超前地质预报报告

报告编号：SXGSJC/MBG-SD-2012-005 铜黄高速公路马家梁隧道ZK107+158断面施工超前地质预报报告

陕西高速公路工程试验检测有限公司

2012年5月

报告编号：SXGSJC/MBG-SD-2012-005 铜黄高速公路马家梁隧道ZK107+158断面施工超前地质预报报告

陕西高速公路工程试验检测有限公司

2012年5月

目录

1 工程及地质概况 (1)

2 检测依据 (2)

3 检测内容、方法 (2)

3.1 检测内容 (2)

3.2 检测方法 (2)

4 地质雷达探测原理及仪器设备 (3)

4.1 地质雷达探测原理 (3)

4.2 仪器设备 (4)

5 地质雷达测线布置 (4)

6 检测结果 (5)

6.1 地质检测 (5)

6.2 地质超前预报 (6)

7 建议 (6)

铜黄高速公路马家梁隧道ZK107+158断面

施工超前地质预报报告

为了完成部桥隧专项评审组现场评审实操项目，陕西高速公路工程试验检测有限公司对铜黄高速公路马家梁隧道ZK107+158断面施工超前地质进行预报。本次探测于2012年5月17日完成，现将探测结果报告如下：

1 工程及地质概况

十天高速梅落石起于略阳县白石沟乡磨坝村梅落石，止于略阳县马蹄湾乡师波沟，为左、右线，分别于公路测设里程ZK458+778～ZK463+085、YK458+815～YK463+128段穿越山体，为曲线型特长隧道，轴线总体走向约291°。隧道洞室左线长4307米，右线长4313米，左线最大埋深约543.23米，右线最大埋深约516.97米。

隧道穿越区为构造剥蚀中山区，隧道穿越一山体，左线地面标高介于810.2～1373.47m，相对高差约563.27m，右线地面标高介于806.47～1346.57m，高差约540.1m，隧道进口段地形陡峭，进口段坡角约36°，出口段地形较陡峻，坡角约31°。

据调查隧址区分布的地层为中上志留系磨坝组板岩。本区一级构造单元属秦岭褶皱系（Ⅱ）二级构造单元属南秦岭印支褶皱带（Ⅱ4），其三级构造单元为白水江—白河褶皱束（Ⅱ43）。

本区区构造系由走向东西的紧密褶皱和压性断裂组成的强烈挤压带，地质构造极为复杂。路线方向与主构造线大角度斜交。

隧址区位于无褶皱产出，地层岩性及产状分布较稳定，岩层产状为200~230°∠65~80°。未发现断裂通过。本次勘察对隧址区出露基岩进行了节理统计，区内岩体近地表风化裂隙较发育，进口段主要发育

有二组构造节理，产状分别为80°∠55°，频率3条/m，200°∠38°，频率3条/m；出口段主要发育有二组构造节理，产状分别为5°∠65°，频率4条/m，80°∠75°，频率3条/m。均为剪节理，延伸较长，节理见有少量有方解石脉充填。近地表岩体中风化裂隙较发育。

隧址区进口段地表水主要为磨坝河，出口段地表水为师波沟，均系嘉陵江水系支流，属典型的山区河流，水流较急，流量平时不大，主要受大气降水、泉水、基岩裂隙水及第四系松散堆积层孔隙水补给，遇大气降雨量较大时河水暴涨，水流湍急，冲刷破坏严重。隧址区地下水以基岩裂隙水为主，主要由大气降水直接补给，以渗流方式排向沟谷。

2 检测依据

（1）、交通部：《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）；

（2）、交通部：《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）；

（3）、交通部：《公路工程物探规程》（JTG/T C22-2009）；

（4）、铁道部：《铁路工程物理勘探规程》（TB10013-2004）；

（5）、隧道地质勘察资料以及相关资料。

3 检测内容、方法

3.1 检测内容

本次施工超前地质预报的内容有：1）前方地质的变化情况；2）灾害体的分布及性质。

3.2 检测方法

本次地质预报采用地质调查素描法和地质雷达短距离地质预报法进行。

4 地质雷达探测原理及仪器设备

4.1 地质雷达探测原理

地质雷达主要利用宽带高频时域电磁脉冲波的反射探测目的体。检测原理地质雷达发射和接收的是高频电磁波，根据电磁波理论，电磁波在地下介质中的传播特性取决于介质的波阻抗η，而η又主要与介质的相对介电常数ε成比例关系，即εη/1=。当相邻两层介质的ε存在差异时，也就是两介质的波阻抗η有差异时，使入射到两结构层分界面上的电磁波产生反射（图1、2），形成反射波，被地面仪器接收到，从而使该结构层分界面被识别出来。这种波阻抗差异可用反射系数R 表示，即：

)/()()/()(21211212εεεεηηηη+-≈+-

≈R

也可以用功率反射系数r P 表示，即

2

R

P r =。反射系数直接反映了

介质的电性及其差异。由上述表达式可知，在一定深度范围内相邻两介质的相对介电常数ε差异越大，反射波越强，反射界面越容易识别。

图1 地质雷达工作原理图 图2 雷达检测隧道工作示意图

由公式：

v x z t /42

2+= 雷达根据测得的雷达波走时，自动求出反射物的深度z 和范围。

4.2 仪器设备

本次探测采用瑞典MALA 公司研制的RAMAC/GPRX3M 型地质雷达进行，选用100MHz 屏蔽天线。

图4 100MHz 天线

100MHz 天线测试相关参数如下：

采样频率：800~1000MHz 采样点数：480点 叠加次数：Auto 窗口时间：450（ns ） 触发方式：距离触发

5 地质雷达测线布置

采用地质雷达法进行地质超前预报，测线的位置通常注意以下三点：1）探测方式通常为线性连续测量方式，对于异常位置或不便到达位置，可采用小范围连续测量和点测相结合的方式进行；2）由于拱顶位置围岩状况的好坏决定隧道掌子面的稳定，因此，检测时对隧道拱顶位置宜布置地质雷达测线；3）为了保障探测信号的准确性，排除电