TBM设备施工超前地质预报的技术措施
HSP声波反射法在护盾式TBM施工隧道超前地质预报中的应用
HSP声波反射法在护盾式TBM施工隧道超前地质预报中的应用摘要本文以陕西省引红济石调水工程引水隧道IV标为例,采用中铁西南院研制的ZGS1610-3型智能工程探测声波仪及配套分析软件系统,总结了一些小直径护盾式TBM施工隧道超前地质预报的方法。
关键词TBM;护盾式;声波反射0 引言双护盾式TBM隧道施工在国内尚无十分成熟的经验,工程实例较少,其中有山西万家寨隧道、云南掌鸠河隧道、甘肃引洮隧道等。
引红济石调水工程引水隧道为陕西省重点水利工程,是国内工程技术难度最高的引水隧道之一。
地质条件极为复杂、恶劣,围岩岩性变化十分频繁。
超前地质预报工作是施工方法和TBM 掘进参数选择应对措施制定等一切工作的基础,它的准确与否直接影响到整个工程的成败。
1 工程概况引红济石调水工程位于陕西省宝鸡市太白县,是将汉江北岸褒河支流红岩河水通过穿越秦岭的隧洞自流调入渭河南岸支流石头河中的跨流域调水工程。
主体工程由位于红岩河上的关山低坝引水枢纽和穿越秦岭五里坡梁与太白盆地南缘山区的19.76km长输水隧洞两大部分组成。
2 超前地质预报的基本原理、测试方法及软硬件系统2.1 基本原理HSP声波反射法和地震波探测原理基本相同,其原理是建立在弹性波理论的基础上,传播过程遵循惠更斯-菲涅尔原理和费马原理。
本方法探测的物理前提是岩体间或不同地质体间明显的声学特性差异。
测试时,在隧道施工掌子面或边墙一点发射低频声波信号,在另一点接收反射波信号。
采用时域、频域分析探测反射波信号,进一步根据隧道施工掌子面地质调查、地面地质调查及利用一隧道超前施工段地质情况推测另一平行隧道施工掌子面前方地质条件的预报方法,便可了解前方岩体的变化情况,探测掌子面前方可能存在的岩性分界、断层、岩体破碎带、软弱夹层、以及岩溶等不良地质体的规模、性质及延伸情况等。
HSP声波反射法应用于钻爆法隧道施工地质预报,经过10多年的研究改进,技术已很成熟。
但该技术应用于TBM施工隧道(洞)地质预报,在大伙房隧洞工程尚属首次,取得一定的现场经验,但仍不是很成熟。
超前地质预测预报措施
超前地质预测预报措施在隧道施工过程中我单位将高度重视地质超前预报工作，探明前方地质情况，对可能发生的地质灾害做出预测，以便和设计单位一起修改设计和确定有针对性的施工方案，在人员、设备、材料等各方面作好充分的准备，最大限度的减少地质灾害的发生。
①、预报的重点内容：预测开挖面前方的地质情况，围岩整体性、岩层走向、软弱破碎带在前方的位置和对施工的影响，地下水活动情况等。
②、预报方式： SIR-2000地质雷达、工程地质类比、掌子面超前钻孔预报等。
超前地质预报施工流程图见下图。
超前地质预报施工流程③、超前地质预报设备配备根据各隧道工程地质条件，采用红外线探测仪、地质雷达、超前钻孔探测等综合地质预报技术，预测开挖工作面前方一定范围内的工程地质。
由地质预报队具体负责超前地质预报工作，主要资源配置见下表。
资料整理 、经验积累 预报地质分析 与设计对比 上报设计院 开挖制定措施 否 是 超前预报方案拟定 现场地质资料的调查 地质资料研究 TSP-203地质预报系统 超前钻孔 地质雷达 红外探水超前地质预报主要设备配置表序号设备名称数量1 SIR－2000型地质雷达1台2 红外探水仪1台3 DTS-1型防爆音频电穿透仪1台4 KSY-1型钻孔窥视仪1台5 MKD-5S型全液压钻机（超前水平地质钻机）1台6 数码相机、光学相机各1部④、地质预报计划施工过程中必须将超前地质预报纳入施工工序管理，做到先探测、后施工，不探测不施工。
实施计划总的思路是：长期预报和短期预报相结合，采用红外探水连续实施，地质雷达进一步强化、补充和验证，加大超前水平钻探和孔内数码成像的力度，加强常规地质综合分析，根据地质预报结果，经专业人员进行分析研究后，拟定相应对策以指导施工。
多管齐下，力争把发生地质灾害的机率降至最低。
地质超前预报计划见表4-13。
⑤、预报方法A、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。
超前地质预报施工方案
超前地质预报施工方案一、工程概况与目标本次超前地质预报施工工程旨在通过对施工区域的地质条件进行详细探测与预报，确保工程建设的顺利进行。
本工程位于[具体地点]，涉及的主要地质构造为[描述地质情况]，可能存在[潜在地质风险]。
因此，本次预报的主要目标是准确识别施工区域内的地质异常，为工程设计和施工提供可靠依据。
二、预报方法与技术为实现上述目标，我们将采用[具体预报方法，如：地震波法、电磁波法等]进行地质预报。
这些方法能够有效地探测地层结构、岩石性质以及潜在的不良地质体。
同时，我们还将结合[其他技术手段，如：钻探、物探等]，以提高预报的准确性和可靠性。
三、设备与材料准备为确保施工顺利进行，我们将准备以下设备与材料：[列举所需设备与材料，如：地震波探测仪、电磁波探测仪、钻探设备等]。
所有设备将提前进行检修与校准，确保在施工过程中能够稳定运行。
四、工作流程与步骤现场勘查与布置：对施工区域进行详细勘查，确定预报点和测线布置。
设备安装调试：将所需设备运输至现场，并进行安装调试。
数据采集与处理：按照预定的方法和步骤进行数据采集，并对采集到的数据进行处理和分析。
预报结果编制：根据数据分析结果，编制地质预报报告。
结果反馈与应用：将预报结果反馈给设计、施工等相关单位，为工程设计和施工提供参考。
五、安全保障措施为确保施工安全，我们将采取以下措施：[列举安全措施，如：设置警戒线、配备安全设备等]。
同时，所有施工人员将接受安全教育和培训，确保在施工过程中能够严格遵守安全规定。
六、质量控制要求为保证预报结果的准确性，我们将严格按照国家相关标准和规范进行施工。
在施工过程中，将定期对设备进行检查与校准，确保数据采集的准确性。
同时，还将建立严格的数据处理和分析流程，确保预报结果的可靠性。
七、人员培训与分工为确保施工的高效进行，我们将对施工人员进行专业的培训和分工。
培训内容包括[具体培训内容，如：地质知识、设备操作等]。
分工方面，将根据项目需求和人员特点进行合理分工，确保每个岗位都有合适的人选。
TBM引水隧洞超前地质预报方法研究与应用
TBM引水隧洞超前地质预报方法研究与应用摘要：针对长距离TBM引水隧洞掘进缺乏可靠地质预报方法的工程问题，开展了TBM隧洞地质预报方法研究。
通过对比TBM隧洞地质预报技术需求和多种预报方法技术特点，对适用于TBM的预报方法进行了初步分析。
依托北疆某TBM引水隧洞工程开展TRT技术现场应用，将预报结果与实际揭露围岩进行对比，验证了TRT预报技术在TBM隧洞的适用性和准确性。
关键词：TBM；超前地质预报；TRT1 引言水资源分布不均衡是我国部分地区经济发展面临的主要难题，近年来我国开展了多项大型跨区域调水工程，兴建了大量的引水隧洞。
埋深大、距离长、地质环境复杂是引水隧洞的主要工程特点，也是面临的主要技术挑战[1～2]。
TBM （Tunnel Boring Machine）由于其掘进效率高、施工扰动小、安全环保等技术优势，在吉林引松工程、引黄入晋工程、引大济湟工程等引水隧洞工程中得到了日益广泛的应用[3～6]。
TBM安全高效掘进的关键核心是掘进参数与地层条件相匹配，复杂多变的地质环境是其面临的重大威胁。
断层破碎带、富水地层、软弱围岩等不良地质往往导致TBM灾害事故的发生，轻者造成机器磨损、卡机，重者机毁人亡，造成严重伤亡和经济损失[7]。
以引汉济渭工程秦岭隧道为例，TBM掘进时遭遇软弱地层，卡机时间长达半年之久，造成了严重的工期延误和经济损失[8]。
钻爆法隧洞超前地质预报技术已日益成熟，发展了地质雷达、陆地声呐、激发极化仪等多种技术装备，取得了良好的应用效果[9～11]。
由于TBM隧洞工作空间狭小、电磁环境复杂等条件限制，多种地质预报方法测线难以布设，电磁类预报方法信号受到严重干扰[12]。
针对TBM引水隧洞超前地质预报难题，本文依托北疆某引水隧洞工程开展现场测试研究，以期为TBM掘进参数科学决策提供支撑。
2 工程背景2.1 工程概况北疆某引水隧洞工程总长516.19公里，由三个工程段组成，其中第一段单洞长283.27公里，为世界在建输水隧洞长度之最，第三段某扬水站压力管道长13.08公里，扬程达186米，管线长度与扬程高度居国内第一。
TBM隧洞施工超前地质预报现状和技术应用
TBM隧洞施工超前地质预报现状和技术应用摘要：超前地质预报属于隧洞施工过程中尤为重要的环节，能够有效保障隧洞施工的安全性，并且预防灾害，实现隧洞施工过程的信息化。
在隧洞施工超前地质预报方法不断探索及开发的过程中具有不同的适用范围及条件，所以就要在隧洞施工过程中进行相应的补充及验证，组合不同的超前预报方式，从而为隧洞施工提供精准的地质预报数据，避免在隧洞施工过程中出现人身和设备等一系列的安全事故。
本文浅析TBM隧洞施工超前地质预报现状和技术。
关键词：TBM；不良地质；地质预报；控制措施1 TBM施工隧洞超前地质预报的作用TBM施工具有掘进速度快、综合效益高等优点，在铁道、水电、交通、矿山等领域隧洞施工中应用越来越广泛。
但是TBM施工具有对地质依赖性高、不良地质通过能力差等局限性，这对隧洞施工造成极大影响，因围岩破碎、大变形、塌方等原因导致的卡机是TBM掘进面临的最大危险。
因此，十分有必要提前探明TBM施工隧洞掌子面前方不良地质体分布情况，能够有效防止重大事故的发生，从而保证TBM施工的安全和效率。
2 TBM隧洞施工超前地质预报技术应用新疆某引水隧洞工程总长约为283.393km，根据施工分段规划和施工方案，全线共采用11 台TBM及钻爆法施工。
其中某标段包括18.20km的主洞（其中TBM开挖长15.592km和钻爆法开挖洞段2.568km)，工程主要分布于卡拉麦里断裂带，海拔高程800～1300m，隧洞沿线发育有低矮的小山丘，冲沟较发育。
根据地面地质测绘资料和沿线钻孔资料分析，该段隧洞发育1条大断裂和8条次级断层，对TBM施工影响较大。
在工程施工过程中组合应用了多种超前地质预报技术，并取得了较为显著的成果，，实现TBM施工效益的最大化。
2.1地质法在隧洞施工过程中使用最为广泛的超前地质预报方式，配备专业地质工程师根据掌子面、隧洞及地表的地质调查，实现短期预报。
简单来说，就是根据施工掌子面地质素描合理的统计推测掌子面前方岩体变形的趋势、特点、失稳、破碎带等情况，根据推测的结果制定合理施工措施，从而使隧洞能够顺利的完成施工。
双护盾TBM超前钻孔地质预报及超前地质加固施工工法
双护盾TBM超前钻孔地质预报及超前地质加固施工工法双护盾TBM超前钻孔地质预报及超前地质加固施工工法一、前言随着城市的发展和基础设施建设的不断推进，隧道工程在现代社会的重要性日益突显。
隧道施工中，地质条件对工程稳定性和安全性有着重要影响。
为了有效应对各种复杂地质环境和确保隧道施工的顺利进行，双护盾TBM超前钻孔地质预报及超前地质加固施工工法应运而生。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点双护盾TBM超前钻孔地质预报及超前地质加固施工工法的主要特点如下：1. 综合利用现代地质勘察技术和TBM隧道掘进的实时状态监测，通过对隧道地层的预测和实时数据的分析，提前采取地质加固措施，降低地质灾害风险。
2. 通过超前地质预报和加固施工工艺的组合应用，大大提高了施工效率和质量，减少了工程延期和安全事故发生的可能性。
3. 工法灵活多样，适用于不同地质条件和隧道类型，可以根据实际情况进行调整和改进，提高施工适应性。
4. 结合了现代信息化技术和自动化设备，实现了隧道施工的数字化管理与控制，提高了施工的可控性和可靠性。
三、适应范围双护盾TBM超前钻孔地质预报及超前地质加固施工工法适用于各种地质条件下的隧道工程，特别是在复杂地层条件、高风险地质环境和地震活跃区域的施工中具有良好的适应性。
四、工艺原理该工法通过对施工工法与实际工程之间的联系、采取的技术措施进行具体的分析和解释，确保读者了解该工法的理论依据和实际应用。
工艺原理包括：1. 地质勘察与预测：利用现代地质勘察技术对隧道地质条件进行详细分析和预测，为后续工程施工提供准确的地质数据和参数。
2. 地质加固设计：根据地质预测结果和隧道施工的需求，制定科学合理的地质加固设计方案，包括支护结构、加固材料和施工工艺等。
3. 超前地质加固施工：在TBM掘进过程中，通过钻孔探测和超前预测技术，提前对隧道地层的变化进行监测和分析，及时调整施工方案，采取超前地质加固措施，确保隧道稳定性和安全性。
浅谈特殊地质条件下TBM的施工
浅谈特殊地质条件下TBM的施工摘要:TBM掘进机以其快速、高效、安全、优质等优点越来越广泛地被应用于隧洞开挖中，然而在不良地质洞段中TBM掘进缓慢。
结合辽宁某重点输水隧洞工程，总结在特殊地质条件下的超前地质预报方法及处理措施。
关键词:TBM施工不良地质超前探测富水带治理1前言TBM能实现快速、高效、优质和安全施工，总工期和综合效益优于钻爆法，然而在不良地质条件下TBM掘进速度降低，甚至出现TBM损坏或不能顺利通过的情况，因此必须对不良地质洞段进行超前处理，确保TBM掘进效率。
辽宁省某重点输水隧洞工程TBM标段主洞起点设计底高程201.81m，终点设计底高程194.0m。
主洞总长18,594.156m（桩号66+726.42~85+320.576m），设计引水流量70m3/s，洞径8.0m，为圆形断面，用TBM法施工。
2.地质概况和主要不良地质TBM标段主洞主要岩性由两部分组成。
主要岩段为中生界白垩系小岭组角砾熔岩、安山岩、流纹岩、熔岩角砾岩、凝灰岩、凝灰质砂岩等火山岩和火山沉积岩，涉及洞身长度12.428km。
次要岩段为太古界鞍山群的强烈混合化角闪斜长片麻岩、花岗片麻岩、二云斜长片麻岩、斜长角闪岩、变粒岩、磁铁石英岩和混合岩等，涉及洞身长度6.154km，埋深67~243m；主要地质构造有成木奇—榆树—铧尖子大型平缓不对称向斜褶皱的西翼和断层。
本段发育有KF2、F48、F55、F58、F60共5条较大断层。
主洞主要不良地质是上述5条断层破碎带、严重影响带、密集节理带和古风化壳。
涉及洞身总长的1/3。
主要的施工地质灾害是坍塌、涌水甚至突水。
除此之外的不良地质则是处于200~500m埋深的混合岩、混合花岗岩，特别是其中斜长角闪岩残留体，可能引发的施工地质灾害则是岩爆。
3. TBM施工地质超前探测技术为保障安全、快速施工，必须做好洞身不良地质体的长期和短期超前地质预报、超前钻探、施工地质灾害临近预警工作，判断可能发生地质灾害的相对位置。
【施工】超前地质预测预报措施
【关键字】施工超前地质预测预报措施在隧道施工过程中我单位将高度重视地质超前预报工作，探明前方地质情况，对可能发生的地质灾害做出预测，以便和设计单位一起修改设计和确定有针对性的施工方案，在人员、设备、材料等各方面作好充分的准备，最大限度的减少地质灾害的发生。
①、预报的重点内容：预测开挖面前方的地质情况，围岩整体性、岩层走向、软弱破碎带在前方的位置和对施工的影响，地下水活动情况等。
②、预报方式：SIR-2000地质雷达、工程地质类比、掌子面超前钻孔预报等。
超前地质预报施工流程图见下图。
超前地质预报施工流程③、超前地质预报设备配备根据各隧道工程地质条件，采用红外线探测仪、地质雷达、超前钻孔探测等综合地质预报技术，预测开挖工作面前方一定范围内的工程地质。
由地质预报队具体负责超前地质预报工作，主要资源配置见下表。
超前地质预报主要设备配置表④、地质预报计划施工过程中必须将超前地质预报纳入施工工序管理，做到先探测、后施工，不探测不施工。
实施计划总的思路是：长期预报和短期预报相结合，采用红外探水连续实施，地质雷达进一步强化、补充和验证，加大超前水平钻探和孔内数码成像的力度，加强常规地质综合分析，根据地质预报结果，经专业人员进行分析研究后，拟定相应对策以指导施工。
多管齐下，力争把发生地质灾害的机率降至最低。
地质超前预报计划见表4-13。
⑤、预报方法A、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。
地质超前预报计划表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，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不良地质在隧道中的位置和规模。
超前地质预报技术方案
超前地质预报技术方案I. 背景地质预报是矿山生产中的重要环节，其意义在于提前预测和评估人工开采过程中可能出现的地质问题（如岩爆、冲击地压、水文地质等），进而制定针对性的预防控制措施，保障矿山安全高效生产。
然而传统的地质预报方法主要依靠经验和主观判断，存在误差和不足。
随着科技的发展，尤其是地质、地球物理、测绘等领域技术的不断进步，能够开发出更加先进的地质预报技术，提高预报精度和准确度，更好地应对复杂的地质环境和工程条件，进一步保障矿山生产安全。
II. 技术内容本方案的技术内容主要包括以下方面：1. 地质勘查技术（1）地震勘探技术：通过测定地下岩石体的弹性波速度、密度等特征参数，分析岩体结构、岩性、裂隙分布等信息，为进一步的钻掘、爆破等作业提供精确的数据支撑。
（2）电磁探测技术：通过测定地下岩石体的电阻率、电磁感应等参数，分析地下结构状况、岩体内部构造特征，识别矿体位置、大小、形态等信息。
2. 地质分析技术（1）三维地质建模：通过采用地质、地球物理、测绘等技术手段获取的各类数据，建立真实、全面、精确的地质模型，模拟地下岩石体的结构、岩性、裂隙分布、水文地质等特征，为后续的工程设计、施工过程提供科学依据。
（2）人工智能技术：采用深度学习、机器学习等算法，通过大量的数据分析和模型训练，构建可靠的地质预报模型，预测岩石体的稳定状态、岩爆风险、水文地质变化等信息，为安全开采提供重要决策支持。
3. 工程技术（1）数字化矿山：采用先进的数字化装备和软件技术，实现矿山内部的全方位数字化、在线化管理，监控矿体变形趋势、应力状态变化、水文地质状态变化等信息，提高矿山运营效率和安全性。
（2）微震监测：通过布设微震监测点，对矿体的震动状态、震级、震源深度等信息进行实时监测分析，预测岩体断裂破坏、地震矿震等灾害风险，为采掘过程中的安全预防和应急处理提供实时参考。
III. 技术优势（1）精度高、准确度高：本方案采用了多种先进的技术手段，如地震勘探技术、电磁探测技术、三维地质建模等，能够全面、精确地分析地下岩石体的内部结构状况，提供高质量的地质预报信息。
大直径盾构隧道超前地质预报施工工法
大直径盾构隧道超前地质预报施工工法一、前言大直径盾构隧道是近年来建设的重要组成部分，不仅改善了城市交通，也为城市建设提供了重要的基础设施。
随着工程难度的增加，如何提高施工效率，减少工程风险不断成为施工者面临的挑战。
在此背景下，大直径盾构隧道超前地质预报施工工法应运而生，成为大直径盾构隧道施工的新趋势。
二、工法特点大直径盾构隧道超前地质预报施工工法是一种利用地质勘探技术对盾构隧道施工过程进行实时监测和控制的工法。
与传统的隧道施工方式相比，该工法具有以下几个特点：1. 明确的地质预测：利用一系列地质勘探技术确定地质结构，提前预测地层变异，对施工过程进行合理安排，为后续施工治理提供科学依据；2. 高效的施工方式：该工法可以根据地质情况，对隧道支护结构进行有效设计，可适时进行地层加固和控制，从而提高施工效率；3. 更安全的施工保障：全面了解地层情况，为施工工作者提供了可靠的保障，减少了施工过程中的安全风险。
三、适应范围该工法适用于大直径盾构隧道的施工。
可以针对不同的地质情况，采取相应的措施进行施工。
同时，该工法适用于不同类型的大直径盾构隧道项目，例如城市轨道交通线路、城市快速公路等。
四、工艺原理地质勘探技术通常分为物探和钻探两种类型，通过对物探和钻探数据的分析，可以获得地质信息和土层分布图。
采用地质预报技术，可以预测地质结构和土层变异，为后续的施工安排提供科学的依据。
在施工过程中，一般采用TBM隧道掘进机进行施工，在操作TBM机器时，需要经常对机器进行调节和维护，以保证隧道的施工安全和机器的正常运转。
同时，还需要定期监测地层变化，及时对地层进行加固和治理措施，从而保证隧道的安全施工。
五、施工工艺1. 地质预测：地质预测是该工法的核心，通过物探和钻探技术，获得地质属性数据和地层分布图，准确预测隧道区域的地质结构和土层变异情况。
2. 支护结构设计：根据地质预测结果，对隧道的支护结构进行设计，采用高强度材料和新型支护技术，提高支护效果和施工速度。
深埋长隧洞TBM施工不良地质的超前预报和应对措施
种全 新 的 电法勘 探 技术 。 Ｂ Ｅ Ａ Ｍ 电法超 前监 视 系统 能准 确预 报 隧洞 施工
前方（ ３ ０ ～ ５ ０ ｍ） 范 围 内地 质条 件和岩 石特性 变化 。
１ ． ３ Ｔ Ｓ Ｐ超 前 探 测 法
的专 用 拾 震 器 来 完 成 。它 的激 发 可 由锤 击 方 法 来
方 法 和 工 程处 理 措施 ， 能够 较 好 地 解 决 深 埋 长 隧 洞 Ｔ Ｂ Ｍ 施 工 中不 良地 质 带来 的 问题 。 关键词 Ｔ Ｂ Ｍ 施 工 超 前 地 质 预 报 处 理 措 施 不 良地 质 Ｔ Ｖ ５ ２ 文 献 标 识 码 Ｂ 文章 编 号 １ ０ ０ ７ — ６ ９ ８ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ 一 ｏ ０ ｏ ９ — ０ ３
一
质 现 象 。现 场 实施 过程 中 ，也 需 要 在 已开 挖 的洞
段 中 的洞 壁 施钻 多个 深 度 约 １ ｍ 的小 孔 ，以便 高 频 地 震 波 的接 收 和 激 发 。该 法 现 已进 行 较 大 的技
术 改 进 ，其 高 频 地 震 波 的接 收可 以 由粘 贴 在 洞 壁
进 行 超 前 地 质 探 测 和预 报 ，判 断 可 能 发 生地 质 灾
及周 围 临近 区域 的地 质情 况 。 Ｔ Ｓ Ｐ ２ ０ ３超 前地 质 预 报 系统 是 由瑞 士 安伯 格 测 量技 术公 司 ２ ０ ０ １ 年研 制 ，可 预 报工作 面 前方 １ ０ ０ ￣ ２ ０ ０ ｍ范 围 内的不 良地质 现象 。但 在 现场 实施 过程 中 ．需要 在 已开 挖 的洞 段 中的 洞 壁 且距 掌子 面 大 约６ ０ ｍ范 围 内施 钻 ２ ０ — ２ ６个 深度 约 １ ． ５ ｍ 的小孔 ， 以便 进 行检 波 器 的安 装 和 接 收 以 及 爆 炸震 源 的 激 发等。
TBM通风、排水、供电、超前地质预报及测量控制等技术
TBM施工技术第四章、TBM通风、排水（含反坡排水的措施设计）、供电技术一、TBM施工通风技术（一）TBM施工通风除尘要求TBM施工一般通风距离较长，特别是近年来长度超过10Km的隧道越来越多，这对隧道施工通风带来很大的技术难题，要求风压、风量大，漏风率低，需与后配套系统上风管储存延伸装置进行集成，而且需统筹考虑从后配套系统尾部到TBM刀盘的二次助力通风及除尘风机的整体方案。
TBM设备复杂，液压、电气、自动控制系统多，零部件制造精密，对温度、粉尘反应敏感，因此，除了同钻爆法对空气供给量有同样要求外，对空气中的粉尘量和环境温度要求更为严格，以防止或减少因粉尘、温度超标引发的各种故障。
TBM施工通风除尘要求，主要有以下三个方面内容：1、通风量TBM施工通风量，通常按掘进工作面最多作业人数所需风量、不同地段不同风速所需风量、排除作业粉尘至允许浓度所需风量、冲淡内燃机械所排的有害气体至允许浓度所需风量以及机械散热至允许温度所需风量分别计算，再取其中最大值作为掘进工作面的所需通风量。
2、降温洞内各作业面的环境温度不宜超过28℃。
3、除尘TBM施工的粉尘来源，其一是刀具破岩产生的粉尘，其二是喷射混凝土作业时产生的粉尘。
洞内各作业面粉尘浓度要求不超过2mg/m3。
（二）TBM通风系统功用及组成特点1、TBM施工通风系统的功用在隧道施工中，洞内O2体积分数、粉尘和有害气体控制、作业环境温度等对作业人员及设备至关重要，良好的运行环境是保障作业人员人身安全和TBM安全运行的前提条件。
《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）规定，在整个隧道施工过程中，作业环境应符合下列安全标准。
（1）洞内空气中O2体积分数不应小于20%。
（2）粉尘容许浓度，每立方米空气中含有10%以上游离SiO2的粉尘不得大于2mg。
（3）CO最高允许质量浓度为30mg/m3；CO2的按体积计不得大于0.5%；氮氧化物（换算成N O2）质量浓度为5 mg/m3以下。
TBM施工超前地质预报实施方案
适于TBM施工HSP法预报技术实施方案1超前地质预报的目的及内容1.1 超前地质预报的目的（1）进一步查清隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件，指导工程施工的顺利进行。
（2）降低地质灾害发生的几率和危害程度。
（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。
1.2 超前地质预报的内容（1）地层岩性，特别是对软弱夹层、破碎地层的预测预报。
（2）地质构造，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况的预测预报。
2 编制依据（一）《铁路隧道全断面岩石掘进机法技术指南》（铁建设【2007】106号）；（二）《铁路隧道超前地质预报技术规程》（Q/CR 9217-2015）；（三）《铁路工程物理勘探规程》（TB10013-2010）；（四）《公路工程地质勘察规范》（JTG C20-2011）3 TBM施工地质预报方法的技术要求及本工程方案设计3.1TBM施工地质预报方法的技术要求在TBM施工隧道地质预报中，由于TBM掘进机独特空间结构，其对地质预报探测适应性要求较高，通常造成一些常规探测方法探测成本高昂、探测复杂、探测具有破坏性等问题，其对信号源、探测空间、布极可行性等均有限制，因此限制了这些预报方法的应用。
主要表现在：1、掌子面无法直接布置测线；2、空间狭小，需钻探测孔地质预报方法（如TSP、TGP等），操作不便、且费时；3、如采用炸药震源激发的预报方法，应采用特殊处理，费时，且存在安全风险；4、如选择在TBM后方进行探测，探测距离与精度无法保证；5、预报方法应布极简单、影响施工时间短等;6、TBM在遭遇不良地质体时常常耗费大量时间进行处理，对较大不良地质体时探查精度要求较高；7、TBM掘进速度较快，短距离预报法无法较好的指导TBM掘进，实现预期效果。
因此，在选择TBM施工超前地质预报探测方法时，应充分考虑其适应性，选择高效且适应的探测方法，必将事半功倍。
3.2 本隧洞工程综合地质超前预报方案设计主要采用HSP法隧道超前地质预报系统，该系统不仅适用于钻爆法施工隧道超前地质预报，也适于TBM施工超前地质预报。
高速铁路复杂地质隧道超前地质预报施工工法(2)
高速铁路复杂地质隧道超前地质预报施工工法高速铁路复杂地质隧道超前地质预报施工工法一、前言高速铁路建设是国家重点推进的基础设施项目，而复杂地质隧道的施工是其中重要的一环。
在复杂地质条件下进行隧道施工具有一定的风险和挑战性，因此需要采用超前地质预报施工工法。
本文将对该工法进行详细介绍，包括工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点超前地质预报施工工法是指在隧道施工过程中，通过对地质环境进行准确预测和评估，合理安排工程施工步骤，以应对复杂地质条件的一种施工方法。
该工法具有以下几个特点：1）提前了解隧道所处地质环境，减少了不确定性因素；2）采取超前地质预报技术，对地质条件进行精确评估，为施工提供科学依据；3）合理安排工法和措施，以应对不同地质条件的变化；4）针对可能出现的问题提前准备解决方案，避免施工阻碍。
三、适应范围超前地质预报施工工法适用于复杂地质条件下的隧道施工，包括高地应力、软弱地层、断层、溶蚀地层等。
在这些复杂地质条件下，采用该工法能够提高施工效率，减少安全风险，保证施工质量。
四、工艺原理超前地质预报施工工法主要的工艺原理是通过对施工工法与实际工程之间的联系进行分析和解释。
首先，通过对地质环境的详细调查和采样，获取地质资料。
然后，通过地质勘探技术对地质条件进行准确预测和评估。
根据评估结果，采用不同的技术措施，如地质钻探、爆破、锚杆支护等，来解决地质问题，并确保施工的顺利进行。
五、施工工艺超前地质预报施工工法根据施工过程的不同阶段，采取了一系列的施工工艺。
首先，在地质勘探阶段，进行地质调查、地质钻探、地质探测等作业，获取地质资料。
然后，在隧道开挖阶段，根据地质预报结果确定开挖工法和施工措施，如爆破、机械掘进等。
在隧道支护阶段，采取支护措施，如锚杆支护、喷射混凝土等。
最后，在隧道衬砌阶段，进行隧道壁面和顶板的修整和整饰。
六、劳动组织超前地质预报施工工法在劳动组织上注重人机协同作业，提高施工效率。
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ｍ 混凝 土 管片 背部 与 开挖 围岩 间隙 ２ ０ 范 围 ， ｍ， ７。 充 填 豆砾 石 并 回填灌 浆 ， 部 ９ 。 围 回填 水 泥砂 浆 ， 底 Ｏ范 设计 混 凝土结 石强 度为 Ｍ１ 。混凝 土管 片设计 抗压 ５ 强 度 Ｃ ５ 抗 渗 等 级 Ｗ８ 抗 冻 等 级 Ｆ ０ 环 片 宽度 ４， ， ５。 １６ ０ｍ 厚度 ２ ０ｍｍ． 凝 土 管 片设 计 为 六 边形 ０ ｍ． ８ 混 结构 ， ４块 管 片拼装 而成 圆环 ， 向接 头为 凹 凸面 由 纵 球 窝 结 构 ， 向采 用 定 位 销 连 接 。 计 外 径 ５５ ０ 环 设 ２
・
施 工技 术 ・
Ｔ Ｍ 设 备施 工超前地 质预 报 的技术措施 Ｂ
张 利 民
（ 引洮 工程 建设 管理局 ， 肃 兰 州 甘 ７０４ ） ３０ ６
摘要 ： 隧道掘进机 （Ｂ ） 隧道 工程建设 中的应用越来越普遍 ， ＴＭ在 但在应用过程 中产生和存在 的问题也较 多 ， 尤其适应 地质岩层 问题仍是 需要探 索和研 究的课题 。结合 引洮供水一期． ＃ ．－ ７ 隧洞单护盾 ＇ Ｍ施 工掘进 ， ｘ Ｌ￣ｆ 渠 － Ｉ Ｂ 遇到不 良地
验 资料 反 映 ： 在潮 湿 状态 下 ， 芯 呈长 柱 状 。 度极 岩 强
低， 手捻 即成粉 末状 ， 沙粒径 较 小 ； 泥 在饱 水状 态下 ， 岩 芯多 呈 散粒 状 ， 孔 隙水 渗 出 ， 有 强度 极低 ， 态 流 液 塑性 极强 隧 洞施工 采用 一 台单 护 盾 Ｔ Ｍ 设 备掘 进 ， 到 Ｂ 遇
质 粉 砂 岩 等 ， 类 围岩 成 岩 较 差 ， 构 疏 松 且 多 孔 该 结 隙， 遇水 易软化 崩解 ， 度低 ， 强 干湿 效应 明显 ， 塑性 具 流变 ， 透水 ， 弱 属含 水岩 性 。根据 地质钻 孔和 多组试
当隧洞 围岩为 断层或 破碎 带时 ，施工 过程根 据 大 小 常 伴 有 不 同程 度 上 的 塌 方 出 现 ．Ｂ 设 备 掘 ＴＭ 进， 使机 头被 压住后 发生 卡机 ， 同时还 会使设 备 掘进 方 向发 生偏移 ，给后 续施 工生 产链上 的各 项工作 造 成很 大 困难 和缺 陷。事故 一旦 发生 ，长 时间停 工和 处理 、 价惨 重 。因此加 强地质 预报 、 代 进行 必要 的地 质勘 探 和预加 固处理 是 十分重 要 的。 施 工期针 对设计 地质 资料 提前研 断 分析 围岩断 层 、 碎带 影 响 宽度 、 围及 结构 ． 制定 相 应 的施 破 范 并 工技 术措 施 。在设 备施工 期 ，对掌握 的掘进参 数资
１ 工 程 概 况
引 洮 供水 一 期 工 程 总 干渠 ７ 隧 洞 位 于渭 源 县 境 内 ， 洞 全 长 １ ． ６ｋ 设 计 纵 坡 １１６ ０ 圆形 隧 ７２ ｍ， ８ ／ ５， 断面。 开挖直 径 ５ ５Ｔ 混 凝土管 片衬砌后 直径 ４９ ０ ． ， ７Ｉ Ｉ ６
质 围岩导致设备 卡机等 问题 ， 重点论述 了 ＇ Ｍ设备掘进 施工， 强国岩超前地质预报的技 术措施和管理的必要性。 Ｉ Ｂ 加
关 键 词 ：Ｂ 设 备 ； 良地质 ； 质 预 报 ； 制 措 施 ； ＴＭ 不 地 控 引洮 总 干 ７ 洞 中图 分 类 号 ： ４ ６３ Ｕ ５． 文 献 标 志 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ５ ０４ （０ ２ ０ — ０ ７ ０ ２ ９ — １４ ２ １ ）９ ０ ５ — ２
设 备 的正 常掘 进和施 工质 量 。针对存 在 的不 良施 工 地质 条 件 ， 有加 强施 工 组织 管 理 、 术方 案制 定 、 只 技 施工 掘进 超前 地质 预报等 技术 措施 ， 才能 使 Ｔ Ｍ 设 Ｂ
备正 常有 序施 工 ， 保进度 和质 量 。 确
３ 地 质 预 报 控 制 要 点
报掌 子 面前方 一定 范围 内的不 良地质 及水 文地质 的
总 干 渠 ７ 隧洞洞 线 呈 Ｎ ６ 。 置 ． Ｅ ２布 沿线 穿 越东
峪 沟 一 祁 河 之 间 薄层 黄 土覆 盖 的低 山卯 粱 区 ． 秦 最 大埋 深 ３ ８ ６ ｍ。隧洞 Ⅳ类 围岩 占总长 的 １％， ４ Ｖ类 围 岩 占总 长 的 ８ ％， 为极 软岩地 层 。 ６ 均 地质地 层 主要表
的 主要不 良地 质有 高地应 力 、 断层破 碎带 、 弱含水 软
象有 ： 隧洞砂 岩及 粉砂岩 段地 层主 要为粉 细砂 岩 、 泥
规模 及变 化规 律 ， 断其 范 围、 判 并评价 此类 不 良地 质
对环 境地 质 、 文地 质及 隧洞施 工 的影响 。 出和完 水 提
Hale Waihona Puke 善具 体 、 理 、 合 有针对 性 的施 工 预报技 术措施 进行 防
范。 （ ）断层或破 碎带 ２
ｍ 内 径 ４９ ０ｍ ｍ， ６ ｍ。 ２ 主 要 施 工 地 质
（ ） 良地质及水 文地 质 １ 不
根据 设计 资料施 工 编制隧 洞整条 地质 图并重 点 标 注地质 不 良段及 范围 ，对不 良地质 及水 文地质 段 据其 位 置分别 提前制 定设 备施 工预案 。加 强 日常设 备掘 进 时 的地 质岩层 观测 及加 强施工 支护措 施 的及 时性 ． 掌握 施 工设 备运 行 各种 参 数 、 出渣量 、 岩块 规 格及特性 、 掌子 面 、 流等 变 化 情 况 ， 水 进行 分 析 、 对 比， 加之 采用设 备及 仪器 收集 的数据研 判 ， 确认 可预
第４ ８卷 第 ９期 ２１ ０ ２年 ９月
甘 肃 水 利 水 电 技 术
Ｇ Ｓ ＡＮ Ｕ ＷＡＴ Ｒ 琰 Ｕ Ｅ Ｎ ＢＹＤ Ｅ Ｒ ＲＣ Ｓ Ａ Ｄ ＲＯＰ ＯＷＥ Ｅ ＨＮ ＯＧＹ Ｒ Ｔ Ｃ ＯＬ
Ｖｏ． ８． ｏ ９ １ ４ Ｎ ． Ｓ ｐ ，０ ２ ｅ ．２ １