隧道及地下工程超前地质预报技术介绍PPT课件下载推荐.ppt

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致地表塌陷、井水枯竭、河水断流；

20062006年年11月月2121日日1010时时5050分，分，宜万铁路马鹿箐隧道出口平导宜万铁路马鹿箐隧道出口平导PDK255+978.1PDK255+978.1，即距洞口，即距洞口3152m3152m处的掌子面拱顶突发透水事故，处的掌子面拱顶突发透水事故，1515分钟内涌水量达分钟内涌水量达1810181044mm33，造成重大人员伤亡和经济损失；

，造成重大人员伤亡和经济损失；

20052005年年1212月月2222日日1414时许四川都江堰至汶川高速公路董家山隧道发生瓦斯爆炸事时许四川都江堰至汶川高速公路董家山隧道发生瓦斯爆炸事故，造成故，造成4444人死亡，人死亡，1111人受伤；

日本东海道干线旧丹拿隧道人受伤；

日本东海道干线旧丹拿隧道（长（长7.84km7.84km）19811981年开工后曾年开工后曾66次遇到大规模高压涌突水，最次遇到大规模高压涌突水，最1国内外历史及现状1.11.1超前地质预报的重要性超前地质预报的重要性大一次达大一次达3.3m3.3m33/s/s，水头高达，水头高达1.4MPa1.4MPa，贯通时总涌水量达，贯通时总涌水量达1.63m1.63m33/s/s，致使该隧道建设工期达，致使该隧道建设工期达1616年之久；

日本的万之濑年之久；

日本的万之濑（lai）（lai）川引水隧道（川引水隧道（8.2km8.2km），在施工中出现严重涌突水，最），在施工中出现严重涌突水，最大水量大水量2.4m2.4m33/s/s，水头压力高达，水头压力高达1.45MPa1.45MPa，致使，致使55次改变施工次改变施工方案，延误工期近方案，延误工期近22年；

年；

19921992年竣工的辛普伦双孔单线隧道年竣工的辛普伦双孔单线隧道是穿越阿尔卑斯山的第四座特长隧道，施工期间发生的特大是穿越阿尔卑斯山的第四座特长隧道，施工期间发生的特大规模涌水，涌水量达规模涌水，涌水量达13.4m13.4m33/s/s，水温高达，水温高达47564756；

前苏联；

前苏联的贝阿铁路北穆隧道（长的贝阿铁路北穆隧道（长13.5km13.5km），最大涌水量达），最大涌水量达6010601044mm33/d/d。

这些工程事例表明岩溶和涌突水以及煤层瓦。

这些工程事例表明岩溶和涌突水以及煤层瓦斯等给工程本身和周围环境造成极大的危害。

斯等给工程本身和周围环境造成极大的危害。

准确预报施工前方地质条件是隧道建设的迫切需要，是准确预报施工前方地质条件是隧道建设的迫切需要，是确定工程对策、工程措施的关键，是工程施工安全的前提，确定工程对策、工程措施的关键，是工程施工安全的前提，是控制和合理运用工程投资的重要因素。

是控制和合理运用工程投资的重要因素。

1超前地质预报发展的历史及现状1.21.2超前地质预报发展的历史及现状超前地质预报发展的历史及现状超前地质预报近年来在我国成为一热点技术，隧道及地超前地质预报近年来在我国成为一热点技术，隧道及地下工程界对此非常重视。

国外早在二十世纪四、五十年代就下工程界对此非常重视。

国外早在二十世纪四、五十年代就开展了隧道施工超前地质预报工作，日、法、英、前苏联、开展了隧道施工超前地质预报工作，日、法、英、前苏联、德、美等早已将其列为隧道工程建设必须开展的工作。

我国德、美等早已将其列为隧道工程建设必须开展的工作。

我国自六、七十年代修建成昆铁路线时开始开展此项工作。

八十自六、七十年代修建成昆铁路线时开始开展此项工作。

八十年代以来，国内外隧道施工超前地质预报技术得到了长足的年代以来，国内外隧道施工超前地质预报技术得到了长足的发展，尽管如此，还没有哪一种仪器和设备能解决所有的地发展，尽管如此，还没有哪一种仪器和设备能解决所有的地质问题，预报理论与技术仍需完善，仪器和设备仍需不断更质问题，预报理论与技术仍需完善，仪器和设备仍需不断更新改进。

直到现在，我国还未有一部国家、地方、部门专门新改进。

直到现在，我国还未有一部国家、地方、部门专门关于超前地质预报方面的规范，仍属于半科研半生产性质的关于超前地质预报方面的规范，仍属于半科研半生产性质的技术，大家在工程实践中仍是探索着前进。

技术，大家在工程实践中仍是探索着前进。

20052005年中铁隧道年中铁隧道集团主编的行业规范集团主编的行业规范客运专线铁路工程隧道施工技术规范客运专线铁路工程隧道施工技术规范1超前地质预报发展的历史及现状1.21.2超前地质预报发展的历史及现状超前地质预报发展的历史及现状第一次将超前地质预报技术作为专门章节列入，现正在送审第一次将超前地质预报技术作为专门章节列入，现正在送审之中，尚未发行，我院负责该章节的编写；

之中，尚未发行，我院负责该章节的编写；

20052005年我院编写年我院编写的的岩溶地区隧道超前地质预测预报工法岩溶地区隧道超前地质预测预报工法通过集团公司级通过集团公司级评审，鉴定为集团公司级工法；

受铁道部的委托，我院正在评审，鉴定为集团公司级工法；

受铁道部的委托，我院正在编写编写铁路隧道超前地质预报技术指南铁路隧道超前地质预报技术指南，尽管时间很紧，尽管时间很紧，压力很大，我们作为一种荣誉任务要尽全力编写好，不仅要压力很大，我们作为一种荣誉任务要尽全力编写好，不仅要体现出我院的水平，还要体现出我国在超前地质预报方面的体现出我院的水平，还要体现出我国在超前地质预报方面的发展水平。

很多人在问，目前经常采用的预报手段到底有哪发展水平。

很多人在问，目前经常采用的预报手段到底有哪些、原理是什么、有哪些优缺点、适用范围如何、在工程中些、原理是什么、有哪些优缺点、适用范围如何、在工程中该如何选择、准确度怎样？

带着这些问题，今天与大家共同该如何选择、准确度怎样？

带着这些问题，今天与大家共同探讨。

探讨。

2超前地质预报的目的、任务及工作内容ll2.1超前地质预报的目的及任务ll1进一步查清因前期地质勘察工作的局限而难以探查的、隐伏的重大地质问题，进而指导工程施工的顺利进行；

ll2降低地质灾害发生的机率；

ll3为设计变更提供地质依据；

ll4为编制竣工文件提供地质资料。

2超前地质预报的目的、任务及工作内容ll2.22.2超前地质预报的主要工作内容超前地质预报的主要工作内容ll11地层岩性，特别是对软弱夹层、破碎地层、地层岩性，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土的预测预报；

煤层及特殊岩土的预测预报；

ll22地质构造，特别是对断层、节理密集带、地质构造，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褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况的预测预报；

预报；

ll33不良地质，特别是溶洞、暗河、人为坑洞、不良地质，特别是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性、有害气体、高地应力等发育情况的预测放射性、有害气体、高地应力等发育情况的预测预报；

ll44地下水，特别是对岩溶管道水、富水断层、地下水，特别是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴及富水地层等的预测预报。

富水褶皱轴及富水地层等的预测预报。

3超前地质预报的主要手段3.1超前地质预报方法的分类超前地质预报的方法主要包括：

1地质分析法，包括地质素描法、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析法、地质作图法等。

2超前导坑预报法，包括平行导坑法、正洞导坑法；

3超前钻探预报法，包括深孔水平钻探、58m加深炮孔探测及孔内摄影；

4物探方法，包括TSP隧道地震波反射法、HSP声波反射法、陆地声纳法、负视速度法、地质雷达、红外探测、单孔和跨孔CT、TGP12地震波反射法等。

3超前地质预报的主要手段3.2各种主要预报手段3.2.1地质分析法3.2.1.1地质素描法1、原理利用地质理论和作图法，将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量、煤层、溶洞等准确记录下来并绘制成图表，结合已有勘测资料，进行隧道开挖面前方地质条件的预测预报。

2、优缺点该方法设备简单（地质罗盘）、操作方便、不占用隧道施工时间，提交资料及时，且能为整座隧道提供完整的地质资料，费用低，但对与隧道交角较大而又向前倾的结构面容易产生漏报，对操作人员地质知识水平要求较高，一般要求地质专业人员来完成。

3超前地质预报的主要手段3.2各种主要预报手段3.2.1地质分析法3.2.1.1地质素描法3超前地质预报的主要手段3超前地质预报的主要手段3.2各种主要预报手段3.2.1地质分析法3.2.1.2地层分界线及构造线地下和地表相关性分析法用已开挖隧道段地层分界线及构造线在地表的反映预报尚未开挖段隧道地质条件，预报距离长，施工有充分准备时间，不干扰施工，工作可由专业地质人员完成。

（层序、层厚、标志层）3.2.1.3地质投影作图法利用地表观测到的断层、岩脉等产状，投影作图给出该断层、岩脉在洞轴上出现的位置。

3超前地质预报的主要手段地层分界线及构造线地下和地表相关性分析法、地质投影作图法3超前地质预报的主要手段3.2各种主要预报手段3.2.2超前导坑预报法3.2.2.1平行导坑法平行导坑法是在隧道正洞左边或右边一定距离开挖一个平行的断面较小的导坑，以导坑中的地质情况通过地质理论和作图法预报正洞地质条件的方法。

平行导坑的作用很多（如排水、减压放水、改善通风条件、增加工作面及探明地质条件等），地质预报只是其中用途之一，一般只是当设计图纸中有平导设计的才采用该法，因其费用极为昂贵。

3.2.2.1正洞导坑法正洞导坑法是在隧道正洞中某个部位开挖一个断面较小的导坑以探明地质情况的方法。

该方法较平行导坑法更直接、更准确。

正洞导坑可作为隧道施工工法的一种，既开挖了隧道，又探明了地质。

3超前地质预报的主要手段3.2各种主要预报手段3.2.3超前钻探预报法3.2.3.1深孔水平钻探1、原理超前地质钻孔是利用水平钻机在隧道掌子面进行水平地质钻探获取地质信息的一种地质超前预报方式。

下图是某隧道复杂地段水平钻孔布置方式图，钻孔纳入了施工工序，每30m一个循环，纯钻时间59小时，辅助时间12小时，干扰施工时间611小时（约713%）。

（仰角、伏角、外插角）（根据需要可有多种不同的布置方式和钻孔个数）图超前水平钻探钻孔布置图3超前地质预报的主要手段3.2各种主要预报手段3.2.3超前