超前地质预报方案(DOC)

铁程管-04a

施工组织设计（方案）报审表（二）

工程名称：新建拉萨至日喀则铁路工程施工合同段：拉日铁路TJ4标编号：

新建拉萨至日喀则铁路工程TJ4标段

吉沃希嘎隧道

超前地质预报方案

编制：

复核：

审批：

中铁十二局集团拉日铁路工程指挥部二项目部

二0一一年四月

超前地质预报方案

隧道施工中的地质灾害监测与警报，是隧道施工地质工作的核心任务和落脚点，因此在隧道施工中超前地质预报工作必须作为一道独立的工序进行，将隧道施工前方的围岩状况了解得清清楚楚，确保施工安全。为次我项目部成立了超前预报工作小组负责次项工作。

一、地质状况：

吉沃希嘎隧道穿越区的岩性主要为沉积岩类（包括粉砂岩、石英

砂岩），隧道出口位置偏压、进口及隧道洞身局部位置埋深较浅，碎石土堆积层为主，隧道穿越区域存在三条断裂带，分别为：

① F4-3断层：与隧道洞身位置交于IIIDK117+520-IIIDK118+005，

断层产状N32°W/78°S，为压扭性断层，破碎带内物质主要为的

断层泥砾及压碎闪长岩，宽度为320-340m。在雅鲁藏布江右岸断

层通过处，山体坡面不完整，为不稳定斜坡，深切冲沟沟岸两侧

坡面破碎。在雅鲁藏布江左岸既有公路318国道边山道可见明显

断层破碎带物质，青灰色为主，夹有锈黄色、灰绿色，主要由断

层角砾组成，在318国道边可见有明显的断层角砾物质，含有少

量压碎岩及断层泥砾等，断层西界为闪长岩，东界被第四系地层

覆盖，迹象不明显。断裂断层两侧均为燕山期中期粗粒闪长岩体。

表层已被覆盖第四系块石土。

② f2-6断层：与隧道洞身位置交于IIIDK118+586.7-IIIDK118+686，

断层产状N25°E/70°S，为逆冲性断层，破碎带内物质主要为压

碎闪长岩和少量的断层泥砾物质，宽度约为100米。在雅鲁藏布

江右岸断层东侧发育一错落体，洞身范围内表面被第四系地层覆

盖，迹象不明显。

③f1-1断层：与隧道洞身位置交于IIIDK120+950.7-IIIDK121+340，断层产状N19°W/20°/30°S，为压扭性断层，破碎带内物质主要为断层泥砾及压碎闪长岩，宽度约为300-380m。在雅鲁藏布江左岸既有公路318国道边山坡坡面陡坎下，西界为闪长岩，东界被第四系地层覆盖，迹象不明显。

二、水文地质特征

吉沃希嘎隧道于雅江北侧约300m，为傍山隧道。隧道大部分埋深34～75m，隧道最大埋深约102m。该区属雅江水系，大的冲沟有两条，垂直于线路分布在隧道的进、出口。地下水的补给主要依赖于大气降水、冰雪融水的补给。由于该隧道区大、小冲沟无常年流水地下径流模数的平均值为422m³/d.km2，由此确定该隧道围岩富水性分区为弱富水区。该隧道正常涌水量为1682m3/d，最大涌水量为5046 m3/d。1号横洞的单位正常涌水量为422422m³/d.km，正常涌水量为49 m3/d，最大涌水量为147m3/d。

三、预报方案

针对吉沃希嘎隧道工程地质情况的特点，指挥部成立专业的超前地质预测预报小组，实现信息化施工，提前掌握开挖地层的特性，确定合

理的支护参数和施工方法，制定施工中可能出现的各种问题的处理预案，确保工程质量和施工安全。在预设计地质资料的基础上，采用地面预报和洞内超前预报相结合的模式，主要以洞内超前预报为主，对未开挖地段进行地质预测和分析，采集各种水文、地质、变形、应变等信息，及时进行信息反馈，以确定合理的支护参数，制定合理的施工方法。洞内超前预报主要通过TSP203、LTD-2000探地雷达、超前探孔地质超前预报系统、进行宏观控制。

1、超前地质探测与预报组织机构及职责

吉沃希嘎隧道为高风险隧道，根据拉日总指下发的《关于明确拉日铁路隧道超前地质预报责任主体单位的通知》，超前地质预报的责任主体单位为设计单位，起超前地质预报工作由设计单位负责实施。

2、地质预报项目

地面预报：洞口段及时布点进行量测，对进洞施工进行严格监控，洞身地段段地表进行踏勘，了解表面水文地质状况有无异常情况。

洞内预报：施工中加强断裂破碎带的超前地质预报工作，如采用开挖面掌子面地质素描、TSP203、LTD-2000探地雷达等物探手段并辅以超前钻孔进行综合预测。对软岩塑性变形进行超前预报，根据超前预报及有关监测结果及时变更施工方案。

3、超前地质探测与预报方法及工艺

根据本标段隧道工程地质条件，结合本投标人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、LTD-2000探地雷达地质预报系统、超前钻探法等进行地质预报，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。初步确定本标段采用以下方法进行超前地质探测与预报。

3．1、 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，就可以得到岩体强度变化界面的位置及方位。

TSP203地质预报系统现场测试示意见图2。

图2 TSP203地质超前预报系统现场测试示意图

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，能预测掌子面前方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；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。