超前地质预测预报技术.docVIP

隧道超前地质预测预报技术 超前地质预报工作概述 玉峰山隧道所穿越地层的地质状况十分复杂，地质构造发育，地表水及地下水分布情况复杂。隧道穿越的不良地质现象主要有：岩溶与岩溶水、采空区与老窑积水、穿煤及有害气体、腐蚀性地下水等。 隧址区可溶性碳酸岩占隧道总长度的61%，岩溶发育。岩溶的发育受岩性与构造的控制，主要发育在背斜两翼三叠系雷口坡组、嘉陵江组地层中。隧道穿越含煤地段，各含煤地段在地表均有出露，瓦斯封闭条件差，瓦斯大量聚集的可能性不大，但不排出在局部地段瓦斯相对聚集的可能，煤与瓦斯突出的可能性不大，但煤层有煤尘爆炸危险性。隧道区水文地质条件复杂，灰岩段岩溶水丰富，具有突发性、灾害性，对工程影响极大。针对玉峰山隧道这一特性，做好超前地质预测预报工作至关重要。 一 、工作概况 隧道施工中的地质预报，是在探测或预测开挖工作面前方几米至几十米，甚至几百米以上的围岩工程地质和水文地质条件的基础上，结合掘进中地质条件的变化，及时提出预报。预报的具体内容如下： （一）对照勘察阶段的地质资料，预报地质条件的变化情况及对施工的影响程度。 （二）对可能出现塌方、滑动影响施工时，预报其部位、型式、规模、发展趋势，并提出处理措施。 表3-1 隧道围岩塌方形式一览表 塌方形式 塌方特点 围岩条件 整体不稳定围岩塌方 开挖后，围岩在爆破震动、松散压力及形变压力的影响下，发生解体溃散、分离剥落，形成塌方；在地下水的影响下，则可能形成突泥、涌泥或泥砂石流状塌方 具散体结构的土状围岩和极破碎的围岩，主要为Ⅴ、Ⅵ级围岩 局部不稳定围岩塌方 由于关键块体的滑塌引起局部破碎围岩的塌方，受断层带或剪切带、片理化带、破碎带结构的控制 局部不稳定的围岩或完整性较差的块状围岩，如断层带或剪切带、片理化带、破碎带 局部不稳定块体塌方又分堕落型、滑动型 严格受结构面控制，塌方体呈较规则的几何尺寸 围岩中的结构面和隧道开挖面相交，构造不利于组合，形成具有滑坍趋势的块体 表9-2 围岩塌方规模划分 类型 塌方量（m3） 小型塌方 中型塌方 大型塌方 特大型塌方 ＜50 50~300 300~1000 ＞1000 （三）隧道将要穿过不稳定岩层、较大断层，需施工部门改变施工方法或做应急措施时的预报。 （四）预报可能出现涌水地点、涌水量大小、地下水砂含量及对施工的影响。 （五）软岩出现内鼓、片帮掉块地段，应预报对施工的影响程度。 （六）岩体突然开裂或者有裂隙逐步加宽时，应预报其危害程度。 （七）在位移量测中发现围岩变形速率加快时，应预报对围岩稳定性影响的程度。 （八）浅埋隧道地面出现下沉或裂时，应预报对隧道稳定和施工的影响程度。 （九）洞口可能出现滑坡、坠石，应及时作出预报。 （十）预报由于施工不当，可能造成围岩失稳及其改进措施。 （十一）隧道附近或穿过含瓦斯地段的煤层中，预报瓦斯影响范围。 （十二）隧道穿越含H2S地层，预报其影响范围、浓度及对施工的影响程度。 将超前地质预测预报工作纳入工序进行日常管理，安照“物探先行、钻探验证、有掘 必探、先探后掘”的原则组织施工，特别重视预报验证工作，通过电法与设计勘察报告验证、物探与地探成果的相互验证、预报成果与开挖出的实际情况对比验证，努力提高预报成果精度。 方法上采用配套技术进行地面及洞内工程地质水文地质调查，结合设计勘察资料进行 超前预测预报的分级划分，并通过地表高密度直流电法沿隧道轴线对设计勘察资料进行验证，以准确划出重点不良地质段；将地质调绘与洞内物探、钻探相结合，对前方开挖的断层、破碎带、富水段、岩溶区及有害气体段以及岩性和围岩等级进行预测预报。技术上，先后采用了地质钻探、TSP203、高密度电法、地质雷达等多种手段进行实地探测。 二 、主要设备 表3-2 主要设备一览表 序号 设备名称 规格型号 单位 数量 完好率 1 TSP地质超前预报仪 TSP2003-plus 台 1 100% 2 地质雷达 CR-20B 台 1 100% 3 水平钻机 MK-5 台 4 100% 4 直流电法仪 YDZ(A) 台 1 100% 5 便携式计算机 TWINhead 台 1 100% 6 便携式计算机 MAXstation 台 1 100% 7 高密度电法仪 E60BN 台 1 100% 综合超前地质预测预报 针对玉峰山隧道这一特殊地质条件，超前地质预报工作按长短结合、上下对照、物探先行、钻探验证相结合的方法来保证预报的准确性与可靠性。 超前地质预报工作流程图见图3-1。 图3-1 超前地质预报工作流程图 表3-3 隧道超前地质预报主要探测技术表 玉峰山隧道 种类 方法 位置 地质素描 人工现场描绘