新建铁路渝利线隧道-施工地质超前预报实施方案.doc

PAGE 渝 利 铁 路 隧道超前地质预报方案 中国中铁二院工程集团有限责任公司 二00九年三月 PAGE 渝 利 铁 路 隧道超前地质预报方案 中国中铁二院工程集团有限责任公司 二00九年三月 PAGE 1 一、前言 在公路、铁路的隧道施工中，由于隧道地质情况复杂，常常阻碍隧道施工进程，甚至造成人员伤亡。大多数工程项目任务重、工期紧，特长隧道往往又是控制性工程。为了使隧道施工能够安全快速地进行，在隧道施工中开展超前地质预报工作十分必要。 传统的超前地质预报一般采用超前钻探，但是，超前钻探的费用很高，而且还会延误工期。目前，无损地球物理探测技术广泛应用在隧道施工的超前地质预报过程中。该方法预报时间短、精度高、效果好，并且，对隧道施工不会有干扰（或者仅有轻微干扰）。因此，我们承诺将在施工隧道超前地质预报工作中，采用先进的仪器设备（即：TSP203超前地质预报系统）和选派具有隧道超前地质预报丰富经验的技术人员投入该项工作中，以严谨认真的态度开展工作，对资料分析做到物探成果与地质资料相符合，提交的成果资料具有客观性、准确性和科学性，及时指出隧道掌子面前方存在的不良地质状况，正确指导隧道的安全施工。 二、隧道施工超前地质预报的目的 ⒈ 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，预报施工隧道掌子面前方的不良地质灾害，进而正确指导隧道工程的安全施工。 ⒉ 通过动力学参数（动态弹性摸量、剪切摸量、泊松比、密度、弹性纵波速度、弹性横波速度等）进行综合评估，有利于及时预报隧道掌子面前方100～150米及周围10米范围内以下影响隧道施工质量和安全的不良（或特殊）地质问题，其主要查明：1）软弱岩层（包括含煤地层）的分布；2）断层及其破碎带；3）节理裂隙发育带；4）含水情况；5）岩溶洞穴；6）围岩类别（仅供施工参考） 三、隧道地质超前预报实施方案 1、TSP203超前地质预报方法为主控方法，地质雷达方法和水平钻探为辅助预报方法。 2、通过TSP203超前地质预报后，发现掌子面前方存在重大地质灾害隐患的地段（如大型暗河、软弱、破碎、富水、导水性良好的地层和大型突水突泥地段）时，经施工单位、监理、TSP203超前地质预报三方确认需要采用地质雷达方法或水平钻探对TSP203超前地质预报进行验证或详查时，则开展地质雷达方法或水平钻探对掌子面前方5～30米内进行验证或详查。 3、隧道进洞55米后便开始进行TSP203超前地质预报工作。 4、为保证超前地质预报的准确性，按隧道掌子面每掘进100～150米（由围岩的完整性确定）作一次超前地质预报。 5、采用TSP203超前地质预报系统作预报时，现场工作布置如下： （1）接收器钻孔布置方法： 接收器钻孔数量：2个，隧道左、右壁各一个。 接收器钻孔直径：45-50mm 接收器钻孔布置：沿轴径向，向上倾斜5-10度；布置高度：离地面约1米； 布置位置：离掌子面大约55米位置。 （2）爆破钻孔布置方法： 爆破钻孔数量：在隧道左或右壁面布置24个（根据岩层走向确定在左或右），根据实际情况可以选择18-24个。 爆破钻孔直径：38mm（20-45mm）/孔深1.5m（最小0.8m. 爆破钻孔布置：沿轴径向，向下倾斜10-20度(水封填炮泥)，相对于隧道壁面倾斜10度；布置高度：离地面约1米；布置位置：第一个钻孔离接收器约20米，其余炮眼间距1.5米（最远 四、预报方法及原理 ⒈ TSP203超前地质预报方法 ⑴ TSP203系统 TSP是Tunnel Seismic Predication ahead 的英文缩写。 TSP203系统是由瑞士Amberg测量技术有限公司专门为隧道施工期间探测掌子面前方不良地质体而研发的一套设备。由于该方法具有探测距离远，不占用隧道施工掌子面，探测效果好等优点，现已被广泛应用于隧道开挖的全过程。 TSP203系统由以下三部分组成： 1、接收单元 2、记录单元 3、附件箱 TSP203系统组成 ⑵ TSP203系统预报原理 TSP-203超前地质预报系统采用的地震负视速度反射波法的基本原理（见下图）。 φ φ TM（m）:接收点位置； TB(ms):纵波传播时间； XA：反射界面正交点的位置； TA：直达波与反射波交点的传播时间。 负视速度地震反射波法工作原理图 通常情况下，TSP203爆破剖面是在隧道的左壁或者右壁上布置一系列微型爆破孔进行微型爆破激发弹性波，在隧道壁左右两侧上同时安装一对接收器接收从掌子面前方反射回来的弹性波信息，通过对这些弹性波信息进行处理、计算和综合分析，获得掌子面前方的详细地质情况。 爆破剖面的位置选择主要取决于岩层结构的主导方位，由于岩层结构的准确产状有时是未知的，但在隧道壁左右