超前地质预报施工作业指导书.docx
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超前地质预报施工作业指导书
阳安二线铁路六标段隧道工程
编号：
超前地质预报施工作业指导书
单位：
编制：
审核：
批准：
2016年9月10日发布2016年9月10日实施
阳安二线铁路隧道工程
超前地质预报施工作业指导书
1．适用范围
适用于阳安二线铁路六标隧道超前地质预报作业。
2超前地质预报
2.1工艺概述
隧道超前地质预报是隧道（信息化）施工管理的重要组成内容，针对隧道围岩复杂多变的特点，避免不良地层结构导致隧道坍塌、沉陷、涌水、有害气体突出等事故的发生，而采用的综合超前的地质预测措施。
超前地质预报主要适用于具有岩溶、岩溶突水（突泥）、断层破碎带、浅埋段、高地应力（可能产生硬岩岩爆和软弱围岩塑性变形）和瓦斯等有害气体的铁路隧道。
2.2作业内容
地质超前预报可采用地质调查法、超前钻探法、物探法和超前导坑预报法。
各预报方法应包括下列内容：
1地质调查法：
包括隧道地表补充地质调查、洞内开挖工作面地质素描和洞身地质素描、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析、地质作图等。
2超前钻探法：
包括地质超前钻探、加深炮孔探测及孔内摄影。
3物探法：
包括弹性波反射法（地震波反射法、水平声波剖面法、负视速度法和陆地声呐法等）、电磁波反射法（地质雷达探测）、红外探测、高分辨直流电法等。
4超前导坑预报法：
包括平行超前导坑法、正洞超前导坑法等。
2.3质量标准及验收方法
1隧道施工应进行超前地质预报，超前地质预报应纳入正常的施工工序。
2隧道超前地质预报应根据区域地质资料和设计文件，结合现场实际情况制定预报方案，包括人员组织、资源配置、作业程序、经费管理等。
2.4工艺流程
2.4工艺流程图
2.5主要地质预报方法工序作业步骤说明
一、施工准备
1、做好超前地质预报作业技术交底。
2、准备好各种施工机械和测量仪器。
3、检测之前对仪器进行检查，确保能正常运行。
4、准备好预测使用的各种材料。
二、地质分析法
1.地质分析法主要是根据隧道已有勘察资料、地表补充地质调查资料、洞内地质调查资料、隧道掌子面地质素描，通过地层对比、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析、地质作图等，推测掌子面前方可能揭示的地质情况，如地层岩性、地质构造、不良地质及特殊地质等。
2.地质分析法的工作要求：
（1）隧道地表地质补充调查应现场记录并及时反映在隧道工程地质平面图上。
（2）隧道内地质素描的结果应按一定格式、一定比例反映到隧道地质展示图和隧道地质纵断面图上，并附以必要的说明。
隧道地质展示图和隧道地质纵剖面图应分段完善、总结。
（3）地质素描图应采用现场草图、出洞后及时誊清的方式完成，记录必须在现场根据实际情况记录，不得回忆编制或室内制作。
地质素描原始记录、图、表须当天整理。
（4）地质素描图式、图例、用语应标准统一。
（5）按要求采集标本，并及时整理。
三、红外探测
1.有效探测距离
红外探测的有效探测距离约为30m。
连续探测时，每两次探测应重复5m。
2.现场数据采集：
（1）如需全空间全方位探测灾害源，应沿隧道轴向在拱顶、拱腰、边墙、隧底布置测线，测点间距探水时一般为5m，发现异常时应根据需要进行加密。
（2）测线布置一般自掌子面开始往洞口方向布设，长度通常为60m，可根据需要调整。
（3）开挖面测线布置，一般为3~4条，每条测线步布3~5个测点。
（4）每次探测应对岩体的裂隙发育情况和隧壁渗水情况进行详细记录。
3.资料整理
按顺序绘出开挖面前方、隧底、隧顶和两侧边墙的红外探测曲线，并标明裂隙发育和有渗水现象的里程位置。
每次探测应特别注意对开挖面前方探测结果的对比分析，如有异常应及时采用其他方法综合排查。
4.编制探测报告，内容应包括探测工作概况、地质解译结果、掌子面探测数据图、左右边墙及拱顶等测线的探测曲线图等。
四、超前水平钻探
1.根据需要采取1~5孔超前水平钻探（局部7孔），其终孔位置一般要超出开挖轮廓线3~5m，长度宜在30~50m之间，孔径应满足设计要求：
2.应采用高效钻机和钻进方式，以提高钻进速度，减少超前水平钻探占用掌子面的时间；
3.两次循环的超前水平钻探搭接长度不小于5m；
4.钻进过程中，对断层、溶洞充填物应干钻取样，对不同岩层代表性取样；
5.超前水平钻探资料应现场记录描述；
6.24h内提交完整的钻孔探测报告。
五、地质雷达探测
1.在完整灰岩地段有效探测距离应达到30m，在岩溶发育地段根据雷达波形判定预报长度，两次预报的重复长度应在5m左右。
2.现场数据采集主要是在开挖面上进行，采用两种不同中心频率的天线在相同的测线上重复观测，一般应采取连续观测方式。
3.应充分利用避车洞或超前钻探揭露的地质界面等有利地段求取地层的相对介电常数和电磁波速度。
4.雷达记录应清晰，反射波形、同相轴明显，发现不合格的记录应重测。
应根据记录的情况进行必要的处理，如编辑、滤波、增益、褶积、道分析、速度分析和消除背景干扰等，求得时间剖面。
解释确定反射体的位置、形态，推断其充填情况。
必要时应制作模型进行反演解释。
5.编制探测报告，内容应包括探测工作概况、地质解译结果、测线布置图（表）、探测时间剖面图、采集及解释参数等测线布置图。
六、TSP报告
1.有效探测距离为100~150m。
需要预报区段大于有效预报距离时应多次预报，两次预报重复长度不小于10m。
2.数据采集时应对每一炮的波幅进行调节，对采集的数据及时进行三维波场处理，提取反射界面。
3.编制探测报告，其内容应包括：
（1）概况：
隧道工程概况、地质概况、探测工作概况等；
（2）野外数据采集：
观测系统、采集方法、数据质量等；
（3）数据处理：
采用的软件及处理流程、参数选择说明、处理成果及质量等；
（4）资料分析与判释：
附上成果图，主要是二维显示图，需要时尚可附上分析处理波形图、频谱图、深度偏移剖面图及岩体物理学参数表，以及地质判释推断的地球物理准则；
（5）结论及建议：
提出隧道掌子面前方存在的对隧道施工有影响的工程地质和水文地质隐患，以及施工过程中应采取的措施。
七、单点反射（HSP）
1.单点反射的有效探测距离应达到50m左右，两次探测的重复段应大于5m；
2.现场数据采集应满足下列要求：
（1）数据采集的时间段，现场应没有其他振动源；
（2）每开挖面布置5~10个钻孔，应分布均匀，孔深1~1.5m；
（3）炸药置于孔底，与孔壁藕合严密，药量50g左右，最大不超过75g；
（4）检波器随机均匀的垂直安置在开挖面上，并采取有效措施，以防声波干扰；
（5）在已施工完洞身部位用锤击求取地层的传播速度。
3.对单道记录进行滤波、压制干扰和指数增益调整。
对于每一道不同炮的记录和每一炮不同道的记录进行对比分析，以规律性好、重复性好的记录道进行解释。
必要时应进行正演计算。
4.应提交资料：
原始记录、经过处理用于解释的波形曲线、解释结果和地质结论。
2.6施工机械及施工及工艺装备见下表
表2.6
序号
设备配套
备注
1
红外探测仪
2
地震波反射法探测系统
3
水平声波剖面法探测系统
4
陆地声呐法探测系统
5
超前钻机配套系统
6
地质素描配套仪器
2.7安全生产及环境保护
1.施工安全
（1）遵守隧道内的安全规定。
（2）在现场采集数据时由于与隧道施工同时进行，测量人员应注意过往车辆。
（3）红外采集时主机应放在支护好的地段，避免掉块损坏仪器，同时应保护好长达400~500m的电极线，避免被拉断。
（4）红外探测过程中不准用仪器上的激光指向器对准别人的面部，以免激光伤害到眼睛。
（5）施钻过程中有流泥、流砂与涌水时，立即停止钻进，采取关闭孔口管等防突措施，并速报上级。
（6）TSP现场数据采集完成后剩余的炸药、雷管要如数、及时归还炸药库。
2.环境保护
（1）开始探测前，必须进行环境因素识别，确定重要环境因素，制定相应的管理方案。
（2）在探测过程中不得堆放任何含有有害物质的材料。
（3）探测过程中剩下的废弃物应堆放在指定的地点。
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