刘坪隧道超前地质预报实施方案.docx

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刘坪隧道超前地质预报实施方案

一、编制依据

（1）《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214-2005）——中国铁道出版社；

（2）《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设【2008】105号）；

（3）《铁路工程施工技术手册——隧道（上册）》——中国铁道出版社；

（4）《工程地质及水文地质》——中国水利水电出版社

（5）《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（2010）120号；

（6）施工设计图纸、设计要求和环境、地质条件及相关设计参考图；

二、工程概况

刘坪隧道位于陕西省延安市宝塔区梁村乡境内，刘坪隧道进口里程DK329+524.7，出口里程DK332+900，隧道全长3375.3m，为单洞双线隧道，最大埋深148m。

隧道进口DK329+524.7~DK329+363.53段位于R=1200m的曲线上，其余段位于直线上。

隧道线间距变化范围4.00~4.16m。

隧道纵坡为单面坡，坡度及坡长依次为-4.48‰/375.3m,-11‰/2600m,-3.92‰/400m。

隧道进口与桥沟大桥相连，桥台台尾里程为DK329+524.7，隧道缺口里程DK329+524.7。

三、地质概况

（一）地层岩性

隧道所在范围内地层主要为第四系统冲击（Q4al+pl）砂质新黄土；上更新统风积（Q3eol）砂质新黄土、黏质新黄土；中更新统洪积（Q2pl）黏质老黄土；第三系上新统（N2）粉质粘土；侏罗系中统（J2）泥岩、砂岩；三叠系上统瓦窑堡组（T3w）砂岩、泥岩隧道所在区域的大地构造位属于陕甘宁台坳（又称鄂尔多斯盆地）东南翼部，是一个基底硬化程度很高、比较标准的稳定地块，是一个经历多旋回构造发展，最终形成的具有多次坳陷叠加的中生代盆地。

构造踪迹比较微弱，褶皱和撕裂不发育，总体上为翼西倾平级的单斜构造，倾角一般为2-5°。

DK329+524.7~DK332+319里程段地层产状235°∠5°，DK332+319~DK332+900里程段地层产状285°∠5°.隧道在DK332+319处为侏罗系中统（J2）和三叠系上统瓦窑堡组（T3w）的分界，为平行不整合接触。

（二）水文地质特征

（1）地表水

隧址区部分沟谷中有水，随季节变化幅度大。

调查时在DK330+020右45m有一泉井，长5.0m，宽3.0m；DK331+193左侧60m沟口附近有一泉井，大略估算影响半径R=215.5+510.5K。

式中：

R—隧道一侧涌水影响宽度（m），K—水体渗透系数（m/d）渗透系数K=0.15m/d。

计算所得隧道一侧涌水影响半径为292。

（2）地下水

隧道区地下水主要为基岩裂隙水及第四系潜水。

基岩裂隙水赋存于砂岩、泥岩中，局部水量较丰富，雨季孔隙水多沿土石届面或节理裂隙发育段涌水。

该区地下水主要接受大气降水补给，地下水水位，水量随季节性变化明显，雨季水量较大，旱季相对较小。

①孔隙水

第四系孔隙潜水主要赋存于沟谷或者山坡，山梁上第四系松散堆积物以新、老黄土中，隧道洞身孔隙潜水主要分布在DK329+545~DK329+750、DK332+800~DK332+905，对隧道施工将造成一定影响。

孔隙潜水水量受季节影响较大，雨季时孔隙水多沿土石界限股状涌出，干旱季节时水量较少。

②基岩裂隙水

主要赋存于侏罗系砂泥岩中及三叠系砂泥岩中，隧道区砂岩及泥岩裂隙发育，岩体较破碎，由于降水入渗，容易在砂岩体风化带内形成囊状富水带，局部水量较大。

（三）本隧道主要工程地质问题及风险

⑴隧道进出口DK329+545~DK329+700、DK332+800~DK332+905，存在黏质新黄土，含水量较高，为潜在软弱面，施工不当会形成工程滑坡。

⑵DK329+910~DK330+000、DK330+020~DK330+170存在两处滑坡，为黄土滑坡。

⑶侏罗系及三叠系砂泥岩互层，水平层理，泥质胶结，薄~中厚层状，节理裂隙发育，泥岩遇水易软化，开挖后层间结合力逐渐降低，易产生类似于门式破坏的掉块、塌方事故，安全风险较大。

四、超前地质预报的目的及目标

超前地质预报的目的是在施工前期地质勘查成果的基础上,进一步查明掌子面前方一定范围内围岩的地质条件,超前探测地层岩性、软弱层的位置、岩体完整程度、断裂带位置、宽度、破碎程度、富水性，等不良地质以及隐伏的重大地质问题。

为信息化设计和施工、围岩变更提供依据。

预报突水突泥及断层破碎带具体位置及可能带来的灾害程度，降低地质灾害发生的风险；提供必要的地质参数如：

地下水压力、涌水量等；提供施工掌子面前方地质信息，进一步确定保证围岩稳定性的工程措施及合理的施工方法；优化施工方案提供依据，指导施工顺利进行，确保施工安全；为编制竣工文件提供可靠地地质文件。

超前地质预报的目标是准确预报掌子面前方围岩地质情况及富水情况，重点预报突水突泥及断层破碎带等不良地质的具体位置、规模及影响程度，控制掌子面前方30m范围内不良地质体预报误差在1m以内。

隧道施工过程中应开展地质预报工作，以获取开挖前方的地质信息，并根据预报结果及时报送相关单位，以调整隧道设计，施工方案，实行信息化设计，信息化施工，指导隧道安全施工，避免发生地质灾害。

五、组织机构及机具设备

（一）组织机构

为了及时准确的对掌子面前方地质情况进行超前预报，我工区将采取地质分析法、物探法和水平钻孔法等方法，地质分析方法作为基本方法，物探方法作为快速侦察手段，水平钻孔方法在地质特殊复杂地段纳入工序进行组织管理；三种方法有机结合，配合应用，发挥各自长处，从不同方面发现异常、揭示异常，组成超前地质预报完整的技术体系超前地质预报机构如下：

领导小组、专家顾问组、项目负责人、技术负责人、安全质量部、物理勘探部、地质素描部、综合管理部。

（二）超前地质预报小组岗位职责

1、领导小组：

超前地质预报小组成员：

工区经理负责，总工前头，技术部部长主要负责，测量小组人员具体实施。

（1）制定和策划超前地质预报实施方案，建立健全各项管理制度，合理组织调配资源，实施标准化管理，制定并完成超前地质预报质量、安全、环境、进度等各项管理目标。

（2）超前地质预报工作开展前审查关键岗位人员资质、设备状况、计量仪器检定情况等；组织对所有参加人员和单位开工前技术交底和培训。

（3）超前地质预报工作实施中督促做好自检自查；组织安全、质量管理人员进行技术指导和质量监控。

（4）负责和业主、监理单位和其它相关单位的协调工作。

（5）负责审核超前地质预报的成果报告及时提交预报技术成果报告。

2、项目负责人：

（1）主持项目部全面工作，负责现场的全面协调、安全管理和文明施工。

（2）负责与建设单位、施工单位及监理单位沟通、联系和协调工作。

（3）组织超前地质预报的实施、参与项目经理部组织的质量、技术会议。

（4）对超前地质预报现场的安全及预报资料的准确性进行把控。

3、专家顾问组：

（1）对超前地质预报实施大纲、细则及预报方案进行咨询。

（2）对重大问题、疑难问题进行现场咨询。

（3）对重点、难点超前地质预报成果进行资料审查。

4、技术负责人：

（1）负责超前地质预报的技术、质量、安全控制，审核资料，督促日常工作、地质巡查和物探工作的把关和协调，具体如下：

（2）及时和各小组联系，督促、检查各小组完成其承担的相应超前地质预报工作。

（3）根据超前地质预报结果，结合地面勘测资料综合分析，提出综合超前地质预报结论和地质灾害警报，进行灾害评估、提出处理工程措施建议。

（4）分析超前预报的基础成果资料，并根据需要调整预报方案。

（5）组织超前地质预报综合成果的分析、判释及综合成果报告的编制，经项目负责人审核后及时提交相关各方。

（6）编制超前地质预报工作月报、年报及竣工总结报告。

5、安全质量组：

（1）针对隧道超前地质预报工作的危险性，制定安全生产规章制度。

（2）对施工环境、人员防护、仪器设备等进行作业前安全隐患的检查。

（3）作业过程安全操作检查，规避安全风险。

（4）对隧道超前地质预报过程中的质量控制和预报成果的准确性和科学性进行监督检查。

（5）组织召开质量分析会议，分析质量保证计划的执行情况，及时发现问题，研究改进措施。

（6）组织QC小组活动。

6、地质素描组：

（1）负责隧道地质调查及地质素描的各项工作，负责各隧道原始资料的综合分析和判断。

（2）负责地质调查成果资料的综合分析和灾害预报的发布。

（3）负责对隧道开挖掌子面围岩分级现场核对和修正。

（4）对地质调查成果的真实性负责。

7、物理勘探组：

（1）负责组织实施各种物探的现场数据采集工作。

（2）负责物探原始资料的综合分析和判断，及时提供超前地质预报物探报告；

（3）负责超前地质预报物探成果资料的综合分析和灾害预报的发布。

（4）对物探资料采集及资料分析的真实性负责。

8、超前钻探组：

（1）负责组织实施超前地质钻探和加深炮眼的的现场工作。

（2）对超前地质钻探和加深炮眼成果进行初步整理及分析。

（3）提供现场钻探记录及钻孔柱状图。

（4）对超前地质钻探和加深炮眼资料的真实性负责。

9、综合管理组：

（1）负责隧道施工进度的登记及超前地质预报工作的计划和安排；

（2）负责超前预报小组与施工单位、监理单位和业主之间的资料传递及信息传递；

（3）负责设备、车辆使用安排及保管工作。

（4）负责后勤管理工作，制定相关的规定及安排食宿等日常工作。

（三）机具设备

主要机具、设备、仪器见下表：

表1超前地质预报主要设备配置计划表

序号

设备名称

型号

数量

备注

1

超前预报仪

TSP203

1套

委托

2

气腿式凿岩机

YT—28

2套

3

地质钻机

ZYG150

2套

4

高密度电法仪

WDJD—1

1套

委托

5

地质罗盘仪

2套

6

数码相机、光学相机

CANNON

2部

7

笔记本电脑

IBM

1台

六、隧道地质复杂程度分级及预报方案

（一）隧道地质复杂程度分级

根据铁路隧道超前地质预报技术指南附录B，结合隧道施工规范中根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度，隧道地质复杂程度分为四级：

复杂（A级）、较复杂（B级）、中等复杂（C级）和简单（D级）。

本隧道及辅助坑道的工程地质复杂程度分级有复杂、较复杂、中等复杂和简单，具体见表2：

（二）分级预报方案

超前地质预报坚持隧道洞内探测与洞外地质勘探相结合、地质方法与物探方法相结合、多种物探方法相结合、地球物理方法与超前水平钻探相结合，辅助导坑与主洞探测相结合，开展多层次、多手段的综合超前地质预报，并贯穿于施工全过程。

A级预报：

采用地质素描、地震反射波法（TSP、TGP等）、超前水平钻探、加深炮孔等手段综合预测。

首先以长距离地震反射波法进行预测，同时中长距离的超前钻探探查，每一个开挖循环，都进行加深炮孔探测。

B级预报:

采用地质素描，地震反射波法，进行必要的单孔超前水平钻和加深炮孔探测。

当发现局部地段较复杂时，则按A级要求实施。

C级预报：

以地质素描为主。

对重要的地质（层）界面、断层或物探异常可采用地震反射波法进行探明，必要时单孔超前钻探。

D级预报：

采用地质素描、辅以加深炮孔。

具体情况如表2

表2超前地质预报地质分级表

起里程

迄里程

长度（m）

地质复杂程度分级

超前预报方法

DK333+390

DK333+445

55

较复杂

掌子面素描、地质调查、地表监测

DK333+445

DK333+540

95

中等复杂

掌子面素面、地质调查

DK333+540

DK333+580

40

较复杂

掌子面素面、地质调查

DK333+580

DK333+040

460

中等复杂

掌子面素面、地质调查

DK333+040

DK333+11