隧道超前地质预报实施细则

渭源至武都建设项目WWSY1标

隧道测超前地质预报实施细则

1、编制依据

1）铁道部《铁路工程物理勘探规程》TB10013—98；

2）交通部《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）；3）交通部《公路隧道设计规范》（JTG D70—2004）；

4）交通部《公路隧道施工技术规范》（JTG F60—2009）；

5）《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）；

6）《公路工程地质勘察规范》（JTJ064—98）；

7）水利部《水利水电工程物探规程》（SL326—2005）；

8）十天高速公路隧道工程施工图设计资料；

9）十天高速公路隧道工程地质勘察报告；

10）其它国家颁布、国家部门颁布、地方颁布的有关规范和规章。

2、工程概况

2.1隧道概况

烟坡里隧道位于甘肃省定西市漳县的油单沟与漳县三岔镇烟坡里村之间的厥头山西侧，隧道采用分离式，洞高7.5m；起止桩号为ZK173+070~ZK176+910 YK173+073~YK176+905，左线隧道长3840m，洞顶最大埋深250m，右线隧道长3832m，洞顶最大埋深248m；隧道进口平面线型为直线，出口段为圆曲线，左右线半径均为R-1400；左线纵面线型为1.38%（坡长637m）和-2.20%（坡长3195m）的人字坡。隧道进出口均采用削竹式洞门，设置10处行人横洞、4处行车横洞，左右线各设四处紧急

停车带。隧道围岩以IV、V级为主，两端洞口段均为V级围岩。

2.2隧道地质

2.2.1地形地貌

本隧道段位于甘肃省的东南部，处于西北黄土高原边缘与西秦岭山地交汇过渡地带，总体地形北低南高，隧道所经地段地面高程：2084.5~2273.2m，相对最大高差188.7m，隧道进口段，自然坡度38~40°，坡面呈阶梯状的田地，以构造剥蚀低中山地貌为主，山地海拔较高，主峰顶呈棱状，山坡高峻，河谷狭窄，多呈V字形。自白垩系以来，境内地层一直处于间歇性抬升之中，因此形成了多级不同时期、不同高程的剥夷面。

2.2.2地层岩性

根据区域地质资料及本阶段地勘资料，本勘察区隶属于华北区的陕甘宁盆地分区东南部。隧址区主要出露第四系全新统①-1耕植土（Q4pd）、第四系全新统冲洪积②-1粉质粘土(Q4al+pl)、第四系全新统崩滑堆积②-2碎石层（Q4del+c），下伏古近系④-3层强风化砾岩（E）、白垩系上统民和组⑤-1强风化泥质砂岩（K2m）及三叠系上统⑥-1强风化砂岩（T3）、⑥-2中风化砂岩（T3）、⑥-4中风化灰岩（T3）、⑥-4中风化泥质灰岩（T3）和⑥-2中风化钙质砂（T3）。第四系中上更新统黄土（Q2-3）：黄褐色，中密-密实，土质较均，垂直节理少量发育，多分布于洞身段所在地的半山坡，覆盖厚度不大。

2.2.3地质构造与地震

根据区域地质资料，勘察区内断层均属于干断裂之派生断层。隧址区有3条断层，属于临潭-山阳区域断裂的次级断裂，受其影响隧址区岩体裂隙教发育，造成岩体教破碎。本区域现代构造运动呈现间歇性缓慢升降运动为主导特征，区内主要断裂第四纪时期的活动性都比较微弱，区域板块仍属于一个相对稳定地带。

3、隧道超前地质预报的目的

为防止隧道掘进时未知不良地质体对施工人员、设备造成损失，保证施工进度和施工质量，要对施工掌子面前方进行的超前地质勘察、超前仪器测试等，对隧洞掌子面前方长距离范围内的不良地质体进行预报。所采用的主要手段为：地面地质预测、超前钻孔、地质雷达测试、地震波超前测试等。

1）预报可能出现突水的溶洞、暗河的位置和规模；

2）预报断层、破碎带的位置（包括裂隙发育地段）；

3）预报可能出现突泥、岩溶陷落柱的位置；

4）预报可能发生中型以上的塌方地段；

5）预报地下水富集的区域和地段；

6）预报可能发生岩爆、瓦斯或其他有害气体的地段和程度4、隧道超前地质预报原理及所采用的工艺、工作方法

4.1隧道开挖面超前探测的主要内容

在隧道施工过程中，特别是在复杂地质条件下，为了防止在正常施工下避免工作面开挖出现不测事故（如出现断层、破碎带、

采空区、溶洞、含水集水区、高应力地带以及其他不良地质现象等），可以采用地质雷达超前探测，以便了解隧道工作面前方的地质状况与水文地质条件，预测工作面前方的工程地质，做到有针对性的施工。使用地质雷达超前探测可以预测工作面前方以下一些内容：

断层构造及断层破碎带。

煤层、瓦斯、天然气、硫化氢气赋存条件及采空区状况。

岩溶、空洞、裂隙及其规模和充填情况。

地下水赋存状态及可能突水、涌水的位置以及水量的大小。

软弱围岩及不同类别围岩的界面。

其他不良地质情况。

根据地质雷达超前探测可分析判断隧道工作面前方有无以上情况或现象存在，从而结合探测的结果，采取相应的技术措施，做到有针对性的施工。

4.2探测原理

地质雷达是采用甚高频—超高频电磁波检测地下介质的地质特征，不同岩性分布和对不可见目标或地下界面进行扫描，以确定其内部结构形态或位置的电磁波技术。其探测原理是高频电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度和波形将随所通过介质的电性差异及集合形态而变化。从各个不同深度返回的反射波与直达波被接收天线所接收，经过接收机放大、滤波等处理并经采样器数字化后输入微机进行处理，取反射波往返路程时间之半

再乘以相应介质的电磁波传播速度便得出目标距离，再通过综合分析判断目标性质。因此，应用地质雷达可以探测隧道开挖工作面前方的地质和水文地质状况。

4.3隧道地质超前预报的工作原理及方法

4.3.1准备工作

应用地质雷达超前探测隧道开挖工作面前方的工程地质、水文地质以及煤层与瓦斯等情况的具体探测方法可根据以下原则设计。

1．探测方案设计

探测点位的布置原则

公路隧道掘进高度有8一12m，掘进宽度也在10一15m左右，掘进断面积多在100㎡左右，施工时一般要求探测隧道开挖面前方及其周边（隧道顶部、底板及左右两端）10m范围内的地质状况，含水情况以及煤层与瓦斯的赋存条件，因此，探测点位的设置应遵循以下布置原则：

（1）.由于隧道开挖断面高度较大，因此探测时应在隧道断面内分设上、中、下三层探测线，每层测量多少以及测点位置与分布，应根据隧道宽度及地质构造的复杂程度确定。

（2）.每一探测层间距和层内测点的距离，应根据开挖面岩性而定，一般约在2 -4m之间。

（3）.为了探测隧道周边10m范围内的地质情况，为此在靠近隧道边缘的测点，除了探测正前方的岩性外，还应向外偏斜，