超前地质预报专项施工方案Word下载.docx
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围岩稳定性差,节理较发育。
榴桐寨隧道、平安隧道、横洞及斜井具体围岩等级见表2-2-1、2-2-2。
表2-2-1榴桐寨隧道、平安隧道具体围岩等级表
序号
名称
里程
长度
围岩分级计算长度(m)
(m)
II
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1
榴桐寨隧道
左线D8K149+550~D8K151+598
2048
480
1568
右线YD8K148+753~YD8K151+573.5(含明洞10m)
2820.5
807
2003.5
2
平安隧道
左线D8K151+760~D8K170+850
19090
200
3565
8808
6537
右线YD8K151+735.5~YD8K170+935
19199.5
3446
8850
6703.5
合计
43158
400
7011
18945
16812
占总隧长比例(%)
0.9%
16.2%
43.9%
39.0%
榴桐寨隧道、平安隧道大变形段长度总计11280m,占隧道总长的27.5%。
表2-2-2横洞及斜井具体围岩情况
隧道名称
辅助坑道名称
总长度
围岩分级长度(m)
2#横洞
263
1#横洞
365
3
754
4
5#横洞
2699
850
1547
302
5
6#横洞
2852
450
1752
650
6
3#斜井
1893
700
1193
合计(m)
8826
1300
3999
3527
占总长比例(%)
14.73
45.31
39.96
2.2.2.3地质构造
本标段隧道受区域构造影响,断层、褶皱发育。
平安隧道以石大关断层为界,分为2大构造带:
石大关弧形构造带、较场山字形构造带。
2.2.2.4地震动参数
根据2011年8月中国地震局对成兰铁路地震安评报告的审查和批复,本标段沿线地震参数如表2-2-3所示。
表2-2-3地震动参数
长度(km)
地震动峰值加速度
D8K149+550~D8K170+850
21.3
0.3g
2.2.2.5水文地质
本标段地表水主要为江溪水、沟水,岷江水。
沿线地表和地下水丰富,山间溪流一般长年有。
总体上地表水集中在沟谷,径流快、静藏量小。
2.2.2.6不良地质与特殊岩土地段
⑴不良地质体:
本标段地质构造复杂,岩体破碎,不良地质发育,主要有滑坡、泥石流、岩堆、危岩落石、岩溶、地震区、人为坑洞、断层破碎带等。
⑵特殊岩土:
主要为软土、松软土、膨胀土、膨胀岩、人工填土、湿陷性黄土、板岩、炭质板岩、灰岩等。
第三章施工超前地质预报实施方案
3.1施工超前预报工作执行的规程、规范和指南
⑴《铁路隧道施工地质超前预报技术指南》铁建设[2008]105号;
⑵《铁路工程地质勘察规范》TB10012-2007J124-2007;
⑶《铁路工程不良地质勘察规程》TB10027-2001J125-2001;
⑷《铁路工程特殊岩土勘察规程》TB10038-2001J126-2001;
⑸《铁路工程水文地质勘察规程》TB10049-2004J339-2004;
⑹《铁路工程物理勘探规程》TB10013-2004;
⑻《铁路工程抗震设计规范》GB50111-2006;
⑼《岩土工程勘察规范》BG5002-2001;
⑽《中国地震动参数区划图》GB18306-2001;
⑾《铁路隧道设计规范》JB10003-2005;
3.2施工超前预报的目的
⑴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;
⑵降低地质灾害发生的机率和危害程度;
⑶为优化工程设计提供地质依据;
⑷为编制竣工文件提供地质资料。
3.3施工超前预报方法及其内容
根据隧道地质条件、风险源及其风险等级,采取不同的超前探测方法,分别为地质调查法、物探法及超前钻探法。
3.3.1长距离预报
长距离预报主要采用地质分析法,根据地面测绘和其它基础资料对隧道通过区的地质界线、地层岩性、地质构造、围岩级别、储水构造、富水规模、岩溶发育规律及特征、其它不良地质及特殊地质发育情况进行长距离、宏观预测预报,分析和把握存在的主要工程地质问题、主要地质灾害隐患及其分布范围、在隧道内揭示的大致里程等,从而制定预报预案,预报距离一般在掌子面前方100m以上,并根据揭示情况进行不断的修正。
3.3.2中长距离预报
中长距离预报是在长距离预报的基础上采用地震波反射法或声波反射法、高分辨电法、深孔水平钻探等对掌子面前方30~100m范围内的地质情况作进一步的预报,如对不良地质体的位置、规模、性质作较为详细的预报,粗略的预报围岩级别和地下水情况等。
3.3.3短距离预报
短距离预报是在中长距离预报的基础上采用掌子面素描、红外探测、地质雷达和超前钻孔等方法进行预报,探明掌子面前方30m范围内地层岩性、地质构造、不良地质及地下水出露情况等,对可能有突泥、突水和其它不良地质情况的地段应进行钻孔验证。
本标段隧道施工超前预报主要采用地质调查法、物探法、超前钻探法。
施工地质预报是一项系统性的工作,需纳入施工工序。
根据以上原则,制定具体预报方案如下:
⑴地面调查:
对隧道范围内地形、地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件,不良地质作用等进行进一步的全面核查。
⑵洞内地质素描:
对隧道全段(包括正洞、辅助坑道),进行地质素描。
⑶TSP超前探测:
采用TSP超前探测,重点查明隧道岩体完整性,软弱结构面,断层破碎带,裂隙发育带规模、大小、发育位置,对隧道进行贯穿性探测。
⑷红外探测法:
采用红外线探测仪对隧道前方掌子面水文地质条件进行探测,宏观掌握掌子面前方短距离(大约30m)范围内的富水带位置及富水情况。
⑸地质雷达探测:
采用地质雷达对可溶岩段、向斜核部、侵入接触带、软硬岩接触带、断层及其影响带或TSP超前探测发现的异常地带,进行短距离精确探测,精确查明岩溶裂隙发育位置、大小规模、形态、充填及富水状况以及断层破碎带、裂隙发育带位置、规模、接触带岩体完整性等工程地质及水文地质条件。
⑹超前地质钻孔:
对于隧道可溶岩岩溶弱发育段,采用一孔超前探孔贯通,对于岩溶中等~强烈发育及复杂地段(勘察期间发现的断层破碎带、褶皱地段、沟谷地段、可溶岩与非可溶岩接触带、裂隙发育带、岩脉出露带及其他预报手段探测到的异常地段)必要时采用多孔探测;
重点复杂地段(其他预报手段探测到的重大异常地段)采用超前地质探孔进行超前验证探测。
⑺掌子面加深炮眼:
利用在隧道开挖工作面上炮眼钻孔,选择3~5个钻孔加深3m以上,探测掌子面前方的地质情况。
3.4施工超前预报工作流程
隧道施工超前地质预报工作采用长短结合、上下对照、定性与定量相结合,多方法、多频次相互印证的原则,进行综合施工超前地质预报。
针对沿线各隧道洞身段地质复杂程度,具体预报分为常规预报和加强预报两种情况。
常规预报:
主要采取以地质分析为基础、物探方法结合钻探方法为手段,宏观预报(地表调查)、中长距离预报(TSP预报)、短距离预报(表面地质雷达、超前地质钻孔和加深炮眼)相结合的预报体系。
其流程见图3-4-1。
图3-4-1常规预报工艺流程图
加强预报:
主要采取以地质分析为基础、物探方法结合钻探方法为手段,宏观预报(地表调查)、中长距离预报(TSP预报)、短距离预报(表面地质雷达、红外线预报、超前地质钻孔和加深炮眼)相结合的预报体系。
其流程见图3-4-2。
图3-4-2加强预报工艺流程
3.5隧道施工超前地质预报关键技术问题的对策
⑴岩溶及涌水、突泥预报
首先利用地质调查与地质素描手段,确定隧道可溶岩发育的大致里程,再通过TSP203A对岩溶及地下水发育的位置、规模及性质作较为详细的预报,然后采用掌子面素描、地质雷达、红外探测等方法更加准确地预报掌子面前方30m范围内岩溶的发育情况,对可能有岩溶、突泥涌水的地段特别是可溶岩与非可溶岩的接触带应进行水平钻验证,超前钻探时必须设有防突装置,具体为在钻孔时安设孔口管及高压闸阀,当遇有高压水时,要立即拔出钻具,关闭孔口管的高压阀门,等待制定处理措施。
对岩溶强烈发育地段可增加钻孔的数量及增加地质雷达探测的频率,并对开挖后的隧道底板用地质雷达进行隧底岩溶检测。
斜井工区、隧道反坡施工地段处于富水区时,超前钻探作业时应做好突涌水处治的方案。
隧道涌水、突泥预报程序,见图3-5-1。
图3-5-1隧道涌水突泥预报程序框图
⑵断层破碎带预报
首先利用地质调查与地质素描手段,确定在勘察阶段发现的宽大断层的大致里程,此外,由于地壳中许多断层并未延伸至地表或被覆盖层所覆盖,所以隧道在开挖过程中所揭露的断层往往多于地表所发现的数量,鉴于沿线隧道属岩溶隧道,故应进行TSP203A、地质雷达和红外探水贯通性探测,探测掌子面前方围岩的强度、完整性、富水性,然后根据掌子面素描观察隧道围岩的变化,统计节理组数及其形态的变化,推测前方可能出现断层的位置,对可能出现断层的地段进行水平钻验证,钻孔时需安设孔口管及高压闸阀,当遇有高压水时,要立即拔出钻具,关闭孔口管的高压阀门,等待制定处理措施。
断层预报程序框图,见图3-5-2。
图3-5-2断层预报程序框图
第四章施工超前地质预报方法
结合沿线隧道地质条件,超前地质预报工作采用由面到点、长短结合、地面调查与洞内预报相结合、定性与定量相结合的方法,确保预报的准确性。
4.1施工段落与对应的地质预测预报方法
表4-1-1榴桐寨隧道左线各施工段落对应的地质预测预报方法统计表
围岩级别
物探法
超前钻探法
H2D8K0+000~+263
WT-1
ZT-1
D8K149+150~D8K149+200
ZT-2
D8K149+200~D8K149+910
D8K149+910~D8K150+120
WT-2
D8K150+120~750
D8K150+750~850
7
D8K150+850~980
8
D8K150+980~D8K151+360
9
D8K151+360~598
表4-1-2榴桐寨隧道右线各施工段落对应的地质预测预报方法统计表
YD8K148+753~YD8K149+220
YD8K149+220~930
YD8K149+930~YD8K150+140
V
YD8K150+140~770
YD8K150+770~870
YD8K150+870~YD8K151+000
YD8K151+000~380
YD8K151+380~573.5
表4-1-3平安隧道左线各施工段落对应的地质预测预报方法统计表
里程范围
平安隧道1号横洞
HD1K0+004~+190
HD1K0+190~+270
HD1K0+270~+365
平安隧道2号横洞
H2D8K0+004~+590
IV
H2D8K0+590~+754
HD4K0+300~+555
平安隧道5号横洞
HD5K0+000~250
HD5K0+250~500
HD5K0+500~800
10
HD5K0+800~900
11
HD5K0+900~HD5K1+050
12
HD5K1+050~300
13
HD5K1+300~410
14
HD5K1+410~600
15
HD5K1+600~750
16
HD5K1+750~950
17
HD5K1+950~HD5K2+300
18
HD5K2+300~653
19
HD5K2+653~699
平安隧道6号横洞
20
HD6K0+000~150
21
HD6K0+150~250
22
HD6K0+250~400
23
HD6K0+400~500
24
HD6K0+500~600
25
HD6K0+600~700
26
HD6K0+700~900
27
HD6K0+900~HD6K1+100
28
HD6K1+100~150
29
HD6K1+150~300
30
HD6K1+300~400
31
HD6K1+400~650
32
HD6K1+650~950
33
HD6K1+950~HD6K2+050
34
HD6K2+050~500
35
HD6K2+500~550
36
HD6K2+550~802
37
HD6K2+802~852
平安隧道3号斜井
38
XJ3K0+004~+350
39
XJ3K0+350~+450
40
XJ3K0+450~+700
41
XJ3K0+700~XJ3K1+350
42
XJ3K1+350~+450
43
XJ3K1+450~+893
平安隧道左线
44
D8K151+760~+790
45
D8K151+790~+980
46
D8K151+980~D8K152+080
47
D8K152+080~+380
48
D8K152+380~+430
49
D8K152+430~+500
50
D8K152+500~+880
51
D8K152+880~D8K153+500
52
D8K153+500~+550
53
D8K153+550~D8K154+250
54
D8K154+250~+320
55
D8K154+320~+500
56
D8K154+500~D8K155+450
57
D8K155+450~+630
58
D8K155+630~+650
59
D8K155+650~+880
60
D8K155+880~+950
61
D8K155+950~D8K156+220
62
D8K156+220~+370
63
D8K156+370~+500
64
D8K156+500~+700
65
D8K156+700~+750
66
D8K156+750~+800
67
D8K156+800~D8K157+480
68
D8K157+480~+615
69
D8K157+615~+665
70
D8K157+665~D8K158+030
71
D8K158+030~+510
72
D8K158+510~+980
73
D8K158+980~D8K159+180
Ⅱ
74
D8K159+180~+260
75
D8K159+260~+515
76
D8K159+515~+565
77
D8K159+565~D8K160+140
78
D8K160+140~+240
79
D8K160+240~+660
80
D8K160+660~+780
81
D8K160+780~D8K161+200
82
D8K161+200~+260
83
D8K161+260~+320
84
D8K161+320~+660
85
D8K161+660~+710
86
D8K161+710~+910
87
D8K161+910~D8K162+000
88
D8K162+000~+200
89
D8K162+200~+650
90
D8K162+650~+900
91
D8K162+900~D8K163+200
92
D8K163+200~+350
93
D8K163+350~+470
94
D8K163+470~+840
95
D8K163+840~D8K164+000
96
D8K164+000~+360
97
D8K164+360~+450
98
D8K164+450~+590
99
D8K164+590~DK8K165+105
100
D8K165+105~+230
101
D8K165+230~+280
102
D8K165+280~+550
103
D8K165+550~+720
104
D8K165+720~D8K166+250
105
D8K166+250~+590
106
D8K166+590~+645
107
D8K166+645~+695
108
D8K166+695~+855
109
D8K166+855~+955
110
D8K166+955~D8K167+055
111
D8K167+055~+205
112
D8K167+205~+405
113
D8K167+405~+705
114
D8K167+705~+755
115
D8K167+755~+905
116
D8K167+905~D8K168+400
117
D8K168+400~+420
118
D8K168+420~+500
119
D8K168+500~+550
120
D8K168+550~D8K169+000
121
D8K169+000~+120