超前地质预报专项施工方案.docx
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超前地质预报专项施工方案
四川省汶川至马尔康高速公路C10合同段
超前地质预报
专项施工方案
中国中铁
编制:
年月日
审核:
年月日
批准:
年月日
中铁隧道股份有限公司
汶马高速公路C10合同段项目部
二零一五年六月八日
2.3气象特征12
超前地质预报专项施工方案
1、编制依据、目的及适用范围
1.1编制依据
《两阶段施工图设计文件》
《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）
《岩土工程勘查规范》（GB50021—2001，2009年版）
《公路工程施工安全技术规程》（JTGF90—2015）
《汶马高速C10合同段项目部编排的实施性施工组织设计》
《汶马高速公路其他有关地质勘测资料》
1。
2编制目的
（1）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。
（2）降低地质灾害发生的机率和危害程度,尤其是复杂地区隧道施工风险.
（3）为优化工程设计提供地质依据.
（4）为编制竣工文件提供地质资料。
1.3适用范围及预报内容
（1）适用范围
适用于汶川至马尔康高速公路C10合同段内所有隧道的超前地质预报。
（2）本标段超前地质预报原则及手段
将超前地质预报纳入工序进行管理。
按照“以工程地质类型划分为核心,坚持粗查与精查相结合，物探与钻探相结合”的原则,采用多源协同预报技术，将地质调绘与洞内物探、钻探相结合,对开挖面前方断层、节理裂隙、破碎带、接触带、地层含水性及岩性和围岩级别等进行预报.
（3）预报方法
根据我公司多年施工中所总结的经验，拟采用TSP203探测地质构造（断层、节理、裂隙），红外探测地下水,物探异常区采用MKD—5S水平钻机和YT-28风钻长短接合钻探进行地质验证。
超前地质预报方法见表2—3.
表1：
超前地质预报主要方法一览表
仪器名称
型号
用途
水平地质钻机
MKD—5S
施做勘探孔或注浆孔
超前地质预报仪
TPS203+
预报掌子面前方100～200m范围地质情况
红外探水仪
探测掌子面前方30m范围地质情况
地质雷达
EKKO
预报不良地质发育范围
地质罗盘
DQY—1
量测岩层产状
高压流量计
量测地下水的水量
温度计
监测地下水开挖环境的温度变化
数码相机
Canon
在施工过程中记录地质变化情况
a.工作面地质素描预报
地质素描在隧道施工中全段进行，根据开挖段围岩的工程地质、水文地质特征进行预报结果的验证，提出是否修改预报方法及参数的意见。
b.TSP203、红外探水超前地质预报
每开挖100～150m通过TSP203+和红外探水对开挖方向进行中长距离预报。
TSP203对平直状地质界面（断层、节理、裂隙）的探测范围在隧道轴线方向可达一百五十米左右，横向探测范围通常在40～50m。
TSP203超前地质预报系统工作原理见图1。
c.工作面超前地质钻孔探测预报
在隧道施工通过断层破碎带时，每开挖30m，利用MKD—5S钻机采用钢丝绳取芯工法超前钻孔对开挖前进方向进行30~50m的钻探。
见图2。
施工中结合超前探测结果的异常段,增设钻孔。
在断层破碎带施工中，利用YT28钻机进行5m长的超前钻孔，对洞身前方进行全方位空间探测，探孔成放射形布设.超前探孔布置见图3。
图1：
TSP203超前地质预报系统示意图
图2：
冲击式钢丝绳取芯工法
图3：
超前探孔布置示意图
2、工程概况
2。
1工程位置及数量
本合同段为汶马高速C10合同段，位于四川省阿坝州藏族羌族自治州理县杂谷脑镇内。
工程起讫里程为K100+080~K104+900，全长4。
82km。
主要包含维关隧道、理县隧道及理县互通.其中理县隧道全长5580m，本合同段承建3370m。
本合同段起点维关隧道进口与C9合同段以桥梁相接，维关隧道出口接理县互通日底寨大桥，大桥跨G317后与理县隧道进口相接，终点为理县隧道的排烟横洞,后与C11合同段相接.
维关隧道主洞左线长度1165m，右线1130m,理县隧道左线3370m，右线3370m，排烟道390m/1座，纵坡坡率1。
1%，；主线日底寨村大桥248。
56m/1座；匝道大桥341.09m/2座,匝道中桥70。
03m/2座，路基长629m（含匝道），其中:
特殊路段225m，路基挖方6.18万m3,路基填方13。
38万m3,防护及排水圬工0。
6万m3。
隧道最大埋深约1400m。
2。
2工程地质
2。
2。
1地质构造
⑴维关隧道
隧址区处于薛城“S”型构造的南西侧,根据现场地址调查，场地构造位于杂谷脑倒转向斜北东翼，总棚子倒转复背斜的南西翼。
其中杂谷脑倒转向斜为轴线呈一“S”形，为向北西侧倒转向南东侧倾斜的同斜倒转复向斜。
轴面在南西段倾向南东，北东段有倾向南东，为一扭曲面;总棚子倒转复背斜展布于汶川县总棚子至理县薛城附近，在测区内长约71公里。
总棚子至正沟一带轴线方向为65°，正沟至胆扎木沟为向东突出的弧形，到甘堡附近又转为向西突出的弧形,薛城附近走向为70°，成为一“S”形褶曲，背斜轴面产状在南西段及北东段倾向以140-160°，倾角以50-70°为主,但向南西至总棚子附近倾向为330°,倾角40°。
中段毛毛沟~甘堡一带倾向北东，甘堡附近局部又向北西倾斜。
总括起来，总棚子复背斜的轴面是一“S”形扭曲面.背斜两翼又为次级同斜倒转、扇形及尖棱小褶皱复杂化。
东段消失于茂县群第五组中，西段由泥盆系～三迭系西康群组成。
隧址区岩层片理产状变化较大,优势产状为200°∠82°,根据隧址区附近基岩露头量测统计，主要发育有三组节理：
L1：
340°∠25°,延伸1~3m，切深1～3m,裂隙面平直，间距0。
2~0.5m
L2:
100°∠70°,延伸0.5~1。
5m，切深0.5~1。
5m，裂隙平直，间距0.2~0.5m
L3：
90°∠15°，延伸1.0～2。
0m,切深0.5～1。
5m，裂隙平直，间距0。
5～1。
5m
隧址区岩体在片理、节理的切割下呈层状碎裂结构～裂隙块状结构。
⑵理县隧道
隧址区处于薛城“S”型构造单元中，场地构造有杂谷脑倒转向斜、椒子坪倒转背斜及三岔倒转复向斜。
薛城“S"型构造带呈北东向，由一系列“S"型紧密倒转背、向斜和压性、压扭性断层组成。
杂谷脑倒转向斜为轴线呈一“S"形,为向北西侧倒转向南东侧倾斜的同斜转复向斜。
轴面在南西段倾向南东，北东段又倾向南东，为一扭曲面.椒子坪倒转背斜轴线呈一“S"形，为向北西侧倒转向南东侧倾斜的同斜倒转复背斜.轴面在南西段倾向南东，北东段又倾向南东,为一扭曲面。
三岔倒转向斜展布于理县塔子沟尾茂汶县线沟附近的罗都寨一带，轴线呈一“S"形，中段被印支～燕山期老君沟岩体侵入，在测区内长约95Km,为向北西侧倒转向南东侧倾斜的同斜倒转复向斜。
轴面在南西段倾向南东，中段一颗印~打色尔沟一带倾向北东，北东段又倾向南东，为一扭曲面。
枢纽亦有起伏。
两翼被与之平行的同斜倒转褶皱复杂化.西段由三迭系西康群组成,向西延入小金幅,东段与松溪堡以西泥盆系危关群中扬起。
场地褶皱紧密，岩体较破碎，岩层产状变化大,揉皱发育，总体产状20°~40°∠70°~80°。
受区域构造影响,隧址区节理裂隙发育，地表以风化节理裂隙为主,而深部则以构造节理裂隙为主。
各组节理在场地中发育形式变化大,节理以3～4组为主,局部地段可见5~6组发育。
场地中节理产状、组数、延展情况、发育形式变化较频繁,Jv变化大，致使岩体完整性变化大且频繁，岩体结构类型也在薄层结构～碎裂状结构间频繁变化。
2。
2。
2地质岩性
维关隧道区间围岩分级为Ⅳ～Ⅴ级。
其中左线Ⅳ级围岩长625m，占总长的54%；Ⅴ级围岩长540m，占围岩长的46％（详见表：
2）；右线Ⅳ级围岩长605m，占总长的54％；Ⅴ级围岩长525m，占围岩长的46％（详见表：
3）。
洞身段围岩主要由绢云石英千枚岩、变质砂岩、结晶灰岩、砂质板岩夹含煤质千枚岩、绢云千枚岩等软岩构成，其中含煤质千枚岩和绢云千枚岩段，属极软岩～软岩，层间结合较差，岩石遇水极易软化,围岩稳定性差；其余岩性受构造影响较强烈,岩体较破碎～较完整，稳定性较差～一般，地下水类型主要为基岩孔隙裂隙水，呈点滴状、线状渗出为主。
理县隧道区间围岩分级为Ⅳ～Ⅴ级。
其中左线Ⅳ级围岩长1000m，占总长的30％；Ⅴ级围岩长2370m，占围岩长的70％（详见表：
4）;右线Ⅳ级围岩长1060m,占总长的31％;Ⅴ级围岩长2310m，占围岩长的69％（详见表：
5）;排烟横洞Ⅳ级围岩长170m，占总长的44％；Ⅴ级围岩长220m，占围岩长的56％（详见表：
6）.围岩由变质砂岩、砂质千枚岩及板岩夹炭质千枚岩等组成，属软岩～较硬岩，岩体片理面发育，层间结合较差，受构造影响较强烈，节理裂隙极发育，岩体破碎～较破碎，稳定性较差~一般，地下水类型主要为基岩孔隙裂隙水,呈点滴状、线状渗出为主。
理县互通区内地质覆盖层以漂石、卵石为主。
表2维关隧道左线围岩分级表
围岩分级
里程
长度
隧道围岩主要工程地质特征
Ⅴ
ZK100+059～ZK100+100
41
石英岩、变质岩为主夹含炭娟云千枚岩：
深灰～灰白色，强～中风化，岩体较破碎，多呈中薄层状结构~镶嵌碎裂结构,岩体片理面陡倾。
地下水呈点滴状渗出。
Ⅳ
ZK100+100～ZK100+190
90
石英岩、变质岩为主夹含炭娟云千枚岩：
深灰~灰白色，强～中风化，岩体较破碎,多呈中薄层状结构~镶嵌碎裂结构，岩体片理面陡倾。
经实测地层剖面，在该段中部有一段总厚约15～20m的夹含炭娟云千枚岩与石英岩互层，以软岩为主。
地下水呈点滴状渗出。
Ⅴ
ZK100+190～ZK100+605
415
以中风化含炭质千枚岩、娟云千枚岩夹石英脉为主，岩体较完整，片理较发育，属软岩,岩体呈中薄层状结构，其中含炭质千枚岩遇水极易软化，遇水后强度极低，极易产生较大变形，易产生塌方。
地下水主要为基岩孔隙裂隙水,呈点滴状、线状渗出为主。
Ⅳ
ZK100+605～ZK101+140
535
以中风化娟云石英千枚岩、结晶灰岩夹千枚岩及石英岩薄层、变质砂岩、粉质岩与板岩互层为主，岩体较完整，结构面结合一般，属软岩，其中含炭质千枚岩遇水极易软化，遇水后强度极低，极易产生较大变形，易产生塌方。
地下水主要为基岩孔隙裂隙水,呈点滴状、线状渗出为主。
Ⅴ
ZK101+140～ZK101+224
84
变质砂岩夹板岩：
深灰色,中层状构造，强～中风化，岩体破碎，多呈碎裂结构。
浅埋段围岩极易坍塌，由于进口段斜坡坡度较陡,受卸荷影响,岩体易发生崩塌,可能诱发进口岩体局部失稳。
地下水呈滴水状或浸润状渗出。
表3：
维关隧道右线围岩分级表
围岩分级
里程
长度
隧道围岩主要工程地质特征
Ⅴ
ZK100+087～ZK100+115
28
石英岩、变质岩为主夹含炭娟云千枚岩：
深灰~灰白色，强~中风化,岩体较破碎，多呈中薄层状结构～镶嵌碎裂结构，岩体片理面陡倾。
地下水呈点滴状渗出。
Ⅳ
ZK100+115～ZK100+200
85
石英岩、变质岩为主夹含炭娟云千枚岩:
深灰～灰白色，强～中风化,岩体较破碎，多呈中薄层状结构~镶嵌碎裂结构，岩体片理面陡倾。
经实测地层剖面，在该段中部有一段总厚约15～20m的夹含炭娟云千枚岩与石英岩互层，以软岩为主。
地下水呈点滴状渗出。
Ⅴ
ZK100+200～ZK100+620
420
以中风化含炭质千枚岩、娟云千枚岩夹石英脉为主，岩体较完整，片理较发育，属软岩，岩体呈中薄层状结构，其中含炭质千枚岩遇水极易软化，遇水后强度极低，极易产生较大变形，易产生塌方。
地下水主要为基岩孔隙裂隙水,呈点滴状、线状渗出为主。
Ⅳ
ZK100+620~ZK101+140
520
以中风化娟云石英千枚岩、结晶灰岩夹千枚岩及石英岩薄层
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