超前地质预测预报.docx

超前地质预测预报针对本标段隧道工程地质情况复杂的特点，成立专业的超前地质 预测预报小组，并将该项工作纳入施工工序管理实现信息化施工， 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平安在 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，及时进行信息反应，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 地质超前预报系统、地质雷达、声波测量和超前钻孔等手段进行1 .超前地质探测与预报组织机构及职责成立专业的超前地质预报室，配置物探、水文、地质、试验专业 工程师并配备先进的预测、预报设备和仪器，进行超前地质预报工作 编制《隧道施工测试与超前预报实施细那么》，并严格遵照执行将超 前地质预报作为隧道施工的一道工序组织机构见图1组长：总工程师副组长：超前地质预报室主任试验专业工程师物探专业工程师水文地质工程师图1超前地质预测预报组织机构图职责分工如下：工程总工程师任组长：全面负责综合测试与超前地质预报工作, 直接向工程经理负责；超前地质预报室主任任副组长：组织工程地质、水文地质、物探 及试验等专业组成人员进行超前地质预报日常工作；工程地质工程师：负责隧道工程的地质超前预报和调绘、监测以 及测试、试验资料的分析、研究，提出施工措施；水文地质工程师：负责水文地质调绘、测试及隧道涌水量的预测 与环境水文地质评价；物探专业工程师：负责物探测试工作；试验专业工程师：负责岩、土、水样的测试、试验工作；施工中积极协调配合设计单位做好综合地质超前预报工作。

2 .地质预报工程地面预报：在施工过程中，根据设计提供的地质勘探资料，对重第2页共7页 点地段地表开展可控源音频大地电磁法(V5)为主的综合物探，沿隧道 轴线绘制纵向剖面图；同时进行地表补充地质测绘，采取地表代表性 岩样，并将样品在室内做比照分析和物探资料分析整理洞内预报：施工中加强V级围岩地段、含水地层、采空区、煤层、 瓦斯地段等的超前地质预报工作，采用开挖掌子面全断面地质素描、 超前钻孔并辅以TSP203、地质雷达、红外线探水仪等物探手段进行 综合预测隧道地下水发育地段及断层破碎带采用超前水平钻探、红 外线探水仪等措施根据超前地质预报和施工地质工作获取的地质信 息及平导所揭示的工程地质、水文地质条件，调整隧道的施工方案3 .超前地质探测与预报方法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 标段采用以下方法进行超前地质探测与预报DTSP203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，比方有断 层或岩层变化时，会造成一局部信号返回，界面两侧岩石的强度差异 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第3页共7页处理，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地质预报系统现场测试示意见图2OTSP203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；周围地质情况预报周围地质情况预报图2 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第4页共7页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3-5-4o(2)地质雷达地质雷达探测(Groun d Penetrating Radar简称GPR)采用电磁 波反射原理探测浅层地层的划分、空洞、不均匀体的检测仪器将发 射天线和接收天线集于一体，具有快速、无损、连续检测、实时显示 等特点，但在掌子面有水的情况下不宜使用作为TSP203地质预报 系统的补充，在TSP203预报异常点，在确定异常体的规模、性质、 危害性有困难时，采用地质雷达作为补充手段，短距离进一步探测前 方30m内的地质情况图3数据处理流程图(3)超前钻孔探测“物探先行，钻探验证”，超前钻探是一种传统而可靠的工程地 质探测方法，具有研判准确，直观的优点针对本标段隧道围岩特点， 拟采用超前钻探方法进行探测，以超前水平岩芯钻探为主，辅以浅孔 钻探超前水平岩芯钻探可根据需要探测和了解隧道开挖前方几米、几 十米乃至上百米范围内围岩的工程地质情况；通过钻孔了解和释放影 响隧道掘进施工的地下水；通过岩芯观察和分析对隧道开挖前方的不第5页共7页 稳定岩层和断层破碎带进行准确定位；直接采取岩芯样进行各种抗压 强度试验，获取岩石物理力学性质参数。

超前钻探方法是在钻进过程中，从钻进的时间、速度、压力、冲 洗液的颜色、成分以及卡钻、跳钻等和岩性、构造性质及地下水等情 况掌握地质条件综合不同位置钻孔的钻进时间变化曲线，大致确定 断层的规模和产状此方法要求在探孔揭露之前，岩体能承受管道水 的压力而保持稳定因此在临近突水地段，多打一些超前探孔，并改 放小炮，防止工作面出现冲溃现象，喷距应比拟稳定4)红外线探水仪HY-303红外线探水仪通过接收岩体的红外辐射强度，根据围岩 红外辐射场的变化，分析判断开挖面前方301n范围内是否存在含水体将含水裂隙、含水构造、含水体作为寻找对象场源，场源所形成 的场要远远大于场源本身，当由远而近接近场源时，仪器显示屏上的 读数值会发生明显变化当掌子面前方存在含水构造时，含水构造产 生的异常场会迭加到掌子面后方的正常场上，产生场的畸变，距场源 的距离不同，畸变后的场强亦不同，在数据曲线上表现为突变而当 掌子面前方没有含水构造时，由掌子面到其后一定距离内所测的红外 辐射场场值均为正常场值，为一常数，其数据曲线表现为一近似直线4 .工作程序超前地质探测和预报工作程序见图4o第6页共7页根据开挖及支护情况发现坍方征兆反应施工TSP203地质预报系统确定施工方案，保证开挖平安资料整理与经验积累图4超前地质预测预报工作程序图第7页共7页。