隧道施工过程中超前地质预报的方法与原理
水利水电工程隧道施工超前地质预报技术规程
水利水电工程隧道施工超前地质预报技术规程1. 引言1.1 背景水利水电工程隧道施工过程中,地质条件是一个重要的考虑因素。
超前地质预报技术的应用能够为工程提供准确的地质情况信息,从而指导施工作业的顺利进行。
1.2 目的本技术规程旨在规定水利水电工程隧道施工超前地质预报的技术要求和操作规程,保障工程质量和安全。
1.3 适用范围本技术规程适用于各类水利水电工程隧道施工过程中的超前地质预报工作。
2. 超前地质预报的概述2.1 定义超前地质预报是指在隧道施工前,通过分析地质勘探资料、地质统计和井孔资料等来预测隧道内地质结构和地质构造的技术方法。
2.2 目的和意义超前地质预报的主要目的是提前对隧道内的地质情况进行预估,为施工过程中的安全措施和技术措施提供科学依据,降低施工风险。
2.3 方法和步骤超前地质预报主要包括以下步骤: 1. 收集地质勘探资料 2. 分析地质构造 3. 预测岩体的力学性质 4. 预测隧道内的水文条件 5. 制定超前地质预报报告3. 超前地质预报技术规程3.1 地质勘探资料的收集和分析3.1.1 地质勘探方法1.钻探2.地震探测3.影像扫描3.1.2 地质构造分析1.解读岩层的构造类型2.判断断层的性质和活动程度3.分析岩体的变形特征3.2 岩体力学性质的预测3.2.1 岩石类型和强度1.对不同类型的岩石进行分类2.预测岩石的力学强度3.2.2 岩体应力状态1.分析地应力特征2.预测应力释放的规律3.3 隧道内水文条件的预测3.3.1 水文地质分析1.局部地下水位的测定2.地下水流量和水质的评估3.3.2 水文模型的建立1.基于地下水位和水流数据建立水文模型2.预测隧道施工过程中的水文变化3.4 超前地质预报报告的编制3.4.1 报告内容要求1.对地质情况进行详细描述2.提出合理的施工建议3.4.2 报告的评审和审批1.对报告进行评审2.确认报告的准确性和可行性4. 结论超前地质预报技术规程是水利水电工程隧道施工过程中的重要指导文件,通过合理的预测和分析能够预先发现可能的地质问题并提前采取相应的应对措施,确保工程的安全和质量。
浅谈隧道施工中常用的地质超前预报方法
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浅谈隧道施工中常用的地质超前预报方法
张仲 贵 ,石 本福 ,张新 霞
地 质素描是对开挖面所揭露 的地质情况如实而准确 的反 映。素描的主要 内容包括地层岩性、构造发育情况 ( 含断层、
贯 穿性 节理 、夹 层 或 岩脉 ) 、地 下 水 的 出 水 状态 、围 岩 的稳 定
优 点是测量 快速 ,施 工干扰小 ,有较高 的定性 判别准 确率 , 缺点无法预报水量和含水体前方具体位置等定量指标。
但 该 方法 也 存 在 不 足之 处 :① 在 复 杂 地 质条 件 下 预 报 效
中遇 到的构 造、结构面或地下水等情况作地质素描 图,通过
做 地 质 素描 图对 正洞 的地 质 条 件 进 行 预 报 。 超 前 导 坑 法 的优 点 是 :导 坑 超 前 的距 离 越 长 ,预 报也 越
2 弹 性 波 法 .
性 及初期支护采用 的方法等 。正洞地质素描是利用所见 到正 洞 已开挖 段的地 质情 况预报 前方可 能 出现 的不 良地 质条件
( 层 等 ) 断 。
弹性波超前预 报技术 按观 测系统可 分为地 震反射 法和水
平 声波 剖 面 法 。 当 弹性 波 向 地 下传 播 时 ,遇 到波 阻抗 不 同 的
2 正 洞 地质 素描 法 .
红外线探水法 :地下水的活动会 引起岩体红外辐射场强 的变化 ,当隧道掌子面前方及周边介质单一时 ,所测得 的红 外场为正常场 ;当前 方存在 隐伏含水构造或有水 时,所产 生
隧道工程—超前地质探测与预报方法
隧道工程—超前地质探测与预报方法根据隧道工程地质条件,结合以往施工中在超前地质探测与预报方面所积累的经验,拟采用TSP203地质预报系统、地质雷达、超前钻探法、红外线探水仪等进行地质预报,并预测开挖工作面前方一定范围内围岩的工程地质和水文地质条件。
初步确定本次施工采用以下方法进行超前地质探测与预报。
一、TSP203超前地质预报系统TSP203超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况。
它是在掌子面后方边墙一定范围内布置一排爆破点,进行微弱爆破,产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播,当岩石强度发生变化,比如有断层或岩层变化时,会造成一部分信号返回,界面两侧岩石的强度差别越大,反射回来的信号、返回的时间和方向,通过专用数据处理软件处理,得到岩体强度变化界面的信号也就越强。
返回信号被经过特殊设计的接收器接收转化成信号并进行放大,根据信号返回的时间和方向,通过专用数据处理软件处理,就得到岩体强度变化界面的位置及方位。
TSP203地质预报系统实际操作中有如下特点:适用范围广,适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况;距离长,能预测掌子面前100m~200m范围内的地质状况,围岩越硬越完整预报长度就越大;对施工干扰小,可在施工间隙进行,即使专门安排时间,也不过一小时左右;TSP203地质预报系统现场测试示意见下图。
图 TSP203地质预报系统现场测试示意图提交资料及时,在现场采集数据的第二天即可提交正式成果报告。
采用专用处理软件,将复杂多解的波形分析转换为直观的单一解的波形能量分析图。
将隧道顶部和底部的波形能量分析图分析确定之后,可得出断层破碎带、软弱夹层或其它不良地质相对于隧道的空间位置,计算机自动绘出弹形波速度有差异的地质界面相对于隧道轴线的地质平面图和纵断面图。
但也存在预报准确性和预报精度方面的问题,需要采用其他预报手段来补充和完善。
数据处理流程见图3-5-4。
隧道的地质超前预报方法与不良地质施工措施
我们在隧道的施工过程中会遇到各种不良地质,为避免盲目性,使施工方案和技术措施更科学合理,开展地质超前预报十分必要。
地质超前预报对不良地质能做到早发现,早预防,从而采取恰当的处理措施,减少和化解不良地质给施工带来的不利影响。
1 地质超前预报方法1.1 超前导坑法长隧道和特长隧道大都设有平行导坑。
平导普通与路线平行,距路线20m~30m 不等。
施工过程中利用平导先行的优势,认真采集和积累地质资料,并根据平导开挖过程中揭示的地质资料指导正洞施工,从而使正洞的施工方案和技术手段都建立在科学合理的基础上。
平导开挖断面小,即使浮现不良地质也容易处理,对施工影响不大。
因此,超前导坑法在长隧道和特长隧道施工中被广泛采用。
1 。
2 超前水平钻探法采用隧道专用钻机进行超前水平钻探,来探明开挖前方的地质情况。
超前水平钻探其实并非彻底“水平”,带有一定的角度.与地震波反射法、地质雷达探测法相比,超前水平钻探法具有更直观、更准确的特点。
超前水平钻探法虽是“一孔之见”,却能起到“管中窥豹”的作用。
超前水平钻探法主要用于探测煤层、瓦斯、断层、溶腔、突水、涌泥等不良地质。
超前水平钻探法探测的距离长,探明的不良地质距工作面较远,便于提前调整施工方案和技术措施。
1.3 超长炮孔钻探法超长炮孔钻探法指的是在掘进过程中,每次打眼都用5m 钻杆在隧道拱部和底部各钻两个探测孔,放炮则控制在3m 以内,使工作面始终保持距不良地质2m 以上的安全距离。
当钻孔浮现不良地质征兆时,可以及时采取应对措施。
采用超长炮孔钻探法,避免了钻机的频繁挪移,可以不中断隧道的正常掘进,简便易行、事半功倍。
超长探孔还可兼做炮眼,节约成本,提高功效。
1 。
4 地震波反射法-—TSP-203 系统TSP 超前地质预报系统是目前隧道及地下工程地质预报工作中,采用的较为先进的设备。
其工作原理是利用地震波的回波原理,人工创造一系列有规则罗列的轻微震源,形成一个地震源断面;同时,三维地震波接收器在计算机的监控下,采集这些震源所发出的震波沿隧道前方及四周区域传播而遭遇不良地质体(如地层层面、节理面、特殊是断层破碎带界面和溶洞、暗河等)被反射返回的地震波数据.这些回波信号的传播速度、延迟时间、波形、强度和方向,是与相应不良地质体的性质和分布状况密切相关的.在一定间隔距离内连续采用上述方法,可以得到前方地层的地质力学参数,如杨氏模量和横向变形系数等,从而预报隧道前方及周围临近区域的地质状况,判断开挖面前方100m~200m 范围内的地质情况。
水利水电工程隧道施工超前地质预报技术规程
水利水电工程隧道施工超前地质预报技术规程标题:水利水电工程隧道施工超前地质预报技术规程概述:本文旨在深入探讨水利水电工程隧道施工中常用的超前地质预报技术规程。
通过对超前地质预报的背景、原理、方法和应用案例进行详细分析,旨在帮助读者更好地理解和应用这一技术,提高隧道施工的效率和安全性。
I. 超前地质预报的背景和重要性(500字)超前地质预报是在隧道施工前利用多种工程地质技术手段对地下环境进行调查和预测的过程。
它的重要性在于帮助工程师更好地了解地下地质情况,减少施工风险,提高施工效率和安全性。
本节将详细介绍超前地质预报的背景和其在水利水电工程隧道施工中的重要性。
II. 超前地质预报的原理和方法(1000字)超前地质预报借助于多种地质勘探手段和技术工具,如地质雷达、岩质探针、声波定向钻探等,对地下地质构造进行全面调查和分析。
本节将详细介绍超前地质预报的原理和常用的方法,如地质雷达探测、双向比参数法、岩质探针技术等,并对其工作原理进行阐述。
III. 超前地质预报技术的应用案例(1000字)本节将通过介绍几个典型的水利水电工程隧道施工案例,说明超前地质预报技术在实际工程中的应用效果。
这些案例涵盖了不同地质条件下的施工情况,帮助读者更好地理解超前地质预报技术的实际应用和潜力。
IV. 总结与回顾(500字)在本节中,将对全文进行总结和回顾,强调超前地质预报技术在水利水电工程隧道施工中的重要性,以及其对提高施工效率、减少风险的作用。
同时,还将提供一些建议,以帮助读者在实际工程中应用超前地质预报技术。
V. 对水利水电工程隧道施工超前地质预报技术规程的观点和理解(500字)在本节中,将分享自己对水利水电工程隧道施工超前地质预报技术规程的观点和理解。
通过总结全文的内容,结合个人经验和专业知识,对该技术规程的优点、局限性和未来发展方向进行讨论。
总结:通过本文的深入探讨,读者将能够全面了解水利水电工程隧道施工超前地质预报技术规程的相关知识。
TSP 地质超前预报原理
TSP 地质超前预报原理标签:地质预报反射TSP 地质超前预报原理目前,瑞士安伯格测量技术公司开发研制的TSP 203 系统,采用地震波反射原理,能长距离地预报隧道掌子面前方的地质情况,如断层破碎带和其它不良地质带,作为一种新的地震探测方法,与其他预报方法相比,TSP 在准确性和距离误差方面具有一定的优点。
1 TSP 基本原理TSP 探测的原理主要为:在A1、A2、A3 等位置激发震源(图1) ,产生的地震波遇不良地质界面(波阻抗面) 发生反射而被Q1 位置的传感器接收,在计算时利用波的可逆性,可认为是Q1 位置发出的地震波经不良地质界面反射而传到A1、A2、A3 等点,这时可认为波是从像点IP(Q1) 发出而直接传到A1、A2、A3 等点,此时的Q1 和IP(Q1) 是关于不良地质界面(波阻抗面)对称的,由于Q1、A1、A2、A3 点的空间坐标是已知的,由联立方程可求出像点IP(Q1) 的空间坐标,进而由点Q1 和IP(Q1) 的空间坐标求出两点所在直线的空间直线方程,由于不良地质界面是线段Q1IP (Q1) 的中垂面,故可求出该不良地质界面相对于坐标原点Q1 的空间方程,进一步可求出不良地质界面的空间位置。
2 TSP 推断解释与国内“负视速度法”相比,TSP 推断解释原理的主要区别是在资料处理方法上。
TSP 不是采用走时曲线分析方法,而是采用深度偏移成像方法。
在偏移成像之前进行二维Radon 变换,利用视速度的差异,消除隧道走向近乎平行的反射界面,该方法对纵、横波P、SV、SH 分别进行处理。
应该说TSP 技术在隧道反射地震方面是做得比较好的,有较好的实用性。
在TSP 实际资料解释中,应该遵循以下几条原则:①反射振幅越高,反射系数和波阻抗的差别越大。
②正反射振幅表明正的反射系数,也就是刚性岩层;负反射振幅指向软弱岩层。
③若S 波反射比P 波强,则表明岩层饱含水或盐水。
④VpPVs 较大地增加或δ突然增大,常常因流体的存在而引起。
超前地质预报技术在隧道施工中的应用
超前地质预报技术在隧道施工中的应用一、引言隧道施工作为一项综合性大型工程,在建设过程中所面对的地质条件多种多样,极易带来巨大的风险和损失。
因此,超前地质预报技术在隧道施工中得到了越来越广泛的应用,它能帮助工程团队及时发现隧道施工中可能出现的地质灾害,从而采取相应措施加以应对。
二、研究背景隧道施工中的地质灾害是由随机变化的地质构造和地质体性质以及施工工艺等因素综合作用引起的,具有不确定性和难以预测性。
在以往隧道施工中,因为不能准确预测隧道所在地的地质状况而导致了许多任务滞后、突发事件难以控制的情况。
超前地质预报技术是一种可以将地质情况在所需时间内预报的方法,能够提高施工过程中地质预报的精度,为施工提供更多的信息并减少风险,同时也为隧道施工的进展提供了科学化的方案指导以及参考意见。
三、超前地质预报技术的应用1.实时监测技术在隧道施工过程中,实时监测技术可以通过现场观测、数据记录以及数据分析等方式,及时识别出地质变化和隧道内部的稳定性情况,帮助工程团队提前预计和解决地质问题。
实时监测技术可以使用遥感、激光测量、地下水位监测等多项技术手段实现,既可以监测现场状况,也可以提供数据参考。
2.先进的地质探测器超前地质预报技术越来越注重提高观测技术和方法,同时应用先进的地质探测器也是其应用的重要方面之一。
各种地质探测器的出现极大地拓宽了隧道施工工程地质预报的思路,大大提高了地质探测的能力,从而为隧道施工过程中的地质探警告提供更加准确和完善的信息支持。
3.高分辨率地质发掘技术高分辨率地质发掘技术具有高精度和多参考性等特点,可以将地质发掘的范围、深度等进行准确评估,同时提供详细的地质信息,从而帮助工程团队更快、更准确地完成地质数据收集、评估、分析等工作。
高分辨率地质发掘技术的应用可以使施工方便捷,并且将工程风险升到最小值。
四、未来展望技术的更新换代不是一日之功,超前地质预报技术在隧道施工中的运用还存在许多问题和挑战。
隧道施工超前地质预报技术规程
隧道施工超前地质预报技术规程1. 引言隧道工程作为国民经济发展和城市建设的重要组成部分,在现代社会中具有重要的交通、供水、排水、能源等功能。
然而,地质条件的复杂性和难以预测性使得隧道施工过程中遇到的地质灾害风险较大。
为了提高施工效率、降低风险,隧道施工超前地质预报技术成为一个重要的研究方向。
本规程旨在对隧道施工超前地质预报技术进行规范,明确预报技术的目的、原则、方法和应用要求,为隧道施工工程师提供参考和指导。
本规程适用于隧道施工的超前地质预报,包括地质勘探、地质预报、监测预警等方面。
2. 技术目的隧道施工超前地质预报技术的目的在于通过地质勘探、地质预报和监测预警,准确预知隧道施工过程中可能遇到的地质灾害和地质构造,为施工进度的合理安排和工程安全的保障提供技术支持。
通过超前预报,可以减少施工风险,提高施工效率,降低工程成本。
3. 技术原则3.1 安全第一原则隧道施工超前地质预报技术应以工程安全为首要原则。
在预报过程中应注重数据的准确性和可靠性,避免因预估结果不准确而引发事故。
3.2 综合利用原则隧道施工超前地质预报技术应综合利用各种信息源,包括地质勘探、地质调查、岩石力学测试、地震监测等多种手段,以提高预报的准确性和可靠性。
3.3 动态监测原则隧道施工超前地质预报技术应采用动态监测手段,不断跟踪地质情况的演变过程,及时发现异常变化和潜在地质灾害,为施工决策提供及时有效的依据。
3.4 风险评估原则隧道施工超前地质预报技术应结合地质风险评估,对可能遇到的地质灾害进行预测和评估,从而在施工过程中采取相应的风险控制措施。
4. 技术方法4.1 地质勘探方法地质勘探是隧道施工超前地质预报的基础工作。
应综合分析地质、水文、地震等信息,选择合适的勘探方法,包括钻孔、探槽、地震勘探等,获取地下地质和水文信息。
4.2 地质预报方法地质预报是根据地质勘探资料和现场观测,对隧道施工过程中可能发生的地质灾害进行预测。
包括:•对地质构造进行分析,判断其对施工的影响;•对围岩的岩性、结构、变形特性等进行预测;•对可能遇到的地质灾害进行识别和评估。
隧道施工超前地质预报技术规程
隧道施工超前地质预报技术规程1. 引言隧道施工是一项复杂而具有风险的工程,地质条件对隧道的施工和运行安全起着至关重要的作用。
为了有效地预测隧道施工过程中可能遇到的地质问题,提高隧道施工的安全性和效率,超前地质预报技术规程应运而生。
本文将详细介绍隧道施工超前地质预报技术规程的相关内容。
2. 超前地质预报技术规程的目标超前地质预报技术规程的目标是通过科学合理的方法,准确预测隧道施工过程中可能遇到的地质问题,提高施工效率和安全性。
具体目标包括: - 提供准确、可靠的地质信息,为隧道设计和施工决策提供依据; - 预测可能出现的地质灾害风险,采取相应措施降低风险; - 提高隧道掘进速度,节约施工成本; - 保证隧道施工和运营安全。
3. 超前地质预报技术规程的内容3.1 地质调查在隧道施工前,必须进行详尽的地质调查,包括地质勘探和地质灾害调查。
地质调查的目的是获取准确的地质信息,为超前地质预报提供依据。
地质调查应包括以下内容: - 地质构造、岩性、断裂和褶皱等地质特征; - 岩层倾角、岩性变化和断层走向等岩层信息; - 水文地质条件,包括水位、渗透性和含水层等; - 地下水情况,包括水源、水流方向和水量等; - 可能存在的地质灾害风险,如滑坡、塌陷等。
3.2 超前地质预报方法超前地质预报方法是指通过分析已有的地质信息,预测隧道施工过程中可能遇到的问题。
常用的超前地质预报方法包括: - 岩体分类法:根据岩体特征将隧道区域划分为不同类别,并对不同类别采取相应施工措施; - 地应力分析法:通过测量地应力和岩石力学参数,预测可能出现的岩体破坏和顶板下沉等问题; - 水文地质分析法:分析地下水位、渗透性和含水层等因素,预测可能出现的涌水和泥水喷射等问题; - 断层活动性分析法:通过断层的形态、位移和活动性评价,预测可能出现的断层滑移和断层带变形等问题。
3.3 超前地质预报报告根据超前地质预报结果,编制超前地质预报报告。
隧道超前预报个人总结
隧道超前预报个人总结引言隧道超前预报是指在隧道开挖过程中,通过预测出下一工作面的地质情况,可以提前采取相应的措施以降低工程风险和成本。
本篇文章将对隧道超前预报进行个人总结,并探讨其在地质工程中的应用。
隧道超前预报的原理隧道超前预报通常基于地质勘探、隧道设计参数和隧道断面的分析,结合实地观察和监测数据,运用统计学和概率论等方法综合分析,以预测未来工作面地质情况。
其主要原理如下:1. 地质勘探数据分析:通过对地质勘探数据的综合分析,包括岩性、断裂、地下水等因素,确定隧道工作面的地质情况。
2. 隧道设计参数分析:根据隧道工程设计参数,如初始支护厚度、锚索类型等,对工作面稳定性进行评估和预测。
3. 工作面观察与监测:通过对工作面的实地观测和监测,获取工作面变形和水位等数据,进一步验证和修正预测结果。
隧道超前预报的应用隧道超前预报在地质工程中具有重要的应用价值,主要体现在以下几个方面:1. 提前采取措施通过隧道超前预报,可以提前发现隧道工作面地质问题,并及时采取相应措施。
例如,在预测到高地应力区域时,可以适当增加锚杆的密集程度,以增强工作面的稳定性;在预测到地下水丰富区域时,可以增加导流管的数量和布置密度,以降低工作面的涌水风险。
这样一来,可以减少事故和事后补救成本,提高工程安全性和效率。
2. 优化施工进度隧道超前预报可以帮助工程团队优化施工进度。
通过准确预测工作面地质情况,可以合理安排施工顺序和挖掘速度,以提高施工效率。
例如,在预测到软弱地层时,可以采取钻孔压浆、冻结固化等加固措施,以提高工作面的稳定性,从而加快施工进程。
3. 降低工程风险隧道超前预报可以降低地质工程的风险。
通过及时发现并预测工作面地质问题,可以及早采取相应的施工措施,避免工程事故的发生。
同时,超前预报还可以提前识别出高风险地段,避免投入过多的人力和物力资源,从而降低了工程的风险和成本。
隧道超前预报的挑战尽管隧道超前预报在地质工程中有着重要的应用价值,但也面临一些挑战。
高速公路隧道施工岩溶超前地质预报方法及处置措施探讨
隧道坍塌
隧道坍塌是岩溶地区隧道施工的另一种常见危害,由于岩溶地区的岩石多呈破碎、松散状态,且溶洞、溶蚀裂隙等发育,导致隧道围岩的稳定性极差,很容易发生坍塌事故。
制定应急预案
根据应急预案要求,配备相应的应急设备和物资,如抽水设备、注浆设备、堵漏材料等。
配备应急设备和物资
定期组织隧道施工人员进行应急演练,提高应急处置能力。
定期组织应急演练
未来发展趋势及挑战应对
CATALOGUE
06
钻探与测试技术
通过超前钻探、取芯分析等手段,直接获取掌子面前方的地质信息,判断岩溶的规模、形态和充填情况。
双液注浆
将两种不同的浆液混合后注入岩溶裂隙或空洞中,通过化学反应形成结石体,提高加固效果。
高压旋喷注浆
利用高压旋喷设备将浆液注入岩溶裂隙或空洞中,形成柱状或板状结石体,提高围岩的整体性和稳定性。
在隧道内设置排水沟,收集地下水并引导至集水井或排水管道中。
排水沟设计
在隧道低洼处设置集水井,收集地下水并通过水泵抽出洞外。
有水充填型溶洞①高压富水充填封闭溶洞溶腔采用释能降压和注浆加固措施处理。②自稳能力极差的充填型大型溶洞或洞穴、可溶岩与非可溶岩接触带、富水型节理裂隙密集带、地下水极其发育的基岩地段,经超前地质预报后可能发生涌、突水(泥)等施工灾害、危及施工安全时,可采取超前全断面注浆、超前帷幕注浆、超前局部注浆、开挖后全断面径向注浆、开挖后局部注浆及开挖后补注浆等多种注浆加固措施。(3)施工现场揭露溶洞后,应及时通知各方,并根据现场情况由四方会议确定溶洞的处理方案,严禁施工单位私自封闭溶洞。
隧道地质超前预报技术-
宜万铁路隧道突水事故
位于巴东县野 三关镇的大山深 处,全长3.65公 里,所处山体岩 溶发达、水系丰 富,地质结构异 常复杂,是沪蓉 西高速公路最为 艰难的关键控制 性施工项目。
野三关隧道8.5突水突泥及整治
2007年8月4日晚,野三关隧道出口I线DK124+ 602掌子面爆破、排险后正常出碴,5日凌晨0:57分, 出碴接近尾声时,装载机司机突然发现掌子面后右 侧向上涌水,随即撤离出井报警。
The results of a rockburst in an underground mine in brittle rock subjected to very high stresses
(3)块状围岩的掉块、崩坍破坏: 主要是受到不同结构面相互组合所控制
宜万铁路隧道发生岩崩 载有30人客车被埋
什么是隧道超前地质预报 ?!
隧道超前地质预报:就是利用 一定的技术和手段收集隧道所在岩 体的有关资料,并运用相应的理论 和规律对这些资料进行分析、研究 ,从而对施工掌子面前方岩体情况 或成灾可能性做出预报。
地质预测预报设备表
地质超前预报的提出
我国目前正在进行的大规模的基础设施建设中,包括有大 量的铁路、公路、引水等隧道(隧洞)建设,其中有不少隧道 处在复杂岩性、构造、高地应力地区,有些地区甚至被专家称 为“地质博物馆”。
隧道地质超前预报 技术-
一、地质超前预报的提出
隧道是修筑在岩体、土体或水底的,两端有 出入口的,供车辆、行人、水流、及管线等通过 的通道。
包括交通运输方面的铁路、道路、水(海) 底隧道和各种水工隧洞。
隧道设计及施工之前,要对拟建隧道工 程地段的工程地质条件进行详细勘察;
但由于岩体的复杂性,使得勘察所获得 的资料及隧道开挖后实际揭露出来的情况可 能会有较大的出入。
隧道施工超前地质预报方案
隧道施工超前地质预报方案一、超前地质预报系统超前地质预报流程图掌子面超前探测地质观测、编录、分析信号处理目标识别与地质解释提交报告有无不良地质有 无根据需要布设探孔按原设计文件施工必要时采取工程技术措施或调整支护参数二、地质分析方法地质调查:对地貌、地质进行调查与地质推理相结合的方法有针对性的补充地质资料。
补充地质资料的主要内容包括:不同岩性、地层在隧道地表的出露及接触关系,岩层产状及变化情况;构造在隧道地表的出露、分布、性质、变化规律及产状变化;地表岩溶发育情况和分布规律。
地质调查方法:地质预报组人员根据建立的标准地层剖面,结合沉积规律,确定各岩层层序、厚度、位置。
对地质构造进行跟踪调查后,展开有针对性的地质调会,详尽地核对细化勘察设计资料,为地质预报做好基础工作。
隧道开挖面地质素描:地质预报人员对隧道开挖面的地质状况作如实的调查和编录,采集必要的数据,具体包括:开挖面地层、岩性、节理发育程度、受构造影响程度、围岩稳定状态等进行编录。
地质素描方法和预报成果见表。
地质素描方法和预报成果表1、TSP203超前地质预报TSP203超前地质预报系统,采用TSP203隧道地质超前预报系统,预测掌子面前方100m至200m范围不良地质,包括断层、特殊软岩、煤系地层中的煤层、富水砂岩层和煤系地层与其它地层的界线,TSP203系统工作示意如下图:TSP探测布置与原理平面示意图掌子面不良地质体爆炸点接收仪测量操作方法和要求:在隧道边墙上布置爆破孔和接收器孔:在内轨顶面上1m高的一侧边墙同一水平线上,按间距1.5m、孔深1.5~2.0m、孔径35~38mm,下倾15~20°的参数钻24个炮孔,最后一个炮孔距掌子面0.5 m左右。
在距第一个炮孔15~20m 处,按孔深2.0m、孔径42~45mm,上倾5~10°的标准在边墙两侧对称钻两个接收孔。
将传感器套管借助风钻安置在接收孔中。
每开挖100m预报一次,预报作业安排在交接班期间完成,每次预报时间不超过2小时。
浅谈公路隧道地质超前预报的方法
浅谈公路隧道地质超前预报的方法摘要:近年我国高速公路事业发展迅猛,高速公路中的隧道工程数量较多,隧道施工过程中的地质超前预报工作重要性越发明显,本文结合工程实例,对地质超前预报常用的物探方法做简单地介绍。
关键词:公路隧道;地质超前预报;方法探讨引言十三五期间我国交通工程基础设施建设投资加大,公路事业发展迅猛,至2020年底云南省高速公路通车里程累计超过8000公里,使云南省的高速公路规模产生质的跨越。
云南省属于高原山岭地貌,区内多高山大山,云南的高速公路桥隧比较高,部分新建高速公路桥隧比甚至高达70-80%。
在近年新建的高速公路中,隧道工程数量增多,尤其长隧道、特长隧道的数量越来越多,在这些大型隧道施工过程中,隧道地质超前预报工作为指导施工发挥着巨大的作用。
1、地质超前预报的目的隧道地质超前预报的目的主要为以下2个方面:(1)为设计提供准确的隧道围岩分级,在施工阶段,通过地质和物探手段,分段详细查明隧道内围岩的岩性、风化程度、完整程度等地质条件,为隧道支护参数的确定提供依据。
(2)为施工方提供掌子面前方可能存在的不良地质情况,提前采取预防措施,保障隧道安全施工。
云南地处祖国西南云贵高原,省内地形地质条件复杂多样,这给云南的隧道建设带来巨大的难度。
隧道是深埋于地下的工程,隧道建设与周围的地质条件密切相关,周围岩体的情况决定着隧道的稳定性和隧道施工的安全性,但在前期勘察阶段,难以准确地查明隧道洞身位置的地质情况,尤其是特长深埋隧道。
需要在隧道施工阶段开展地质超前预报工作,对隧道的围岩级别和前方可能存在的地质灾害做更加精准的预报,以保证隧道支护形式的适宜性和隧道施工的安全。
2、地质超前预报的内容概括地说,地质超前预报的内容主要包括2个方面,一是对掌子面围岩进行分级,二是预报掌子面前方可能存在的不良地质现象。
3、围岩分级的方法围岩分级主要通过岩石质量指标BQ值进行分类,决定岩石质量指标的因素有2个,一是岩石的坚硬程度,二是岩体的完整程度。
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。
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浅谈隧道施工过程中超前地质预报的方法与原理摘要:在隧道施工中,对掌子面前方的地质条件和可能的的地质灾害开展超前地质预报,将对隧道的正常施工和顺利贯通发挥举足轻重的作用。
成功的预测促使施工及时采取应对措施,防范于未然;反之,则往往在突发的地质灾害面前束手无策,使施工遭受重大挫折。
本文通过对tsp 地质超前预报法、地质雷达法、红外线超前探水法、超前水平钻探、掌子面工程地质编录预测预报法等地质预报的方法和原理进行概述以到达更好地预测隧道掌子面前方地
质情况,确保施工安全、正确指导施工。
关键词:隧道;地质超前预报;tsp;地质雷达
abstract: in the tunnel construction on the tunnel face in front of the geological conditions and possible geological disasters to carry out geological prediction, will tunnel the normal construction and smoothly through to play a pivotal role. successful prediction prompted the construction of timely response measures, and preventive measures; the contrary, are often helpless in the face of sudden geological disasters, construction suffered a major setback. in this paper, the tsp geological advanced prediction method, ground penetrating radar method, infrared advanced exploration water act, geological forecasting methods and principles of advanced horizontal drilling, tunnel face engineering
geological record forecasting method outlined in order to reach better predict the tunnel shod front side of the geological conditions to ensure construction safety, the right to guide the construction.
keywords: tunnel; geological advanced prediction; of tsp; geological radar
中图分类号: u45文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)引言:全面、完善、扎实的做好隧道施工超前地质预报工作既是设计单位及时进行动态设计的基本依据,又是指导隧道施工正确决策、保证隧道施工安全、提高工程设计和施工质量、减少和杜绝突发地质灾害发生的有效和必要的隧道工程施工的基础性工作。
超前地质预报对于隧道隧洞,特别是地质条件复杂、工期紧的隧道隧洞快速、安全施工来说,其作用和意义尤为突出,对隧道围岩进行综合地质预报,预先确定工作面前方破碎带、断裂带、地下水等不良地质体的位置、规模,及早采取预支护措施,保证施工的正常进行和人员、设备的安全。
1、地质预报工作任务
地质预报工作内容主要对掌子面前方围岩结构特征、不良地质体、地下水等进行探测,并对岩体、不良地质体、地下水等情况进行预测与评价。
隧洞施工超前预报的内容一般包括:
①不良地质预报及灾害地质预报:预报掌子面前方一定范围内
有无突水、突泥、岩爆及有害气体等,并查明其范围、规模、性质,提出施工措施或建议;
②水文地质预报:预报洞内突涌水量的大小及其变化规律,并评价其对环境地质、水文地质的影响;
③断层及其破碎带的预报:预报断层的位置、宽度、产状、性质、充填物的状态,是否为充水断层,并判断其稳定程度,提出施工对策;
④围岩类别及其稳定性预报:预报掌子面前方的围岩类别与设计是否吻合,并判断其稳定性,随时提供修改设计、调整支护类型、确定二次衬砌时间的建议等。
2.1 tsp超前地质预报
(1)tsp超前地质预报原理
tsp 地质超前预报,主要采用tsp-203 型地质探测仪。
tsp-203超前地质预报是目前世界上最先进的长距离超前地质预报系统,采用回声测量原理,通过地震波在不同地质体中和地质界面上产生的反射波特性来预报前方的地质状况。
tsp203系统主要由三部分组成:
①记录单元:12道,24位a/d转换,采样间隔62.5μs和125μs,最大记录长度为1808.5ms,记录带宽8000hz和4000hz,动态范围120db。
②接收器(检波器):三分量加速度地震检波器,灵敏度为1000mv/g±5%,频率范围为0.5~5000hz,共振频率9000hz,横向
灵敏度>1%,操作温度0℃~65℃。
③tspwin软件:数据采集和处理集于一体,高度智能化。
地震波在设计的震源点(通常在隧道的左或右边墙,大约24个炮点)用小量炸药激发产生。
地震波在岩石中以球面波形式传播。
当地震波遇到岩石物性界面(即波阻抗差异界面,如断层岩石破碎带和岩性变化等)时,一部分地震信号反射回来,一部分信号透射进入前方介质,如图1。
反射的地震信号将被高灵敏的地震检波器接收,反射信号的传播时间和反射界面的距离成正比,故能提供一种直接的测量,以计算不良地质体界面的距离。
探测数据由tspwin 软件进行计算处理,由专业的地质预报人员进行解译。
(2)地质预报的具体做法:
tsp超前地质预报由外业工作和内业整理两部分组成。
外业工作包括在施工现场布设炮孔、安装接收器,设置仪器采集参数、激发震源同时收集并记录数据。
炮孔的布设如图2所示。
在隧道一侧边墙连续布设24个炮孔和一个接收器,其具体位置、倾角见表5.1。
表1炮孔与接收器孔布设参数
数据采集时,采用x-y-z三分量同时接收,设定采样间隔和记录长度。
激发地震波时,采用无爆炸延迟时的瞬发电雷管,防水乳化炸药,药量为50~150克左右,灌水耦合。
内业整理主要是采用系统自带的数据处理软件tspwin对采集到
的原始数据进行计算、处理,得到时间-深度剖面,提取参数并据此进行地质解译。
在成果解释中,以p波剖面资料为主对岩层进行划分,结合横波资料对地质现象进行解释,并遵循以下准则:
a、正反射振幅表明硬岩层,负反射振幅表明软岩层;
b、若s波反射较p波强,则表明岩层饱含水;
c、vp/vs增加或δ突然增大,常常由于流体的存在而引起;
d、若vp下降,则表明裂隙或孔隙度增加。
(3)tsp能解决的主要技术问题
①预报掌子面前方的断层破碎带、软岩、岩溶陷落柱等不良地质体的性质、位置和规模;。