隧道超前地質預報作業指導書

新建張唐鐵路**標段

超前地質預報

施工作業指導書

工程名稱

編號編制

審核批准人

中鐵*局集團張唐鐵路專案經理部*專案部

二〇一一年四月

方案修改記錄

目錄1 適用範圍 1

2 編制依據 1

3 作業準備 1

4 技術要求 1

4.1地質預報分級 1

4.2不同地質風險地段預報方式 2

5 施工程式與工藝流程 2

5.1工藝流程 2

5.2主要實施方法 3

5.3 操作步驟及方法 3

6 施工要求 6

7 勞動組織 7

8 材料要求 7

9 裝置機具配置 7

10 安全及環保要求 8

超前地質預報作業指導書

適用於中鐵*局張唐鐵路工程*標段第*專案分部**隧道進口探測隧道施工掌子面前方未開挖地段的工程地質、水文地質情況，有助於對可能出現的坍塌、崩落、膨脹、湧沙、突泥、突水等工程地質災害的部位、形式、規模和發展趨勢，以及各種不良地質體的位置、性質、規模、產狀等特徵的**。

⑴《鐵路隧道超前地質預報技術指南》（鐵建設[2008]105號）

⑵《鐵路隧道工程施工技術指南》（tz204-2008）

⑶《鐵路工程地質鑽探規程》（tb10014-2003）

⑷《鐵路工程地質勘察規範》tb10012-2007

⑸《鐵路隧道風險評估與管理暫行規定》（鐵建設〔2007〕200號）

⑹「關於進一步明確軟弱圍岩及不良地質鐵路隧道設計施工有關技術規定的通知」（鐵建設[2010]120號）

⑺鐵道部建設管理司《關於進一步加強鐵路隧道設計施工安全管理工作的通知》（建技[2010]352號文）

隧道圍岩是複雜多變的，不良地層結構會導致隧道坍塌，湧水等事故的發生，為了保證隧道安全施工和工程質量，在設計勘測資料和理論分析的基礎上，應將超前地質**、預報納入正常施工工序中，作為隧道「資訊化」施工的重要組成部分，並形成制度，做好**記錄和分析總結，並根據隧道的長度和地質情況採用適宜的預報方法。

根據地質複雜程度分級，對不同地段進行地質預報分級，不同型別和級別的地段採用不同的預報方法。

根據地質災害對隧道施工安全的危害程度，將地質預報分為以下四級：

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，高地應力、瓦斯、天然氣、放射性問題嚴重的地段以及人為坑洞等。

b級：中、小型突水突泥地段，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鹽岩及碎屑岩地段，小型斷層破碎帶，發生突水、突泥可能性較小的地段。

d級：非可溶岩地段，發生突水突泥可能性較小的地段。

a級：採用地質素描法、**波反射法、地質雷達探測法、紅外探測法、超前水平鑽探、掌子面地質素描等手段進行綜合預報，首先以地質素描法進行長距離預報，然後採用中長距離**波反射法和短距離物探法相結合進行預報，同時進行超前水平鑽探檢查。

b級：採用地質素描法、**波反射法輔以地質雷達探測法、紅外探測法、進行必要的超前水平鑽探，當發現區域性地質條件複雜時，按a級要求實施。

c級：以地質分析法為主，對重要的地質地層介面斷層或物探異常地段可採用**波反射法進行探測，必要時採用紅外探測和超前水平鑽探。

d級：採用地質分析法。

採用tsp203地質超前預報系統、地質素描、超前水平鑽孔等綜合勘探的方法進行探測，超前地質預報是制定施工方案和工程措施的主要依據，也是隧道施工的一道重要工序。本標段隧道施工中一般地段以地質素描為主，特殊和不良地質地段則採用物探、鑽探相結合的方式。實行動態監控，資訊化施工。

加強對圍岩監測，進一步掌握圍岩的特性，為施工提供可靠的技術依據。

隧道綜合超前地質**預報的工作流程如圖5-1-1：

實施方法：對於設計提供的不良地質地段，提前50m進行探測：tsp203

**波探測儀每150m施作一次；超前水平鑽孔（每斷面布置五孔，其中乙個孔鑽取巖芯）30m乙個迴圈，每迴圈搭接長度5m；地質素描每掘進迴圈進行一次。

根據幾種探測手段的探測結果進行綜合分析，互相驗證，提出**預報意見和工程措施建議，及時反饋，以調整優化設計，進一步改進和完善施工工藝和方法，實施資訊化動態施工管理。

隧道內地質素描是將隧道所揭露的地層岩性、地質構造、結構面產狀、地下水出露位置及出水狀態、出水量、溶洞等準確記錄下來並繪製成圖表，包括開挖工作面地質素描和洞身地質素描。

開挖工作面地質素描，主要描述工作面立面圍岩狀況，應使用同一格式，並統一編號，採用《隧道開挖工作面地質調查記錄》（質統-48）；

地質素描應隨隧道開挖及時進行，對隧道岩性變化點、構造發育部位等複雜、重點地段應每開挖迴圈進行一次素描，其他地段不應超過10m進行一次素描。

有必要時採用數位相機，拍攝掌子面**。根據掌子面地質素描及圍岩監測情況，及時對評定的圍岩級別進行支護方案進行評價。

孔數：在一般岩性介面地段每迴圈鑽1個孔，搭接長度不小於5公尺，或採用加深炮孔。在一般可溶岩地段每迴圈鑽2個孔，或配合採用加深炮孔，搭接長度不小於5公尺；在岩溶富水段、構造帶地段（斷層）不少於3孔，以探明前方地體完整性、岩溶、構造（斷層）及地下水發育情況（水量、水壓、水溫、懸浮物等），以滿足安全施工和處理所需資料為原則；

孔深：鑽孔深度應在鑽探過程中進行動態控制和管理，根據鑽孔情況可適時調整鑽孔深度，以達到預報的目的為原則；在需連續鑽探時，一般每迴圈可鑽30～50m；連續預報時前後兩迴圈鑽孔應重疊5～8m；

孔徑：鑽孔直徑應滿足鑽探取芯、取樣和孔內測試的要求，並應符合鐵道部現行《鐵路工程地質鑽探規程》（tb10014）的規定；

孔深應較爆破孔（或迴圈進尺）深3m以上；

孔徑宜與爆破孔相同；

孔數、孔位應根據開挖斷面大小和地質複雜程度確定；

鑽到溶洞和岩溶水時，等張應視情況採用超前地質鑽探和其他探測手段，查明情況，確保施工安全，為變更設計提供依據；

加深炮孔探測嚴禁在爆破殘眼中實施；

揭示異常情況的鑽孔資料應作為技術資料儲存。

通過洞內外觀察與地質描述、tsp203**波探測儀等有關地質與水文資料分析，配合採用超前水平地質鑽探加以驗證。通過超前水平鑽孔岩芯的分析，進一步探明掌子面前方的隧道圍岩地質狀況與水文地質的具體情況，根據探孔鑽進的時間、速度、壓力、成分以及卡鑽力、鑽芯和岩性構造性質及地下水情況，掌握隧道前方的地質條件與水文條件。這是最直觀、最可靠的超前探測手段。

本隧道採用tsp203系統探測，主要用於預報掌子面前方100m左右範圍內的斷層破碎帶、富水帶、不同岩層接觸帶等不良地質體的介面位置。

tsp203地質超前預報系統，可以進行隧道地質超前預報，擴充套件配置又可以對開挖過程中未發現的隧道隱蔽病害（如隧底岩溶等）進行檢測，和檢測隧道圍岩的彈性波速度、劃分隧道圍岩類別，以及檢查混凝土襯砌與圍岩之間是否存在脫空缺陷等。

tsp203操作要求

接收器布置要求

接收器共兩個（有時可採用乙個），在隧道邊牆打孔，採用φ50鑽頭施鑽，深度為2m，距離地面1～1.1m，鑽孔角度為水平上傾5～10，距離掌子面約50m。接收器採用環氧樹脂錨固。

炮孔布置要求

炮孔共24個，位於隧道右側（面對掌子面），採用φ42鑽頭施鑽，炮孔間距1.5m，距離地面1～1.1m，深度1.

5m，炮孔下傾5～10，第乙個炮孔局距離接收器15m左右，每孔裝藥量約為100kg。

tsp203系統的現場測試示意圖見圖5.1.2 。

圖5.1.2 tsp203系統的現場測試示意圖

物探及超前鑽孔**，隧道掘進工作面後方必須滿足足夠的施工空間；**反射法或聲波反射法應當巨集觀控制掌子面前方50m～150m範圍內軟弱圍岩發育的範圍和里程；超前地質鑽孔可以比較直觀地揭示掌子面前方的地質情況，對地下水發育段隧道開挖面周邊的溶洞揭示採取8～12m段鑽探；用地質理論和作圖法可以通過平行導坑預報正洞地質情況；通過對以上探測結果的綜合分析，能夠比較準確地預先探知掌子面前方不良地質體的存在。

根據現有的地質勘測資料，對隧道不良地質段進行補充地質探查。在隧道工作面按照「由遠至近，逐步加密」的方法進行探測。超前地質預報方法表見表6.1.1。

表6.1.1 超前地質預報方法表

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