提高超前地质预报在隧道施工中的准确性

提高超前地质预告在隧道施工中的准确性发表人：黄紫霞广东省建筑工程机械施工贵州凯里市虎炉二级公路炉山隧道工程QC小组二○一三年四月目录1、工程工程概略2、QC小组简介3、选题理由〔P阶段〕4、现状分析并确定目的5、缘由分析并确定要因6、制定对策7、对策实施8、效果确认9、稳定措施10、领会及今后计划一、工程工程概略虎炉二级公路是炉山工业园区与凯里市区衔接的快速通道，缩短了凯里市区与炉山片区的时间间隔，不仅处理了炉山工业园区的交通瓶颈，而且拓展了园区的开展空间。虎炉二级公路，必将大大促进和带动凯里工业经济的快速开展，对促进凯里经济社会又好又快、更好更快开展具有艰苦的推进作用，是凯里市的重点工程，也是我司创优重点工程。一、工程工程概略本工程隧道根据新奥法原理采取喷锚构筑法施工，根据其围岩及荷载情况，设计采用短台阶法、全断面法开挖，施工支护采用喷混凝土、挂钢筋网、格栅钢架、锚杆、注浆小导管等组成支护体系。由于隧洞穿越山体时有溶岩，地质复杂、线路较长，隧道开挖遵照“短进尺、弱爆破，少扰动、早喷锚、勤量测、紧封锁、强支撑、早成环〞的原那么。为保证隧道施工平安，工程部在施工阶段采用综合地质超前预告以指点施工，如何提高超前地质预告的准确性成为制约隧道平安施工的重要要素。二、QC小组简介制表：高翔制表日期：2021.5.18女40三、选题理由〔P阶段〕(1)隧道穿越的工程及水文地质条件极其复杂，结合钻探、物探资料及施工图纸显示隧道岩体节理裂隙较发育，特殊地质主要为岩溶〔见CAD图纸S5-2-43〕，属于典型的地下喀斯特别貌，因此，进展准确的超前地质预告是保证平安建成贵州凯里炉山隧道工程隧道的前提。(2)随着地下工程信息化施工程度的不断开展，超前地质预告是科学进展信息化施工的必要条件。(3)准确超前地质预告可以在一定程度上保证隧道施工的平安和质量。(4)做好地质预告，可以节约工期，降低造价。四、现状分析并确定目的〔一〕现状分析：本工程从地质资料和图纸显示岩体节理裂隙较发育，特殊地质主要为岩溶，属于典型的地下喀斯特别貌，对隧道施工影响非常大，如何运用准确的超前地质技术确保隧道施工平安穿越溶洞、溶腔段，根本上处理工程施工时出现的隧道塌方、涌水、突泥等景象，确保隧道施工进度，确保人员、设备的平安显得非常重要；另外，由于目前国内外对超前地质预告任务还未构成规模化、系统化工程，有的只是个别隧道曾运用的单独工程，因此，隧道施工时超前地质预告任务还不是很准确。〔一〕现状分析：小组仔细分析了影响预告准确性的各种内部要素，在内部挖潜方面获得了一定的共识。以为虽然小组技术力量及协助人员配备缺乏，但小组成员对地质预告任务充溢自信心与任务热情；有些同志对此项任务有着丰富的阅历；年青同志对新知识的学习与应变才干较强。图1隧道进洞口照片〔二〕设定目的：小组首先进展区域及工程区地勘资料的搜集，详细分析研讨，熟习和掌握工程水文地质条件。由于超前地质预告任务还未构成规模化、系统化工程，所以要求我们经过与同行专家交流，尽快完成各子工程的现场实验，确定适宜贵州凯里炉山隧道工程地质与水文地质的超前地质预告系统，在不断优化预告方法的前提下优质高效地完成预告义务，保证施工平安。于是确定如下目的：在隧道建筑过程中经过进展PDCA循环，最大程度的处理预告准确性问题。五、缘由分析并确定要因〔一〕缘由分析

针对诸多要素的性质，我们确定了各要素的相互关系，绘制了影响预告准确性的关联图〔详见图2〕，找出了影响超前地质预告精度的要素共25条。图

2

影响超前地质预告准确性的因果关联图〔二〕要因确定从关联图可以看出影响超前地质预告准确性的末端要素有25个，为了找出要因，以便采取有针对性的对策，小组成员对末端缘由进展了仔细分析并从中归纳为五条主要要素：水文地质条件异常复杂，超前地质预告精度的技术难度很大、超前地质预告的选择、对外协调的事物较多、技术力量及人员配备缺乏、综合地质分析流程较慢。六、制定对策小组成员针对上述5条主要要素，制定了相应的对策，详见下表。序号主要因素目标对策措施负责人完成日期1地质条件复杂，超前地质预报技术难度很大熟悉并掌握工程区工程水温地质条件，理论上预测地质灾害发生里程。与地质勘测单位交流，召开学术交流，研究各种预报难题。吴子超2011.5.222超前地质预报系统的选择通过各种预报方法的实验，选择适合本项目隧道地质条件的预报系统，能够准确进行地质预报。技术总体负责，前期尽可能完成各种地质预报方法的隧道内实验，由各子项目负责人进行准确性与可行性报告，与兄弟单位及专家交流经验，最终确定预报系统，并在实施过程优化。黄紫霞2011.5.223对外协调的事物较多全面搜集区域与工程区地质资料，协调好各单位关系，营造良好的内外关系，全面指导外单位预报子项的实体与上报工作。专人负责，定期与有关单位沟通，领会各单位意图，及时向各单位通报各项预报内容。詹潮洲2011.5.224技术力量及人员配备不足按时优质的完成各项预报任务，保证施工安全。充分利用先进的各种预报设备，制定合理的预报流程，技术人员加班，按需要增加人员。刘振春2011.5.225综合地质分析流程较慢及时综合各子项目预报成果，准确预报施工前方的地质情况，在第一时间内指导施工。专人负责，及时进行每一项的分析，对每一工点及时进行综合地质分析预测，及时报告，不定期的、经常性的与施工班组对下步施工地段地质情况进行交流

高翔2011.5.22七、对策实施为按时、准确的完成超前地质预告义务，结合全面质量管理的方法，针对影响预告的主要要素及制定的对策，详细实施如下：实施一：地质条件复杂，超前地质预告技术难度很大----熟习并掌握工程区工程水文地质条件，实际上预测地质灾祸发生里程。小组成员安排岩土工程师吴子超担任此项任务，首先根据预告的目的在相关单位进展了资料的搜集，小组对工程区的工程与水文地质条件及构成机理、相关规律进展了一系列技术研讨，在此根底上，在隧道内进展了大量各子项实验，并在公司总工程师主持下，召开了几次内外专家针对超前地质预告的各项难题的技术研讨会，使地质预告人员对预告的实施有了实际上的根底。★图2超前地质预告各项难题技术研讨会实施二：超前地质预告系统的选择---经过各种预告方法的实验，选择适宜本工程隧道地质条件的预告系统，可以准确进展地质预告。小组成员安排工程总工黄紫霞担任此项任务，针对高压地下水等不良地质条件，经过小组多次技术研讨会，在分析了各项预告方法的优缺陷及在贵州凯里炉山隧道工程的适用性根底上，确定了本隧道总的超前地质预告程序：即在对现有地质资料进展常规地质分析的根底上，以TSP202作长间隔宏观控制，红外探水延续施作，对前方地下水等地质情况做定性控制，对物探异常区段运用地质雷达、HSP和CT成像技术作补充探测，对出现地下水等异常情况的地方运用超前地质钻孔、高密度电法进展异常体位置与发育情况的最后确定，之后结合水质分析、察看监测等地质调查方法进展综合预测断定，为制定正确的施工方案提供根据。超前地质预告详细任务程序见图3，对隧道K11+520~K11+540段现场超前预告照片见图4。★图3超前地质预告详细任务程序掌握工程区地质条件察看监测30m超前钻探TSP202预告TSP202预告TSP202预告地质素描高密度电法HSP与CT成像技术地质雷达超前深孔钻探工程与水文实验分析判别施工方案异常判别正常判别异常判别★图4现场技术人员对隧道K11+520～K11+540段

超前预告时的照片实施三：对外协调的事物较多——全面搜集区域与工程区地质资料，协调好各单位关系，营造良好的内外关系，全面指点外单位预告子项的实体与上报任务。工程部由工程经理詹潮洲专人担任全面搜集区域与工程区地质资料，协调好各单位关系，定期与有关单位沟通，领会各单位意图，及时向各单位通报各项预告内容。营造良好的内外关系，全面指点外单位预告子项的实体与上报任务。实施四：技术力量及人员配备缺乏——按时优质的完成各项预告义务，保证施工平安。工程部由刘振春工程师专人担任该项任务，工程部一方面充分利用先进的各种预告设备，制定合理的预告流程，采取技术人员加班等方式满足技术力量及人员配备，另一方面按需求及时向公司恳求添加技术人员以满足工程施工需求，确保按时、优质、高效的完成各项预告义务，保证施工平安。实施五：综合地质分析流程较慢——及时综合各子工程预告成果，准确预告施工前方的地质情况，在第一时间内指点施工。工程部派高级工程师高翔专人担任及时综合各子工程预告成果，及时进展每一项的分析，对每一工点及时进展综合地质分析预测，及时报告，不定期的、经常性的与施工班组对下步施工地段地质情况进展交流，做到准确预告施工前方的地质情况，在第一时间内指点施工。以下图5、图6为隧道K11+520～K11+540段根据超前地质预告资料整理出来的探测波形图，图7为根据超前地质预告信息在隧道K11+520处准确判别开挖出来的溶洞情形。★图5K11+520掌子面⑤号剖面地质雷达探测波形图★图6K11+540掌子面⑤号剖面地质雷达探测波形图★图7根据地质预告信息隧道在K11+520段

准确判别开挖出来的溶洞图实施过程中的系统优化在实施过程中，进展了第二次PDCA循环，经过预告验证及与专家交流，引进大地电磁法进展隧道标高范围内上下对照宏观预测，将地质雷达作为隧底探测的主要方法，由于隧道内干扰要素很多，取消高密度电法探水，突出超前钻孔的重要作用，在物探异常区必需进展深孔与浅孔相结合的钻探，包括100m、30m及加长风钻5m钻探，此为保证施工平安的最有效手段。八、效果确认〔一〕经济和社会效益贵州凯里炉山隧道工程建筑的过程，就是同地质灾祸作斗争的过程。本隧道于2021年5月开场发掘至2021年11月顺利发掘完成，未出现任何质量、平安事故，得到了当地政府、建立单位、质检单位及建立单位的好评，经小组成员估算节省各类处置费用达约168万元，经济效益和社会效益十清楚显。隧道顺利穿越掘进后二衬施工及开工后照片见图8、图9。〔二〕技术成就超前地质预告在指点贵州凯里炉山隧道平安施工中起到了至关重要的作用。在施工中在遵照“边探边挖、不探不挖〞首要原那么的前提下，经过施工，还得出如下隧道超前预告技术：①、采用TSP202超前地质预告方便快捷地预告掌子面前方100～200m范围内的地质情况提供了一种强有力的方法和工具，它为隧道施工变卦施工工艺提供根据，大大减少了隧道施工坍方带来的危险性，减少了人员和机械的损伤，同时也就带来了很大的经济效益。经过对TSP202进展了PDCA循环，得出TSP202预告脆弱构造面、发育规模大溶洞和顺层面发育溶洞较为准确的结论。例如预告K11+520～K11+540能够发育有溶洞，隧道开挖结果K11+520～K11+540为大型充填型溶洞。②、超前地质钻孔与其它预告手段作为TSP202超前地质预告的补充，在富水高压地段对TSP202预告的异常点，比如确定异常体的规模、性质、危害性有困难时采用超前地质钻孔及其它预告手段作为补充手段。在进展了第三次PDCA循环后，超前钻孔可以直接的提示掌子面前方的地质特征，所以准确率很高，也起了很大的作用。③、红外探水技术在水探测中，经过验证有较高的准确率，判别有水准确率30m以内准确率为86%，判别无水准确率20m以内为94.6%，3m以内准确率为88%.为更好的完成预告义务，在K11+520～K11+540还运用大地电磁法、HSP与CT成像及数码成像等技术进展了超前地质预告，获得了一定的效果，在提高预告准确性上起到了重要作用。九、稳定措施〔A阶段〕经过这次QC活动我们还将成果进展稳定：1、本QC小组将针对确保隧道发掘过程中的平安，将“提高超前地质预告在隧道施工中的准确性〞对策呈报给公司工程部，编制成“提高超前地质预告在隧道施工中的准确性〞特殊过程的培训教材，在公司公路、市政同类工程的工程部推行。2、将因果分析图中的末端要素加以整理，构成过程控制流程，列入公司的技术管理制度，编号为GDJS[技]—011--2021，作为工程施工管理人员在隧道施工中按照执行。十、领会及今后计划在此次QC