受围岩光面爆破等影响对掌子面周边探测范围有限，受人为影响较多，施工管理难度较大。从以上对5种超前地质预报方法的阐述来看，我们可以作如下比照见表2：几方面讨论3.1综合超前地质预报管理平台的搭建由上面的分析我们可以知道，在复杂的喀斯特地貌隧道工程的预报工作中不能仅仅依靠某一种超前地质预报方法，必须采用多种超前地质预报方法相结合的综合预报体系。那么，如何在建立过程中协调好预报和施工的关系，做到工作有序，互不干扰，并且可以尽可能发挥超前地质预报对施工的实际指导作用，就需要建立综合超前地质预报的管理平台

11、。在隧道物探完毕后，尽快由专业预报单位将物探结果报施工单位，由施工单位总工程师组织专业预报单位共同对预报结果进展分析判释，提出结论性意见，并及时将相关资料同时分送建立单位、设计、监理单位。设计、监论文联盟.Ll.理单位在收到相关资料后，要及时对预报结果进展比对分析，提出工程处理措施，并将处理意见电子版集中反应到建立单位。3.2动态设计的持续跟进设计单位应结合物探资料重点对设计施工措施的合理性、平安性、匹配性进展验证检查，动态调整设计参数，实行动态设计。假设物探结果分析需要进展钻探或补充探测的，在钻探或补充探测完毕后，由施工单位总工组织对综合预报结果进展分析，提出施工建议，及时将相关资料电子版传建立单位、设计、监理单位，设计单位应尽快对施工措施进展评估确认，或重新制定工程措施后由施工单位组织施工。完毕语隧道超前地质预报是保证隧道施工平安、优化工程设计、实现施工信息化的重要基矗是确保施工平安和构造平安可靠的重要手段，是铁路隧道设计文件的重要组成局部，也是铁路隧道施工作业中关键的重要作业环节，是施工论文联盟.