超前地质预报实施方案隧道通用版.docx

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超前地质预报实施方案隧道通用版

1开展超前地质预报的必要性1

2工程概况1

3各隧道地质概况1

3.1石鼓山隧道1

3.2王家和隧道2

3.3马鞍山隧道3

3.4冯家塬隧道3

3.5清姜隧道3

3.6塔稍村隧道4

4编制依据5

5实施超前地质预报的目的5

6超前地质预报的技术5

6.1超前地质预报方法选择5

6.2超前地质预报的关键技术问题的对策6

7超前地质预报的主要内容8

8本标段隧道采用的预报方法及其适用范围8

8.1本标段隧道采用的预报方法8

8.2适用范围9

9超前地质预报工作流程及技术要求10

9.1超前地质预报工作流程10

9.2超前地质预报技术要求12

10超前地质预报重点难点分析及对策21

10.1超前地质预报重点21

10.2超前地质预报难点及对策22

11超前地质预报组织机构23

12设备配置24

13安全措施24

14附件25

隧道超前地质预报方案

1开展超前地质预报的必要性

隧道工程设计的基本依据是地质勘查资料，而隧道施工的主要依据是设计文件。

大量的隧道工程建设实践表明，地质勘察精确、经费等诸多条件的限制，根据地质勘察资料做出的设计与实际不符的情况屡有发生，由此而来的隧道洞身塌方、涌水、涌泥、涌砂、岩爆、瓦斯爆炸等灾害时有发生，从而给隧道施工造成极大的危害。

因此在隧道施工期间，采取各种技术、手段和方法对隧道掌子面前方地质条件进行及时准确的预测，是提前采取预防措施、避免灾害的发生、减少因灾害发生的损失和保证隧道施工安全的需要。

必须将超前地质预报纳入施工工序，必须认真、坚持，真正使预报能起到指导施工的作用。

2工程概况

标段内共含隧道6座，总长度为双线13.707km。

其中主要含正洞13264m、洞口及明洞443延米、辅助坑道716延米。

经专家评定一级风险隧道1座，二级风险隧道5座。

由于清姜隧道元古界变质岩受地质构造影响严重，断裂带发育，地质条件复杂，在施工中可能存在突涌水、坍塌及变形等风险，根据设计隧道参照高风险隧道进行超前地质预报工作，建议施工时按高风险隧道进行管理。

主要高风险隧道汇总见下表。

宝兰客运专线一标高风险隧道汇总表

序号

隧道名称

长度（m）

风险等级

备注

1

石鼓山隧道

4330

一级风险

土质隧道

2

王家和隧道

499.82

二级风险

土质隧道

3

马鞍山隧道

387.36

二级风险

土质隧道

4

冯家塬隧道

1248.36

二级风险

土质隧道

5

清姜隧道

2315.55

二级风险

岩质隧道

6

塔稍村隧道

4926.25

二级风险

岩质隧道

3各隧道地质概况

3.1石鼓山隧道

（1）工程概况

石鼓山隧道位于宝鸡市渭滨区渭河南岸的马营镇凉泉村附近，隧道起讫里程DK639+430～DK643+760，隧道长4330m，为双线隧道，最大埋深约130m；该隧道设辅助坑道两座，长度分别为361m及207m。

（2）地质概况

该隧道地处黄土残塬区，地形起伏较大，地面高程约629～740m，植被较发育。

隧道洞身通过的地层主要以第四系上-中更新统风积黏质黄土、冲积粉质黏土、砂类土及第三系泥岩为主，进出口段为第四系风积黄土。

隧道进口表层黏质黄土具Ⅱ自重湿陷性，出口表层黏质黄土Ⅳ级自重湿陷性，湿陷土层厚度15～18m。

该隧道多次通过浅埋沟谷，预测该隧道正常涌水量约12633m3/d，可能最大涌水量约31582m3/d。

（3）主要工程地质问题

根据隧道工程地质、水文地质条件的综合分析，预测隧道施工中在通过浅埋沟谷及较破碎的第三系地层、第四系松散层时有产生坍塌、突水、突泥；部分段落处于第四系覆盖层与第三系泥岩的接触面，隧道埋深较浅，施工中局部可能产生渗滴水现象。

3.2王家和隧道

（1）工程概况

王家和隧道位于宝鸡市渭滨区渭河南岸的石鼓镇王家河村。

隧道起讫里程DK643+950～DK644+450，全长500m。

为双线隧道，最大埋深约82m。

（2）地质概况

该隧道位于渭河南岸黄土残塬区，区内地形起伏较大，相对高差约102m。

该隧道进出口位于第四系风积黏质黄土层中，隧道洞身通过的地层为第四系粉质黏土、中砂、粗圆砾土层及第三系强风化泥岩及砾岩。

第三系泥岩具中等膨胀性。

隧道进、出口黏质黄土具Ⅲ级（严重）自重湿陷性，湿陷厚度9～13m。

（3）主要工程地质问题

由于该隧道局部段落处于第四系覆盖层与第三系地层的接触面、黄土与砂类土接触带，施工中局部可能产生渗滴水现象，且该隧道埋深较浅，施工中容易产生坍塌掉块，地表变形可能。

3.3马鞍山隧道

（1）工程概况

马鞍山隧道位于宝鸡市渭滨区渭河南岸的石鼓镇马鞍山。

隧道起讫里程DK644+583～DK644+970，全长387m。

为双线隧道，最大埋深约109m。

（2）地质概况

工点区位于渭河南岸黄土残塬区，马鞍山所在的黄土山梁中，地形起伏较大，地面高程约650～765m，相对高差115m，植被较发育。

该隧道出口通过的地层主要为第四系上-中更新统风积黏质黄土，洞身主要为第四系中更新统细、粗圆砾土。

隧道进口段第四系风积黏质黄土具Ⅲ级（严重）自重湿陷性，湿陷厚度9m；出口段具Ⅱ级（中等）自重湿陷性，湿陷厚度5m。

（3）主要工程地质问题

由于洞身处于第四系松散层中，且隧道埋深较浅，第四系松散层层间结合力较差，施工中容易产生坍塌掉块，甚至冒顶现象。

3.4冯家塬隧道

（1）工程概况

冯家塬隧道位于宝鸡市渭滨区渭河南岸的神农镇，该隧道位于黄土残塬区。

隧道起讫里程DK645+102～DK646+350，全长1248m。

为双线隧道，最大埋深约108m。

（2）地质概况

工点区位于渭河南岸黄土残塬区，地形起伏较大，地面高程约655～758m，相对高差103m，植被较发育。

该隧道出口通过的地层主要为第四系上-中更新统风积黏质黄土，洞身主要为第四系中更新统粉质黏土、细、粗圆砾土，第三系强风化泥岩。

隧道进口Ⅱ级自重湿陷性，湿陷厚度10～15m；第三系泥岩具有中等膨胀性。

（3）主要工程地质问题

由于洞身处于第四系松散层及强风化泥岩中，且隧道埋深较浅，第四系松散层层间结合力较差，施工中容易产生坍塌掉块，甚至冒顶现象。

3.5清姜隧道

（1）工程概况

清姜隧道位于渭河南岸黄土残塬区与西秦岭北缘中山区的过渡带，起讫里程DK647+923.50～DK650+236，全长2312.50m，为双线隧道。

隧道进口端为清姜河特大桥，出口端为塔稍沟大桥，隧道最大埋深约330m。

（2）地质概况

该隧道地处渭河南岸黄土残塬区与西秦岭北缘中山区的过渡带，地面高程一般为666.8～928.8m，自然坡度约20°～45°之间，地形起伏相对较大，相对高差100～250m，沟壑发育。

该隧道进口及顶部主要为第四系上-中更新统风积-冲积黏质黄土，隧道洞身及出口主要为下元古界片岩夹大理岩，压碎岩及断层角砾。

隧道进口表层黏质黄土具Ⅲ级严重自重湿陷性，湿陷土层厚度约8～12m。

（3）主要工程地质问题

由于该隧道进口为第四系地层覆盖，隧道出口及洞身主要为为元古界片岩夹大理岩，进口段局部通过燕山期花岗岩，由于元古界地层时代老，受构造影响严重；隧道洞身通过两条次级断裂，隧道施工中有产生坍塌、掉块可能。

3.6塔稍村隧道

（1）工程概况

塔稍村隧道地处陕西省宝鸡市西南侧，位于渭河南岸南陇山与西秦岭中低山区。

隧道起讫里程DK650+421～DK655+347，全长4926m，为双线隧道，最大埋深约360m。

（2）地质概况

该隧道地处渭河南岸南陇山与西秦岭北缘中低山区，地面高程一般为1125～670m，自然坡度约30°～50°之间，地形起伏相对较大，相对高差100～360m。

该隧道洞身通过的地层主要为下元古界片岩夹大理岩，断层糜砾及压碎岩等。

隧道南侧约1km处即为花岗岩侵入接触带，受渭河断陷盆地影响严重，褶皱及断裂构造十分复杂，通过f1-1及f2断层，断层带宽度约50～100m，受断层带影响，断带两侧岩体极为破碎，且该隧道多次穿过浅埋沟谷；预测该隧道正常涌水量为6559m3/d，可能出现的最大涌水量为19677m3/d；沟谷内具有常年流水，对隧道工程影响较大。

（3）主要工程地质问题

结合该隧道的工程地质及水文地质条件，且由于隧道多次下穿浅埋沟谷，局部通过断层破碎带、低阻带，整体岩体较破碎，工程地质条件复杂；隧道施工中可能存在突水、突泥可能，尤其是在通过断层破碎带、低阻带及浅埋沟谷时，有产生坍塌可能。

4编制依据

（1）铁路隧道超前地质预报技术指南（铁建设【2008】105号）；

（2）铁路隧道设计规范、施工规范、施工指南和验收标准；

（3）宝兰高速铁路陕西段BLZQ-1标隧道施工图纸。

5实施超前地质预报的目的

在充分分析利用既有勘察设计资料的基础上，采用地质编录、掌子面地质素描、物探超前地质预报、超前钻探相结合的综合超前地质预报方法，分析掌子面前方围岩的地质条件，预测施工中可能发生的地质问题，并提出工程措施建议，保证施工安全。

1、进一步查明掌子面前方隐伏的地质问题及对施工的影响，降低地质灾害发生的风险，进而指导隧道施工顺利进行，降低隧道施工风险；

2、预测施工中可能发生的主要地质问题，分析其对施工的影响，并制定应急预案，避免或最大限度的降低施工过程中突泥、涌水、塌方等灾害的发生，保证隧道施工安全。

6超前地质预报的技术

6.1超前地质预报方法选择

隧道超前地质预报的方法和种类较多，常用的有地质调查法、物探法和超前地质钻探等，每种方法又具有一定的局限性，且每座隧道的地质条件各不相同。

因此，预报方法的选择一定要结合隧道的地质条件进行综合分析，对地质条件较简单的隧道，可采用洞内地质编录的方法，对掌子面前方的地质条件进行预测；对地质条件比较复杂的隧道，在采用地质编录的基础之上，在地层分界线、角度不整合接触带、物探异常段、富水段等地质条件较复杂的地段TSP基本贯通，在富水带采用红外探水，浅埋段地层分界线采用地质雷达等方法进行预报；对高风险隧道在采用洞内地质编录的基础上，采用物探超前地质预报方法（TSP、地质雷达、红外探水等），对隧道掌子面前方的地质条件进行预报；对富水段、物探超前地质预报异常段，在地质编录、物探超前地质预报（TSP、地质雷达、红外探水）的基础上，采用超前水平钻探进行超前地质预报，以确定物质组成、富水情况等，分析施工中可能存在的地质问题，并提出工程措施建议。

综观近年来物探超前地质预报的发展状况，以TSP技术为代表的弹性波法是几种物探预报方法中适用范围最广、效果最明显的一种预报方法。

因此物探预报以TSP技术为主，其它物探方法可以作为辅助手段，在关键位置和异常段进行验证。

6.1.1加强地质编录工作的各个环节和针对性，对施工前方可能出现的地质情况进行分析推断，为物探预报提出明确的任务目标，并提供详尽的已有地质信息。

6.1.2物探预报以TSP技术为主，以地质雷达探测和红外探水预报为辅。

加强对隧道弹性波场特征的研究和认识，必要时采用先进地震仪进行波场调查，确保观测系统设计和现场工作布置的合理性；对重要异常要采用相应的、针对性更强的数据处理手段和地球物理反演方法加以分析确认。

除了两次相邻TSP预报的异常印证外，在可能的突涌水段要采用地质雷达法和红外探水法加以验证并预报富水程度。

6.1.3为了提高预报在关键地段的准确性，在可能的突涌水段采用超前水平钻探进行确认。

另外，隧道施工过程中，每循环进尺均应有一定数量的钻孔（不同部位），加深3m以上进行超前地质预报，揭示异常情况的钻孔资料也可作为技术资料保存。

6.2超前地质预报的关键技术问题的对策

本项目隧道超前地质预报的关键技术问题就是通过综合超前地质预报手段查明主要地质界线（包括地层岩性等）在隧道洞身的实际位置，进