新民隧道超前地质预报专项施工方案

6.2.2
物探法主要包括弹性波反射法、地质雷达探测法、红外探测法、时域瞬变电磁法等；根据施工设计图要求，本隧物探法均采用弹性波反射法中的地震波反射法(TSP203)，本隧曲线半径为10000m，其对预测的影响可忽略。鉴于地震波反射法施作条件，洞口60m范围内采用地质雷达法进行探测，以弥补洞口段物探法的空缺。
4
根据地质复杂程度对隧道施工安全的危害程度，将其分为A级、B级、C级和D级四个等级。
A级：存在重大地质灾害隐患的地段，如大型暗河系统，可溶岩与非可溶岩接触带，软弱、破碎、赋水、导水性良好的地层和大型断层破碎带，特殊地质地段，重大物探一场地段，可能产生大型、特大型突水突泥地段，诱发重大环境地质灾害的地段，高应力、瓦斯问题严重的地段以及人为坑洞等。
YD9K182+190-YD9K182+310
235m
2、辅助坑道超前地质预报方法
新民隧道横洞超前地质预报统计
序号
超前地质预报方法
适用范围
备注
1
地质调查法
HDK0+000-HDK1+314(全隧开展)
1314m
2
物探法
WT-1
HDK0+000-HDK1+314(全隧开展)
1314m
3
超前钻探法
ZT-1
沿轴径向，向下倾斜10-20°(水封填炮孔)，相对于隧道壁面倾斜10°
高度
距地面(隧底)高1m
距地面(隧底)高1m
位置
距开挖工作面约55m
第1个激发孔距同侧接收孔15m，炮孔间距1.5m
TSP203测量系统布置图
7
(1)埋设地震波信息接收探头
TSP203测量过程中需要将接收器探头埋设在钢套管中，钢套管通过双组分环氧树脂或锚固剂与围岩紧紧耦合在一起，以便于接收由激发孔激发的地震波信号。
HDK0+000-HDK1+314(全隧开展)
1314m
6.3.2
地质调查法主要内容详见“6.2.1地质调查法内容”，此处不再赘述。物探法主要采用WT-1法，即采用地震波反射法(TSP203)。超前钻探法本隧主要采种ZT-1和ZT-2两种类型，主要内容如下表所示：
7
超前地质预报工作是隧道施工中的一个重要环节，单独作为一项工序纳入隧道施工中去。超前钻孔和物探作业时间安排在初期支护完成后进行，物探准备工作可提前施作。
地质雷达法探测25m/次，一次范围为30m，两次重叠长度为5m。在软弱、破碎地层或岩溶发育区，地震波反射法每次预报距离为120m，搭接20m；岩体完整的硬质岩地层，每次预报距离为150m，搭接20m。
6.2.3
根据设计文件要求，本隧超前钻探法主要采用超前地质钻孔法和加深炮眼的方法。
超前地质钻孔采用冲击钻和回转取岩芯，钻孔直径采用ф89。活动断裂带超前探测长度80～100m，搭接长度不小于10m，其余地段超前探测长度不小于30m，搭接长度不小于5m。根据施工图设计要求，每次循环钻孔至少一个孔必须取岩芯。
B级：存在中、小型突水突泥隐患的地段，物探有较大异常的地段，断裂带等。
C级：水文地质条件较好的碳酸盐岩及碎屑岩地段、小型断层破碎带，发生突水突泥的可能性较小。
D级：非可溶岩地段，发生突水突泥的可能性极小。
5
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机率和危害程度；
3
隧道主要穿越三叠系上统侏倭组砂岩夹千枚岩，局部夹炭质千枚岩，进口段通过第四系全新统冲洪积层粉质黏土，出口段通过泥石流堆积层及坡崩积层碎块石土；隧道内为单斜构造，受测区构造影响，节理裂隙发育，岩体破碎，围岩稳定性较差。段内不良地质有岩堆、泥石流、危岩落石、顺层、高地应力、有害气体、放射性，特殊岩土为季节性冻土。测段深度大于755m的段落存在中等岩爆的可能；段内存在软岩大变形的可能；隧道涌水以基岩裂隙水为主，孔隙水次之，隧道正常涌水量6900m3，最大涌水量为12300m3；炭质千枚岩中可能含有瓦斯等有害气体；局部可能有高地温和高放射性。测段岩体破碎，围岩稳定性差，水文地质条件复杂。段内含炭质千枚岩，环境作用等级(H1)。隧道D1K180+910～D1K186+190段左侧存在顺层偏压。隧道进、出口端围岩稳定性极差，隧道开挖极易冒顶坍塌，出口端洞顶存在危岩落石。本区地震动峰值加速度0.30g。
(7)新建铁路成都至兰州线新民隧道施工设计图(成兰施隧-8)
(8)成兰铁路隧道施工工法及辅助措施参考图(成兰隧参(11)19-24)
(9)我单位对施工现场实地勘察、调查资料
2
隧道位于太平～镇江关区间，进口端太平车站伸入左线389m，伸入右线419m；隧道左线D9K181+395.269～+669.392段及右线YD9K182+998.459～YD9K183+272.583位于半径10000的右偏曲线，其余均位于直线上，线路坡度为单面上坡；隧道最大埋深约1077m。
新建铁路成都至兰州线
(CLZQ-10标)
新民隧道
超前地质预报专项施工方案
编 制：年 月 日
审 核：年 月 日
批 准：年 月 日
中铁三局成兰铁路工程指挥部
二〇一三年八月三日
1
(1)《铁路隧道超前地质预报技术指南》(铁建设【2008】105号)
(2)《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10753-2010)
DK182+180-DK186+845
6323m
ZT-2
D9K181+730-DK181+620
DK182+060-DK182+180
203.925m
新民隧道右线超前地质预报统计
序号
超前地质预报方法
适用范围百度文库
备注
1
地质调查法
YD9K180+465-YD9K182+843.629(全隧开展)
2378.629m
(3)《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009)
(4)《高速铁路隧道工程施工技术指南》(铁建设【2010】241号)
(5)《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》(铁建设【2007】200号)
(6)《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》(铁建设【2010】120号)
6、人为坑洞位置、走向、高程等，分析其与隧道的空间关系；
7、根据隧道地表补充地质调查结果，结合设计文件、资料和图纸，核实和修正超前地质预报重点区段。
隧道内地质素描是将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量、煤层、溶洞等准确记录下来并绘制成图表，是地质调查法工作的一部分，包括开挖工作面地质素描和洞身地质素描。隧道内地质素描应包括下列主要内容：
隧道地表补充地质调查应包括下列主要内容：
1、对已有地质勘察成果的熟悉、核查和确认；
2、地层、岩性在隧道地表的出露及接触关系，特别是对标志层的熟悉和确认；
3、断层、褶皱、节理密集带等地质构造在隧道地表的出露位置、规模、性质及其产状变化情况；
4、地表岩溶发育位置、规模及分布规律；
5、煤层、石膏、膨胀岩、天然气、含放射性物质等特殊岩土地层在地表的出露位置、宽度及其产状变化情况；
c岩溶：描述岩溶规模、形态、位置、所属地层和构造部位，充填物成分、状态，以及岩溶展布的空间关系。
d特殊地层：煤层、沥青层、含膏盐层、膨胀岩和含黄铁矿层等应单独描述。
e人为坑洞：影响范围内的各种坑道和洞穴的分布位置及其与隧道的空间关系。
f地应力：包括高地应力显示性标志及其发生部位，如岩爆、软弱夹层挤出、探孔饼状岩芯等现象；
接收孔和激发孔设置参数表
项目
接收孔
激发孔
数量
对称布置2个，位于隧道左右边墙(各1个)
共24个，位于构造走向与隧道轴向交角为锐角的一侧边墙，第一个炮孔靠近掌子面
直径
一般为43-45mm(采用45mm)
一般为20-45mm(采用38mm)
深度
2m
1.5m
定向
沿轴径向，用环氧树脂固结时向上倾斜5-10°(采用)；灰泥固结时向下倾斜10°
1、工程地质
a地层岩性：描述地层时代、岩性、层间结合程度、风化程度等。
b地质构造：描述褶皱、断层、节理裂隙特征、岩层产状等。断层的位置、产状、性质、破碎带的宽度、物质成分、含水情况以及与隧道的关系。节理裂隙的组数、产状、间距、充填物、延伸长度、张开度及节理而特征、力学性质，分析组合特征、判断岩体完整程度。
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；
6
新民隧道主要分进口、横洞、出口三个工区进行施工，超前地质预报也分三个工区分别进行。本隧主要采用地质调查法、超前钻探法和物探法进行综合超前地质预报。
6.1
6
6.2.1
地质调查法是根据隧道已有勘察资料、地表补充地质调查资料和隧道内地质素描，通过地层层序对比、地层分界线及构造线地下与地表相关性分析、断层要素与隧道几何参数的相关性分析、临近隧道内不良地质体的前兆分析等，利用常规地质理论、地质作图和趋势分析等，推测开挖工作面前方可能揭示地质情况的一种超前地质预报方法。地质调查法包括隧道地表补充地质调查、隧道内地质素描和地质作图等。
b水质分析，判定地下水对结构材料的腐蚀性。
c出水点和地层岩性、地质构造、岩溶、暗河等的关系分析。
d必要时进行地表相关气象、水文观测，判断洞内涌水与地表径流、降雨的关系。
e必要时应建立涌突水点地质档案。
3、围岩稳定性特征及支护情况
记录不同工程地质、水文地质条件下隧道围岩稳定性、支护方式以及初期支护后的变形情况。发生围岩失稳或变形较大的地段，详细分析、描述围岩失稳或变形发生的原因、过程、结果等。隧道内重要的和具代表性的地质现象应进行摄影或录像。
2
物探法
WT-1
YD9K180+465-YD9K182+843.629(全隧开展)
2378.629m
3
超前钻探法
ZT-1
YD9K180+465-YD9K181+645
YD9K181+760-YD9K182+190
YD9K182+310-YD9K182+843.629
2143.629m
ZT-2
YD9K181+645-YD9K181+760
序号
超前地质预报方法
适用范围
备注
1
地质调查法
D9K180+512-DK186+845(全隧开展)
6526.925m
2
物探法
WT-1
D9K180+512-DK186+845(全隧开展)
6526.925m
3
超前钻探法
ZT-1
D9K180+512-D9K181+730
DK181+620-DK182+060
(2)药包的埋设
每一个激发孔中需要通过小药量(20g～30g)炸药人工激发地震波信号。雷管必须采用瞬发电雷管，炸药采用乳化炸药。放炮前需要对激发孔中灌水(水压爆破)，起到使爆破产生的能量能尽量在围岩中传播并压制灰尘和消焰的目的。
(3)数据采集
7
7
认真收集隧道设计资料、区域地质资料、工程地质资料等，通过对以上资料的分析，以达到对整个地区地质情况有一个比较全面了解的目的。
7
根据隧道内岩层的走向确定炮孔布置在左边墙或右边墙位置，从掌子面附近的边墙位置开始布置第一个激发孔，以后每间隔1.5m布置一个激发孔，激发孔向下倾斜10～20°，孔深为1.5m，连续布置24个激发孔。在第24个激发孔朝着洞口的方向量测15～20m(实施时先按15m考虑)，分别在左右边墙的位置布置两个地震波信息接收孔，孔径为50mm，深度为2m。激发孔与接收孔基本保持在同一个高度上(均离隧底约1.0m)。待孔全部钻好后需要对孔间距和倾斜角度进行量测。
g塌方：应记录塌方部位、方式与规模及其随时间的变化特征，并分析产生塌方的地质原因及其对继续掘进的影响。
h有害气休及放射性危害源存在情况。
2、水文地质
a地下水的分布、出露形态及围岩的透水性、水量、水压、水温、颜色、泥砂含量测定，以及地下水活动对围岩稳定的影响，必要时进行长期观测。地下水的出露形态分为：渗水、滴水、滴水成线、股水(涌水)、暗河。
加深炮眼利用在隧道开挖工作面上的炮眼钻孔来探测前方围岩的地质情况，在每一循环钻设炮眼时布设3～5个钻孔加深3m作为探测孔。
6.3
根据设计文件要求，本隧超前地质预报方法采用分段预报，多种手段综合预测前方地质情况，新民隧道具体分段预报内容详见以下统计表。
6.3.1
1、正洞超前地质预报分段预报方法
新民隧道左线超前地质预报统计
左线隧道进口里程D9K180+512，出口里程DK186+845，全长6526.925m，右线隧道进口里程YD9K180+465，右线隧道分修段终点里程YD9K182+843.629，全长2378.629m。
为满足工期，解决施工场地及运营期间排水问题，结合地形、地质条件，本隧辅助坑道模式采用“中部横洞”方案，横洞采用无轨双车道运输模式组织施工。