超前地质预报专项施工方案.docx

1、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（GB500212001，2009年版)公路工程施工安全技术规程（JTGF902015）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

2、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）

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MKD5S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23. 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MKD5S施做勘探孔或注浆孔超前地质预报仪TPS203+预报掌子面前方100200m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DQY1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

4、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100150m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4050m。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MKD5S钻机采用钢丝绳取芯工法超前钻孔对开挖前进方向进行3050m的钻探。见图2。施工中结合超前探测结果的异常段,增设

5、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+080K104+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

6、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

7、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

8、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20082,根据隧址区附近基岩露头量测统计，主要发育有三组节理： L1：34025,延伸13m，切深13m,裂隙面平直，间距0。20.5m L2:10070,延伸0.51。5m，切深0.51。5m，裂隙平直，间距0.20.5m L3：9015，延伸1.02。0m,切深0.51。5m，裂隙平直，间距0。51。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。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

9、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

10、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20407080。 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34组为主,局部地段可见56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级。其中左线级围岩长625m，占总长的54%；级围岩长540m，占围岩长的46（详见表

11、：2)；右线级围岩长605m，占总长的54；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级。其中左线级围岩长1000m，占总长的30；级围岩长2370m，占围岩长的70（详见表：4）;右线级围岩长1060m,占总长的31;级围岩长2310m，占围岩长的69(详见表：5

12、);排烟横洞级围岩长170m，占总长的44；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ZK100+059ZK100+10041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。ZK1

13、00+100ZK100+19090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1520m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。ZK100+190ZK100+605415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。ZK100+605ZK101+140535以中风化娟云石英千枚岩、结晶

14、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。ZK101+140ZK101+22484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ZK100+087ZK100+11528石英岩、变质岩为主夹含炭娟云千枚岩

15、：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。ZK100+115ZK100+20085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1520m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。ZK100+200ZK100+620420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。ZK100+620ZK101+140520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