新建鐵路大同至西安客運專線站前工程1標
地質超前預報實施方案
編制：審核：
批准：中鐵二十五局集團大西鐵路指揮部
二〇一〇年四月
目錄1 隧道施工地質工作和地質預報 1
2 大西鐵路1標地質概況及主要不良地質 2
3 本標段超前地質預報內容 4
3.1 隧道地質分析和地質災害巨集觀預報 4
3.2 長期超前地質預報 5
3.3 短期超前地質預報 7
3.4 超前鑽探 9
3.5 施工地質災害臨近警報 11
4 本標段超前地質預報要求 13
5 本標段超前地質預報方案 14
6 超前地質預報的工作流程及方法 15
6.1 超前地質預報的工作流程 15
6.2 超前地質預報的方法和步驟 16
7 超前地質預報工作質量保證對策及措施 25
7.1 完善的預報管理工作 25
7.2 規範要求 26
7.3 完備的安全措施 27
7.4 合理利用超前地質預報的費用 28
7.5 協調地質超前預報與施工的關係 28
7.6 密切與建設、設計、科研、監理等單位的關係 28
地質超前預報實施方案
1 隧道施工地質工作和地質預報
隧道施工地質工作是隧道施工過程中一道重要工序，是為保證隧道施工安全、指導隧道工程施工、提高隧道工程施工質量而開展的地質工作。全面、紮實的做好隧道施工地質工作是指導隧道施工、保證隧道施工安全、提高工程施工質量、減少突發地質災害發生的有效而必要的工作。其中超前地質**預報是隧道施工地質工作的最主要的工作，也是設計單位及時進行動態設計的基本依據。
全方位隧道施工地質工作包括：系統的超前地質預報、圍岩穩定性評價、及依據圍岩工程地質條件提出施工建議三部分。
（1）系統的超前地質預報包括：隧道主要不良地質和施工地質災害巨集觀預報，隧道洞身主要不良地質體的長期超前預報，隧道洞身主要不良地質體的短期超前預報，超前鑽探和施工地質災害臨近警報共五種預報方案和工作步驟。
（2）圍岩穩定性評價包括：根據圍岩本身的工程地質特徵、圍岩的結構和完整狀態和各類毛洞開挖後圍岩的穩定狀態等圍岩工程地質條件，對隧道圍岩穩定性進行初步的評價；然後結合圍岩內的地下水情況以及圍岩的地應力狀態和tsp探測的圍岩**波縱波速度（vp）等評價引數進行圍岩穩定性的最終評價。
（3）施工建議包括：依據圍岩的工程地質條件和圍岩級別，提出較準確的、既能保障安全快速施工、又不浪費資金的隧道施工方法和施工技術的建議，其中預支護方案和地質災害防治措施等應急處理方案是最主要的施工建議。
隧道施工地質工作的三大部分任務中，最重要的任務是超前地質預報。而超前地質預報需根據不同的地質災害分級，針對不同型別的地質問題，選擇不同的方法和手段開展。
針對隧道不同段落的地質複雜程度和既有的地質資料，可將隧道的地質風險分為以下四級：
a級：存在重大地質災害隱患的地段，如大型暗河系統，可溶岩與非可溶岩接觸帶，軟弱、破碎、富水、導水性良好的地層和大型斷層破碎帶，特殊地質地段，重大物探異常地段，可能產生大型、特大型突水突泥地段，誘發重大環境地質災害的地段以及高地應力、瓦斯、天然氣問題嚴重的地段等。
b級：中型突水突泥地段，較大物探異常地段，斷裂帶等。
c級：水文地質條件較好的碳酸岩及碎屑岩地段、小型斷層破碎帶，發生突水突泥的可能性較小。
d級：非可溶岩地段，發生突水突泥可能性極小。
2 大西鐵路1標地質概況及主要不良地質
大西鐵路1標共有四條隧道，分別為頓村隧道、柴家莊1#隧道、柴家莊2#隧道和忻州隧道，其工程地質特徵如下：
(1) 頓村隧道
頓村隧道設計為單洞雙線隧道，線間距為5公尺。隧道進口里程dⅱk194+110，出口里程dⅱk195+616，全長1506公尺。隧道進口至dⅱk194+437.
271位於半徑12000的曲線上，隧道出口位於直線上。隧道內自進口至出口為11.9‰的下坡，隧道最大埋深62.
99公尺。
隧道處於地中山區，進口坡度約30度；出口位於沖溝內；地勢起伏較大，隧道頂部植被稀疏。
頓村隧道上覆第四紀上更新統坡洪積層的含鈣核夾層黃土、碎石土，下伏地層岩性為寒武紀灰色千枚岩，區域性夾鈣質石英岩。
區內褶皺發育，總體上呈北東向展布，位於複雜褶皺構造體系一翼。
根據隧道通過區出露的地層岩性及地質構造特徵，結合含水介質的不同，測區地下水分為第四系鬆散岩類孔隙水。
隧道ⅲ級圍岩195m，ⅳ圍岩210m，ⅴ圍岩1091m。
(2) 柴家莊2#隧道
柴家莊2#隧道設計為單洞雙線隧道，線間距為5公尺。隧道進口里程dk190+237.71，出口里程dk192+980，全長2742.
29公尺。隧道進口位於半徑8000的曲線上，隧道出口位於直線上。隧道內自進口至出口為13‰的下坡，隧道最大埋深123.
15公尺。
隧道處於地中山區，進口坡度約30度；出口位於沖溝內；地勢起伏較大，隧道植被稀疏。
柴家莊2#隧道上覆第四紀上更新統坡洪積層的含鈣核夾層黃土、碎石土，下伏地層岩性為寒武紀灰色千枚岩，區域性夾鈣質石英岩。
區內褶皺發育，總體上呈北東向展布，位於複雜褶皺構造體系一翼。
根據隧道通過區出露的地層岩性及地質構造特徵，結合含水介質的不同，測區地下水分為第四系鬆散岩類孔隙水。
隧道ⅲ級圍岩601m，ⅳ圍岩1975m，ⅴ圍岩102.29m。
(3)柴家莊1#隧道
柴家莊1#隧道設計為單洞雙線隧道，線間距為5公尺。隧道進口里程dk188+720，出口里程dk190+185，全長1465m。隧道進口位於半徑8000的曲線上，隧道出口位於直線上。
隧道內自進口至出口為13‰的下坡，隧道最大埋深123.15公尺。
隧道處於地中山區，進口坡度約30度；出口位於沖溝內；地勢起伏較大，隧道植被稀疏。
柴家莊1#隧道上覆第四紀上更新統坡洪積層的含鈣核夾層黃土、碎石土，下伏地層岩性為寒武紀灰色千枚岩，區域性夾鈣質石英岩。
區內褶皺發育，總體上呈北東向展布，位於複雜褶皺構造體系一翼。
根據隧道通過區出露的地層岩性及地質構造特徵，結合含水介質的不同，測區地下水分為第四系鬆散岩類孔隙水。
隧道ⅲ級圍岩738m，ⅳ圍岩397m，ⅴ圍岩330m。
(3)忻州隧道
忻州隧道設計為單洞雙線隧道，線間距為5公尺。隧道進口里程dk204+640，出口里程dk207+628，全長2988m。隧道進口位於半徑8000的曲線上，隧道出口位於直線上。
隧道內自進口至出口為13‰的下坡，隧道最大埋深105.15公尺。
隧道處於地中山區，進口坡度約30度；出口位於沖溝內；地勢起伏較大，隧道植被稀疏。
忻州隧道上覆第四紀上更新統坡洪積層的含鈣核夾層黃土、碎石土，下伏地層岩性為寒武紀灰色千枚岩，區域性夾鈣質石英岩。
區內褶皺發育，總體上呈北東向展布，位於複雜褶皺構造體系一翼。
根據隧道通過區出露的地層岩性及地質構造特徵，結合含水介質的不同，測區地下水分為第四系鬆散岩類孔隙水。
隧道ⅲ級圍岩2350m，ⅳ圍岩308m，ⅴ圍岩330m。
3 本標段超前地質預報內容
隧道綜合超前地質預報工作包括隧道主要不良地質和施工地質災害巨集觀預報、隧道洞身主要不良地質體的長期超前預報、隧道洞身主要不良地質體的短期超前預報、超前鑽探和施工地質災害臨近警報共五種預報方法。
3.1 隧道地質分析和地質災害巨集觀預報
隧道地質分析和地質災害巨集觀預報，是通過不良地質分析方法，巨集觀預報洞體施工可能遇到的不良地質型別、規模、位置和走向，巨集觀預報施工地質災害的型別和發生的可能性。在地質分析和巨集觀預報的指導下，更準確、更有效地實施下一步的不良體地質超前預報、超前鑽探和施工地質災害監測、判斷及臨近警報等後續預報工作。也是作為超前地質預報重要手段的tsp選擇探測壁的重要依據。
隧道施工地質分析和地質災害巨集觀預報內容如下：
（1）隧道的洞身主要不良地質型別，特別是能夠引發施工地質災害的主要不良地質型別，特別是地下岩溶的成因型別和特徵；
（2）隧道的洞身主要不良地質空間分布規律，分布的地層的定位性，分布方位定向性等特徵及其與侵蝕基準面的關係等；
（3）隧道洞身主要施工地質災害，特別是施工地質災害與主要不良地質的關係,對隧道施工的影響。
3.2 長期超前地質預報
隧道超前地質預報依據預報距離，分為長期 (遠距離)超前地質預報和短期 (近距離)超前地質預報兩種。長期超前地質預報的預報距離為掌子面前方100m～150m。對於隧道不良地質體的長期超前地質預報來說，目前國際上主要採用隧道**勘探（tsp）方法來進行。
長期超前地質預報主要預報內容有：探測掌子面前方是否存在的斷層和特殊軟岩，以及富水砂岩和其他岩層的界線。探測和解譯掌子面前方是否存在溶洞、暗河、岩溶陷落柱和淤泥帶等不良地質體。
主要是查明上述不良地質的位置和規模，也可以概略地判斷不良地質體的圍岩級別（圍岩級別的準確判斷，尚須跟蹤地質工作中的圍岩評價才能真正做到）。
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