超前地质预报施工方案.docx
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超前地质预报施工方案
隧道地质超前预报方案
随着国内铁路系统安全事故的频繁发生，在铁路隧道施工过程中的安全问题也被提到了一个新的高度，隧道内的超前地质预报工作的重要性和紧迫性也受到了高度重视。
为有效的杜绝安全事故的发生，做到“安全第一，预防为主”，依据我部隧道的构造，岩体的工程地质特征，根椐现场实际情况，决定采用TSP超前预报探测系统进行现场测试，该系统对于Ⅱ围岩一次性可预测150m～180m，Ⅲ围岩一次性可预测120m～150m，Ⅳ围岩一次性可预测100m～120m，Ⅴ围岩一次性可预测80m～100m。
其预测结果准确、可靠、及时，已为复杂隧道施工地质预测广泛采用。
超前地质预报是保证隧道施工安全、优化工程设计、实现施工信息化的重要基础，在客运专线及长大隧道内将超前地质预报工作已纳入施工工序。
一、工程概况
我部施工的鱼儿沟隧道和新干沟隧道位于吐鄯托盆地边缘的丘陵区，其中鱼儿沟隧道位于既有线右侧既靠山侧，既有线在此段以路堑通过。
在DK110+985下穿煤矿专用线。
地形起伏较大，地势北高南低，横向沟谷较发育。
高程810～890m，隧道最大埋深约77m，起讫里程：
DK110+935-DK112+698，全长1763m。
隧道左线进口端406.57m位于R-2504.2m的曲线上，其余位于直线上，线路纵坡为465m的11.5‰和1298m的11.7‰的下坡。
新干沟隧道在既有线干沟隧道左侧100m以外，地形起伏不大，高程840～885m，隧道最大埋深约40m。
起讫里程为DK108+820～DK109+491，全长671m。
从出口端向进口方向施工。
隧道进口端DK108+820～DK109+200.95共380.95m处于R=1604.2m的曲线上，其余为直线。
线路为单面下坡，纵坡为11.0‰。
二、工程地质和水文地质特征
1．工程地质特征
两隧道地表基岩裸露，为泥盆系上统灰岩夹片岩，局部斜坡地表分布有第四系全新统洪积细原圆砾土，鱼儿沟隧道煤矿专用线路堤分布人工填筑土。
其岩性特性祥述如下；
（1）人工填筑土（Q4m16）：
厚0.5～4m。
主要成分为细圆砾土。
灰褐色-杂灰色，多呈圆棱状，稍湿，中密，
级普通土。
（2）细圆砾土（Q4p16）：
厚0.5～4m。
灰褐色-杂灰色，多呈圆棱状，成分以砂岩，凝灰岩为主，颗粒较均匀，粒径2～20mm的约占45%，20～60mm的约占15%，大于60mm的约占5%，余为杂粒砂，稍湿，中密，
级普通土，σ0=400KPa。
（3）凝灰岩夹砂岩夹片岩（D3Tu+Ss+Sc）：
凝灰岩：
暗紫色，凝灰质结构，块状构造，节理裂隙发育，
级次坚石，全风化-强风化，风化层厚5～10m，风化层内σ0=500KPa；风层化以下σ0=800KPa；砂岩：
灰褐色，硅质胶结，细粒结构，厚层状构造，节理裂隙发育，
级次坚石，全风化-强风化，风化层厚约5m，风化层内σ0=50OkPa；风化层以下σ0=80OkPa；片岩：
灰褐色，硅质胶结，隐晶质结构，片状结构，节理裂隙较发育。
级次坚石，全风化-强风化，风化层厚约5m，风化层内σ0=50OkPa；风化层以下σ0=80OkPa。
岩层产状：
N60°～70°W/80°～85°S。
J1：
N5°W/85°N。
平直，微张，间距0.2～0.5m，延伸0.5～1m；
J2：
N60°E/85°N。
平直，微张，间距0.2～0.5m，延伸0.5～1m；
J3：
N45°W/40°S。
平直，微张，间距0.5～1m，延伸0.2～O.5m；
2.水文地质条件
勘测期间未见地下水。
三、地震烈度及气象条件
1.根据《根据中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本段地震动峰值加速度值采用0.10g，相当于地震基本烈度七度，地震动反应谱特征周期采用0.40s。
2.工点所在区属内陆腹地，盆地深陷，四周高山环绕，潮湿空气难以进入，受西伯利亚冷空气影响，形成干燥气候，其温差大，夏季酷热，冬季寒冷，多风少雨；极端最高气温48°C，极端最低气温-25.5°C；历年最热月月平均气温39.4°C；历年最冷月平均最低气温-13.5°C；历年平均年总降水量8mm；年平均蒸发量2874.29mm，最大积雪厚度5m，最大冻结深度56cm。
四、隧道围岩设计分类情况
1、鱼儿沟隧道
序号
里程
围岩
长度（m）
施工方法简介
1
DK110+935
明洞
10
1、隧道采用进、出口双口掘进，两端洞口V级围岩段采用短台阶法施工，进口下穿既有运煤铁路专线段采用超短台阶法施工；其余洞身的Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法施工；Ⅲ级围岩采用全断面法或台阶法施工；仰拱宜超前施做，支护采用先拱部后边墙自上而下的顺序施工，衬砌采用先墙后拱法施工。
2、隧道遵循“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的原则进行施工。
3、Ⅳ级围岩采用I16型钢拱架；Ⅴ级围岩采用I18型钢拱架，下穿段采用I20b型钢拱架。
4、锚杆：
拱部采用Φ25中空注浆锚杆，边墙采用Φ22砂浆锚杆，拱墙分界以拱部120°划分。
2
DK110+945
V级
155
3
DK111+100
IV级
385
4
DK111+485
III级
100
5
DK111+585
IV级
605
6
DK112+190
V级
90
7
DK112+280
IV级
290
8
DK112+570
V级
128
9
DK112+698
2、新干沟隧道
序号
里程
围岩
长度（m）
施工方法简介
1
DK108+820
V级
80
1、隧道采用单口掘进，IV、V级围岩采用超短台阶法弧形导坑开挖施工。
仰拱超前施做，支护先拱部后边墙自上而下，衬砌先墙后拱。
2、隧道应遵循“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的原则进行施工。
3、Ⅳ级围岩采用I16型钢拱架；Ⅴ级围岩采用I18型钢拱架，下穿段采用I20b型钢拱架。
4、锚杆：
拱部采用Φ25中空注浆锚杆，边墙采用Φ22砂浆锚杆，拱墙分界以拱部120°划分。
2
DK108+900
IV级
505
3
DK109+405
V级
86
4
DK109+491
五、超前地质预报的定义和意义
1、其定义：
所谓超前地质预报，就是通过地质、物探、钻探等方法来预报隧道施工面前方地质情况的一种手段，是隧道前期勘察工作的延伸和补充。
2、其意义
（1）对前期勘测过程中发现的地质问题进行验证和确认；
（2）查明前期勘测过程中没有探明的、隐伏的重大地质问题；
（3）降低地质灾害发生的机率，保证隧道施工安全；
（4）为隧道设计变更提供地质依据；
（5）为编制竣工文件提供地质资料。
六、超前地质预报的工作内容
按照施工设计图纸提供的地质资料，以及现场的具体情况，针对以下地质问题进行地质预报，从而判定其对施工的影响程度：
1、断层及断层影响带的位置、规模及其性质；
2、软弱夹层的位置、规模及其性质；
3、岩溶发育的位置、规模及其性质；
4、含水构造的位置、规模及其性质；
七、超前地质综合预报方法
超前地质综合预报是采用TSP方法和检控量测，结合钻爆记录、数据像机拍摄相结合的多层次、多手段的综合超前地质预报，并贯穿于施工全过程。
1、量测图像
图1技术人员测量水压
图3TSP设备全图
图4TSP203+洞内数据采集部分示意图
图5技术人员正在洞内采集数据
图6岩石参数曲线图和二维成果图
图6技术人员对隧洞进行红外线探测
图7超前探孔现场施工图
图8超前探孔揭露岩溶水
2、预报原理
（1）超前地质预报测试人员进入测试现场前，应充分查阅施工地区的工程地质资料，确定本次检测的主要不良地质构造现象，明确超前地质预报的目的。
工程地质师进入施工现场，仔细研究观测隧道的岩石，构造，岩体的工程地质特征，根椐现场实际情况，确定TSP超前预报探测系统进行现场测试的位置。
（隧道的左壁和右壁）
（2）布置超前地质预报探测钻孔：
一般情况下，在测试的时候，在由2所确定的隧道的侧壁上，布置之度外24个爆破探测孔，如图所示，爆破测试孔垂直于隧道壁，深1.5m直径40mm～42mm，向下倾斜5°～10°，间隔1.5m，距离隧道底部1m，从掌子面与隧道壁的交点处开始布置1#孔,依次后推,直到第24#孔。
1#-24#孔用直径40mm～42mm钻制.
（3）布置接收器钻孔25#：
在与爆破探测孔同测隧道壁，同高的延长线上，距离最外一个爆破探测孔（第24#孔）15m处，布置接收器钻孔，接收器钻孔垂直于隧道壁，深2.0，直径42mm～45mm，向下倾斜10°。
25#孔用直径50mm钻制（如图所示）。
超前地质预报测试炸药与雷管的选择：
炸药选用乳化防水炸药，150g或者250g一管。
雷管选用瞬发电雷管。
每次测试消耗炸药3000g～4000g，电雷管30发。
现场测试过程：
A、将TSP超前预报探测系统按照说明书，进行连接调试，保证设备运行工作状况良好。
B、隧道内暂停施工，减少噪音对TSP超前预报探测系统的影响。
C、爆破手将适当药量的炸药及一枚电雷管装入1#爆破测试孔，并注水封闭爆破孔，撤离到安全区内。
D、测试人员引爆炸药，采集现场测试数据。
E、在2#测试孔，重复C、D两步骤，直到达24个孔结束。
如果遇到哑炮、弱炮，则该测试孔重新测试。
F、测试完毕后，整理设备，撤离现场，回复隧道内施工。
内部资料整理：
G、进行TSP超前预报探测系统图形资料的初步计算。
H、由专业工程地质人员分析解译TSP超前预报探测系统的现场测试数据，提交超前地质预报报告。
I、
及时将超前地质预报情况给甲方、监理、业主。
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