超前水平钻施工方案.docx
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超前水平钻施工方案
一、工程概况4
二、水平钻探目的7
三、钻探任务及配置7
1、任务来源7
2、人员组织7
3、设备配置7
四、钻孔位置7
五、超前水平钻技术要求8
六、钻孔探测记录及结果分析处理12
七、其他14
中铁二十局西成客专项目部
GL-6000履带式全液压工程钻机
超前水平探孔施工方案
一、工程概况
中铁二十局西成客专项目部XCZQ-8标段，承建的隧道工程为2.68座，其中中梁隧道（2251.34m/1座）为一般隧道、阜川隧道（9015.32m/1座）为高风险隧道、房家湾隧道（5814m/0.68座）为一般隧道。
根据设计要求，需要施作超前水平钻段落统计如下：
中梁隧道超前水平钻部位统计
序号
综合物探预报范围
长度
围岩级别
岩性特点
钻探长度
备注
（m）
（m）
1
DgK253+464
～
DgK254+478
1014
Ⅴ
隧道进口膨胀土覆盖层及浅埋段强风化晋宁期花岗岩风化层
200
2
DgK254+478
～
DgK254+798
320
Ⅳ
岩体受构造影响，岩体破碎
100
3
DgK254+798
～
DgK255+038
240
Ⅴ
岩体破碎，呈碎块状
150
4
DgK255+038
～
DgK255+328
290
Ⅳ
岩体节理发育，较破碎
100
5
DgK255+328
～
DgK255+428
100
Ⅴ
岩体破碎，呈碎块状
100
6
DgK255+428
～
DgK255+618
190
Ⅳ
岩体节理发育，较破碎
30
合计
680
房家湾隧道进口横洞超前水平钻部位统计
序号
综合物探预报范围
长度
（m）
围岩级别
岩性特点
钻探长度
（m）
备注
1
横1+17
～
横1+47
30
Ⅲ
洞身位于灰岩夹砂岩夹页岩弱风化层中，岩体较完整
20
合计
20
房家湾隧道1#横洞超前水平钻部位统计
序号
综合物探预报范围
长度
（m）
围岩级别
岩性特点
探长度
（m）
备注
1
横4+57
～
横4+87
30
Ⅴ
岩性接触带，节理、裂隙较发育，岩体较破碎，局部富水
30
2
横5+17
～
横5+47
30
Ⅴ
岩性接触带，节理、裂隙较发育，岩体较破碎，局部富水
30
合计
60
房家湾隧道超前水平钻部位统计
序号
综合物探预报范围
长度
（m）
围岩级别
岩性特点
钻探长度
（m）
备注
1
DgK281+165
～
DgK281+245
80
Ⅳ
灰岩夹砂岩夹页岩弱风化层，节理裂隙发育，岩体较破碎
50
2
DgK281+245
～
DgK281+665
420
Ⅲ
灰岩夹砂岩夹页岩弱风化层，岩体较完整
100
3
DgK251+665
～
DgK281+705
40
Ⅳ
岩性接触带，灰岩夹砂岩夹页岩与砂岩夹砾岩接触带，节理裂隙发育，岩体较破碎
40
4
DgK283+575
～
DgK283+865
290
Ⅴ
砂岩夹砾岩若风化层，物性反应差，节理裂隙发育，岩体较破碎，富水
150
5
DgK285+975
～
DgK286+445
470
Ⅳ
岩性接触带，岩体节理裂隙发育，岩体较破碎
50
6
DgK288+275
～
DgK288+715
440
Ⅳ
岩性接触带，岩体节理裂隙发育，岩体较破碎
200
7
DgK288+715
～
DgK289+525
810
Ⅲ
白云岩若风化层，岩体较完整
100
8
DgK289+525
～
DgK289+595
70
Ⅳ
白云岩若风化层，节理裂隙发育，岩体较破碎
50
合计
740
阜川隧道1#斜井超前水平钻部位统计
序号
综合物探预报范围
长度
（m）
围岩级别
岩性特点
钻探长度
（m）
备注
1
斜8+60
～
斜8+10
50
Ⅴ
岩性接触带附近，岩体较破碎，节理裂隙发育
50
合计
50
阜川隧道2#斜井超前水平钻部位统计
序号
综合物探预报范围
长度
（m）
围岩级别
岩性特点
钻探长度
（m）
备注
1
斜10+48
～
斜9+08
140
Ⅲ
灰岩夹页岩，岩体较完整
50
2
斜5+14
斜4+84
30
Ⅴ
岩性接触带，岩体破碎，节理裂隙较发育，局部富水
30
合计
80
阜川隧道超前水平钻部位统计
序号
综合物探预报范围
长度
（m）
围岩级别
岩性特点
钻探长度
（m）
备注
1
DgK271+937
～
DgK272+500
563
Ⅴ
隧道进口浅埋段，岩性为页岩夹砂岩，顺层，岩体节理发育
100
3
DgK275+440
～
DgK276+065
625
Ⅳ
砂岩夹砾岩，岩体次级揉皱发育，节理裂隙发育
50
4
DgK276+065
～
DgK277+710
1645
Ⅲ
灰岩夹页岩，岩体较完整
200
5
DgK277+710
～
DgK277+850
140
Ⅳ
岩性接触带附近，节理较发育，物性指标差
50
6
DgK277+850
～
DgK278+040
190
Ⅴ
岩性接触带，岩体较破碎，节理裂隙较发育，局部富水
100
7
DgK279+350
～
DgK279+460
110
Ⅴ
岩性接触带，岩体较破碎，节理裂隙较发育，局部富水
80
8
DgK279+460
～
DgK279+610
150
Ⅳ
灰岩夹页岩，岩性接触带附件，节理较发育，物性指标差
100
9
DgK279+610
～
DgK280+270
660
Ⅲ
灰岩夹页岩，岩体较完整
100
10
DgK280+270
～
DgK280+370
100
Ⅳ
灰岩夹页岩，岩体节理发育，较破碎
100
11
DgK280+640
～
DgK280+710
70
Ⅳ
灰岩夹页岩，岩体节理发育，较破碎
70
12
DgK280+710
～
DgK280+840
130
Ⅲ
隧道出口附件，岩体节理裂隙发育，隧道浅埋
50
合计
1000
二、水平钻探目的
利用钻探过程记录及芯样分析，了解隧道工作面前方围岩地层岩性、岩体完整程度、裂隙度、溶洞、有无涌水、泥，根据探测结果提出科学合理支护方案，使得后续工作安全可控。
三、钻探任务及配置
1、任务来源
钻探任务按照本方案第一章设计段落施作，由隧道工区提出申请，上报项目部物安全质量部，钻机调运由项目部资设备部协调，项目部安全总监负责做好各级、各部门间相关协调安排工作。
2、人员组织
超前水平探孔人员配置情况：
（1）钻机操作手：
每机2人；
（2）钻杆装卸人员：
2人；
（3）工区现场技术组：
2人。
3、设备配置
每台超前水平探孔设备及钻具配置：
（1）钻机：
GL-6000履带式全液压工程钻机钻机3台；
（2）钻杆：
Φ50钻杆50m/台；
（3）钻头：
Φ98钻头。
四、钻孔位置
分为3个探孔：
1#孔距拱顶1.5米，位于断面中线上；2#孔距拱顶3米，距左边墙1.5米；3#孔距拱顶3米，距右边墙1.5米。
孔位布置图
五、超前水平钻技术要求
超前地质钻探是利用钻机在隧道开挖工作面进行钻探获取地质信息的一种超前地质预报方法。
1、超前地质钻探法适用于各种地质条件下的隧道超前地质预报，在富水软弱断层破碎带、富水岩溶发育区、重大物探异常区等地质条件复杂地段必须采用。
2、超前地质钻探主要采用冲击钻和回转取芯钻，二者应合理搭配使用，提高预报准确率和钻探速度，减少占用开挖工作面的时间。
一般地段采用冲击钻。
冲击钻不能取芯，但可通过冲击器的响声、钻速及其变化、岩粉、卡钻情况、钻杆震动情况、冲洗液的颜色及流量变化等粗略探明岩性、岩石强度、岩体完整程度、溶洞、暗河及地下水发育情况等。
复杂地质地段采用回转取芯钻。
回转取芯钻岩芯鉴定准确可靠，地层变化里程可准确确定，一般只在特殊地层、特殊目的地段、需要精确判定的情况下使用。
比如煤层取芯及试验、溶洞及断层破碎带物质成分的鉴定、岩土强度试验取芯等。
3、超前地质钻探应符合下列技术要求：
（1）孔数
1）断层、节理密集带或其他破碎富水地层每循环可只钻一孔；
2）富水岩溶发育区每循环宜钻3-5个孔，揭示岩溶时，应适当增加，以满足安全施工和溶洞处理所需资料为原则；
（2）孔深
1）不同地段不同目的的钻孔应采用不同的钻孔深度。
2）钻探过程中应进行动态控制和管理，根据钻孔情况可适时调整钻孔深度，以达到预报目的为原则。
3）在需连续钻探时，一般每循环可钻30-50m，必要时也可钻100m以上的深孔。
4）连续预报时前后两循环钻孔应重叠5～8m。
（3）孔径
钻孔直径应满足钻探取芯、取样和孔内测试的要求，并应符合铁道部现行《铁路工程地质钻探规程》（TB10014）的规定。
（4）富水岩溶发育区超前钻探应终孔于隧道开挖轮廓线以外5～8m。
4、超前地质钻探应符合下列工作要求：
1）实施超前地质钻探的人员应经技术培训和考核，经考核合格后方可上岗。
2）钻探前地质技术人员应进行技术、质量交底。
3）超前钻探过程中应在现场做好钻探记录，包括钻孔位置、开孔时间、终孔时间、孔深、钻进压力、钻进速度随钻孔深度变化情况、冲洗液颜色和流量变化、涌砂、空洞、振动、卡钻位置、突进里程、冲击器声音的变化等。
4）超前钻探过程中应及时鉴定岩芯、岩粉，判定岩石名称，对于断层带、溶洞填充物、煤层、代表性岩土等应拍摄照片备查，并选择代表性岩芯整理保存，重要工程钻探过程监理应进行旁站。
5）在富水地段进行超前钻探时必须采取防突措施；测钻孔内水压时，需安装孔口管，接上高压球阀、连接件和压力表，压力表读数稳定一段时间后即可测得水压。
6）应加强钻进设备的维修与保养，使钻机处于良好状态；强化协调和管理，各方应积极配合，减少和缩短施钻时间。
5、钻孔质量控制可采取下列措施：
（1）采用系统的钻探程序
1）测量布孔：
施钻前按孔位设计图设计的位置用经纬仪准确测量放线，将开孔孔位用红油漆标注在开挖工作面上。
2）设备就位：
孔位布好后，设备就位，接通各动力电源和供风、供水管路。
安装电路要由专业电工操作，确保安全，供风管路要连接紧密，无漏气现象。
3）对正孔位，固定钻机：
将钻具前端对准开挖工作面上的孔位，调整钻机方位，将钻机固定牢固。
4）开孔、安装孔口管：
孔口管必须安设牢固。
5）成孔验收：
施钻满足设计要求，经现场技术人员确认签收后方可停钻终孔。
（2）控制钻进方向
1）钻机定位完毕后，对钻机进行机座加固，使钻机在钻进过程中位置不偏移，做到钻孔完毕钻机位置不变。
在钻进过程中应定期检查机器的松动情况，及时调整固定。
2）对钻具的导向装置尽可能加长，并且选用刚度较强的钻杆，从而提高钻具的刚度，减少钻具的下沉量，达到技术的要求。
不得使用弯曲钻具。
3）当岩层由软变硬时应采用慢速、轻压钻进一定深度后，改用硬岩层的钻进参数。
钻进中应减少换径次数。
4）本循环钻孔完毕后，根据测量结果总结出钻具的下沉量，下一循环钻探时通过调整孔深、仰俯角等措施控制下沉量在设计要求的范围内，达到技术要求的精度。
（3）准确鉴定岩性及其分布位置。
6、超前钻探钻进中应防止地下水突出，可采取安设孔口管和控制闸阀等措施，确保工作人员和机械设备的安全，同时应使地下水处于可控状态。
（1）在富水区实施超前地质预报钻孔作业，必须先安设孔口管，并将孔口管固定牢固，装上控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方可继续钻进。
特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。
当地下水压力大于一定数值时，应在孔口管上焊接法兰盘，并用锚杆将法兰盘固定在岩壁上。
（2）富水区隧道超前地质钻探时，发现岩壁松软、片帮或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，立即上报有关部门，并派人监测水情。
当发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。
（3）孔口管锚固可采用环氧树脂、锚固剂，亦可采用快凝高强度微膨胀的浆液锚固，锚固长度宜为1.5-2.0m，孔口管外端应露出工作面0.2-0.3m，用以安装高压球阀。
7、超前钻探法应编制探测报告，内容包括工作概况、钻孔探测结果、钻孔柱状图（格式见附录H），必要时应附以钻孔布置图、代表性岩芯照片等。
六、钻孔探测记录及结果分析处理
现场技术人员填写“隧道超前水平钻记录表”，填表时必要时征得钻机操作司机的经验，认真填写，收集第一手真实资料，将记录结果上报工区技术负责人，若出现异常上报至项目部工程管理部、安全质量部，必要时上报设计单位、建设单位等进行处理。
隧道超前水平钻孔记录表
单位：
中铁二十局西成客专xx工区标段：
XCZQ-8标编号：
隧道名称
隧道长度
钻孔日期
掌子面里程
钻孔数量
钻孔名称及型号
钻孔编号
钻孔方式
钻孔直径
钻杆编号
钻孔时间
累计进尺
里程
探测结果
开始
结束
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
说明
钻孔布置示意图
填表：
主管：
驻地监理：
日期：
七、其他
1、超前水平钻管理办法，沿用项目部2013年4月15日下发的“超前地质预报管理办法”内容。
2、其他未尽事宜，以施工图纸及《铁路隧道超前地质预报技术指南》铁建设【2008】105号、《高速铁路隧道施工技术指南铁》建设【2010】241号要求执行。
（注：
可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!
）
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