新建龙厦铁路龙岩至漳州南段第Ⅳ标(DK83+380-DK104+715)段…………………隧道超前地质预报方案
隧道超前地质预测预报方案
1、适用范围
龙厦铁路猪公寨隧道、虎坑隧道的地质超前预测预报。 2、超前地质预测预报的目的
2.1.超前探测地层岩性变化界面、软弱层界面、煤层界面、断裂带界面； 2.2.超前探测岩溶洞穴、岩溶通道及岩溶发育带的位置、规模、充填状况； 2..3.预报突水突泥位置及带来的灾害程度； 2.4.为动态设计提供相关的地质参数； 2.5.确定合理的工程措施及合理的施工方法。 3、超前地质预报的方法
目前在国内外隧道建设中使用较广泛的地质预报技术，传统的方法有地质素描法、水平钻探法、超前平导法等；近十年来，物探方法较广泛应用，有地震方法中的反射波法、瑞雷面波法、极小偏移距法、水平声波反射法；电磁法中的地质雷达法、瞬变电磁法，红外探水法；直流电法等。这些方法中根据多年预报经验，除红外探水法和直流电法在机理上和使用边界条件不当，不能使用外，其他方法使用得当，均应有较好的效果。本段的两座隧道预报采用地震反射波法和地质素描法、水平钻探法。 3.1地震反射波法（TSP203法）
地震发射波法是一种快速、有效、无损的隧道地质预报技术，能迅速连续超前地提供开挖的前方的三维空间的工程地质状态。
瑞士引进的TSP203法，其基本原理均是采用地震反射回声测量原理（见图）。地震波在指定的震源点（通常在隧道的左边墙或右边墙，布成一组排列炮点）用小量炸药或机械振动激发产生。地震波在岩石中以球面波形式传播，
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当地震波遇到岩石物性界面（即波阻抗差异界面，例如断层、岩石破碎带和岩性变化等）时，一部分地震信号发射回来，一部分信号透射进入前方介质。反射的信号将被高灵敏度的地震检波器接收，反射信号的传播时间和反射界面的距离成正比，故而能提供一种直接的测量。
本法常用的仪器型号为瑞士安伯格公司生产的TSP203型地震反射预报系统。
系统特点：
预报最长距离可达200m（作中距离和近距离跟踪预报效果更佳）； 操作简单，对工作环境无要求，不占用掌子面，对施工过程无妨碍； 30分钟内完成测量准备工作，测量一次的时间，不同的观测系统分别为10～60分钟；
对不良地质体的性质判断较准确，分辨率可达到0.5m，预报的距离误差小于5%；
配套分析软件，可方便地完成数据处理和评估； 3.2、地质素描：
地质素描预测法分为岩层岩性及层位预测法、条带状不良地质体影响隧道长度预测法以及不规则地质体影响隧道长度预测法三种。
对掌子面已揭露出的岩层进行地质素描（观察岩石的矿物成分及其含量，结构构造特征和特殊标志），给予准确定名，测量岩层产状和厚度。
测量该岩层距离已揭露的标志性岩层或界面的距离，并计算其垂直层面的厚度。
将该岩层与地表实测地层剖面图和地层柱状图相比，确定其在地表地层（岩层）层序中的位置和层位。
依据实测地层剖面图和地层柱状图的岩层层序，结合TSP探测成果，反复比较分析，最终推断出掌子面前方一定范围内即将出现的岩层在隧道中的
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位置和规模。
施工过程中，每次爆破后由项目部地质工程师进行地质素描，内容包括掌子面正面及侧面稳定状态、岩层产状、岩性风化程度、节理裂隙发育程度（产状、间距、长度、充填物、数量）、喷射混凝土开裂、掉块现象、涌水情况、水质情况、水的影响、不良气体浓度等。同时定期对地表水文环境进行观测和监测记录，及时了解隧道施工对地表水的影响，确定施工控制措施，最终做出掌子面地质素描图和洞身地质展示图。
及时对洞内涌水进行水质分析和试验，提交分析和试验结果，对影响隧道衬砌结构的水质提出处理意见，上报专业监理工程师审核，以利采取有效的防护措施。
3.3、超前水平钻探：
超前钻探是隧道施工期超前地质预测预报最直接、最有效的方法，也是对其他探测手段成果的验证和补充。通过钻孔钻进速度测试和对钻孔岩芯的观察及相关试验获取隧道掌子面前方岩石的强度指标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度及地下水、气状况等诸方面的资料。
预报分为单孔和多孔水平钻探两种，其中多孔按3孔设计，孔深一般40～60m，采用地质钻机接杆钻孔。
为防止遇高压水时突水失控，开孔采用φ120钻头，孔内放入3.0m长的φ108钢管做为孔口管，孔口管伸出掌子面50cm，孔壁间用环氧环脂加水泥浆锚固，孔口管伸出部分安封闭装置，并与注浆泵联接，以便遇高压水时及时封堵并注浆。
钻孔时作业平台要求平稳、牢固，钻机施工时不晃动。
施钻过程中，由地质工程师详细记录钻速、水质、水量变化情况，并对岩芯进行统一编录、收集，综合判断预报前方水文、地质情况。
3.4、预报隧道
3.4.1、猪公寨隧道：进口里程DK87+431出口里程DK+180，全长1749 m，
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以Ⅳ、Ⅴ级围岩为主。
3.4.2、虎坑隧道：起止里程为DK103+825～D104+700，全长875m，Ⅱ级围岩占50%。
3.5、地质超前预报的基本思路_____
3.5.1、隧道工程地质预测预报工作作为一道工序纳入施工组织设计中。 3.5.2、地质预报工作中，应坚持隧道洞内探测与洞外地质勘察的结合、地质方法与与超前水平钻探的结合，开展多层次、多手段的综合地质预报，并贯穿整个施工过程。
3.5.3、地质预报中的物探方法和钻探方法都是预报的方法手段，在综合分析中，地质方法是中枢、是龙头，预报的最终成果都必须转换为地质语言、地质结论和工程结论。
3.6、基本方案
预报方案设计的技术思路是“两个综合”。即：在预报方法选择上是“多种预报手段联合应用的综合预报，充分发挥各自方法的优势，取长补短，优势互补，互相验证”。在资料分析上是“综合分析，中长距预报与近距离预报结合，物探预报与地质预报结合，微观与宏观结合。中长距离指百米以上预报，近距离指50m以内的预报”。
地质预报指隧道施工中的地质描述，指采用地震反射法法预报。钻探预报指水平超前钻孔和钻孔内的一系列参数测试。微观地质指隧道施工地点，宏观地质指隧道设计提供的地质资料。
根据方案设计原则，考虑对施工的影响以及预报成本的高低，总的预报方案如下：
3.6.1、长距离预报
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采用地震反射法：根据选用的仪器型号不同预报距离可分别达到200～400m。
3.6.2、常规预报
采用地质描述法；每完成一个循环进尺，都要进行掌子面地质描述，发现异常后进行异常位置跟踪预报。
3.6.3、异常位置预报
对隧道常规预报中和设计中的断层破碎带、节理密集区、岩溶带、软弱岩层带、煤带、煤层等进行预报。在异常带百米前进行远距离预报，在50 m前进行短距离预报，远距离预报和短距离预报的异常段，必须进行水平钻孔。
3.7、作业时间
为了少占用主要工序时间，减少施工干扰，作业时间选在出渣完成后钻车就位前这段时间内进行。地质素描法预报时，占用掌子面约1～2小时；地震反射法，仪器占用施工时1～1.5小时。水平钻探则根据围岩级别、钻探深度占用时间。
4、预报成果
地质预测预报的结果由局集团公司计量测试中心进行汇总，交项目部工程部，工程部将原始资料报驻地监理工程师、设计单位。
24小时之内现场提交预报资料，包括不良地质体位置和性质；每次检测后7天之内提交最终技术报告，报告内容包括：不良地质体的性质、位置和规模；围岩类别及相关参数；提出相应的技术措施与可行性建议。量化岩体参数、综合确定围岩级别，对不连续界面、层面的构成进行细化，着重查清地质构造、岩溶、断层破碎带。同时查明地下水循环规律和水流动特征以及地下水化学成份等。
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成果由我局集团公司计量测试中心进行再次分析，对可能出现的地质问题提出必要的安全措施。以指导现场施工。
并根据预报结果，及时反馈监理和设计单位，调整设计、改变施工方案。
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目 录
1、适用范围.............................................. 1 2、超前地质预测预报的目的 .................................. 1 3.1地震反射波法（TSP203法） ................................. 1 3.2、地质素描： ............................................. 2 3.3、超前水平钻探： ......................................... 3 3.4、预报隧道 ............................................... 3 3.5、地质超前预报的基本思路 .................................. 4 3.6、基本方案 ............................................... 4 3.7、作业时间 ............................................... 5 4、预报成果 .............................................. 5
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