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1、
昌赣铁路客专 TA1 施工组织设计（方案）报审表 致 四川铁科建设监理公司昌赣客专CGJL-4标监理项目部 : 我单位根据承包合同的约定已编制完成 新建南昌至赣州铁路客运专线站前工程CGZQ-4标洞塘隧道超前地质预报 工程的施工方案，并经过我单位技术负责人审查批准，请予以审查。 附:洞塘隧道超前地质预报施工方案
2、 施工单位（章）： 项目负责人：
3、 日期： 年 月 日 专业监理工程师意见： &nbs
4、p; 专业监理工程师：
5、nbsp; 日期： 年 月 日 项目监理机构意见： 项目监理机构（章）： &n
6、bsp; 总监理工程师：
7、 日期： 年 月 日 建设单位指挥部审批意见：
8、 建设单位（章）: 负责人: &
9、nbsp; 日期： 年 月 日 工程项目名称：新建南昌至赣州铁路客运专线工程 施工合同段：CGZQ-4标 新建南昌至赣州铁路客运专线CGZQ-4标 洞塘隧道超前地质预报 施 &n
10、bsp;工 方 案 编制： 复核： 审核： 中交隧道局昌赣客专CGZQ-4标项目经理部 二零一五年十一日 目 录 1、编制依据 1 2、编制原则 1 3、适用范围 1 4.工程概况及地质情况 1 4.1工程概况 1 4.2地质概况 2
11、 4.3水文地质情况 2 5.超前地质预报总体方案 3 5.1.超前地质预报的重要性 3 5.2.预测预报原则 3 5.3.本线隧道施工地质预测、预报内容 3 5.4.预测、预报总体方案 4 5.5超前地质预报时间安排 5 5.6地表监控量测设置 5 6、工作方法、技术要求 5 6.1 TSP203超前地质预报系统 5 6.2利用工作面地质素描预报 10 6.3加深炮孔 11 7、综合预报技术要求 12 8、异常解释 13 9、
12、报告提交 13 10、超前地质预测预报仪器配置 14 11、人员配置 14 洞塘隧道超前地质预报方案
13、洞塘隧道超前地质预报方案 1、编制依据 1.1《铁路隧道设计规范》TB10003-2005； 1.2《铁路隧道工程施工技术指南》TZTZ204-2008； 1.3《铁路隧道超前地质预报技术规程》Q/CR9217-2015； 1.4《昌赣客专施（隧）01》； 1.5《铁路工程物理勘探规程》TB10013-2004； 1.6《铁路隧道超前地质预报技术指南》铁建设[2008]105号； 1.7《洞塘隧道实施性施工组织设计》。 2、编制原则 2.1根据工程实际情况，科学、合理的安排地质超前预报，做到既能满足施工需要，又尽可能减少对隧道施工的影响； 2.2超前地质预报采用长短距离相
14、结合的预报手段，长距离预报宏观控制，中远距离及短距离预报确保预报的准确性，做好预报结果及时指导隧道施工； 2.3即保证预报项目的连续性、全面性，又突出重点，加强重点、难点工程的预报措施，为隧道施工提供工程地质依据，以确保隧道施工顺利进行和工程施工安全。 3、适用范围 新建南昌至赣州铁路客运专线CGZQ-4标洞塘隧道。 4.工程概况及地质情况 4.1工程概况 洞塘隧道位于江西省樟树市店下镇洞塘村，为双线隧道，设计时速350km/h。隧道起讫里程DK100+672～DK100+845，全长173m，其中进口斜切式洞门17m，偏压式明洞4m，出口斜切式洞门17m，偏压式明
15、洞11m。隧道暗洞长124m，均为V级围岩，采用Vb复合式衬砌支护类型。隧道洞身最大埋深33m，隧道全段位于直线上。整座隧道为2.198‰的单面下坡，地表水不发育，隧道区地下水无化学侵蚀性。 4.2地质概况 洞塘隧道位于江西省樟树市店下镇洞塘村附近，隧道进口表覆为Qel+dl粉质粘土，黄褐色，硬塑，厚约4m，下伏基岩为PT3tb上元古界潭头群上岩组千枚岩，全～弱风化，其中全风化呈灰黑色、褐黄色，厚约15～25m，强风化呈黄褐色，厚约10～20m；其下为弱风化层，节理裂隙发育，岩体较破碎，岩层产状138°∠55°。地下水为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，较发育。地表水有酸性侵蚀，化学环境为H2，
16、无盐类结晶破坏，无氯盐侵蚀性；地下水无化学侵蚀性。隧道出口偏压，表层覆Qel+dl粉质粘土，黄褐色，硬塑，厚约2.2m，下伏基岩、地下水等地质情况与进口相同。洞身围岩为PT3tb上元古界潭头群上岩组千枚岩，千枚岩强度低，岩体破碎，施工中易发生掉块甚至局部坍塌，应采取预防措施，地下水较不发育。 4.3水文地质情况 勘测期间未见地表水出露，水量受季节影响较大，主要受大气降水补给，地下水渗水量属于干燥或湿润状态。隧道进出口斜坡坡度较陡，特别是在雨季时水下渗到基岩面，上层黄土容易含水容易形成软弱面，故开挖时应注意防护。全隧属浅埋隧道，如遇个别地方存在地下水发育时易发生坍方冒顶，施工时应及时超前预支
17、护、加强衬砌及监控量测，减少扰动，及时封闭成环。 5.超前地质预报总体方案 5.1.超前地质预报的重要性 为保证洞塘隧道的顺利安全施工，避免地下水发育地段涌水、涌泥灾害的发生，防止造成地表水、地下水流失，破坏当地生态环境，确保施工安全，需要采取有效措施对隧道掌子面前方的地质情况进行较为准确的预测预报，开展施工地质超前预测预报工作，根据地质预报成果，制定有效施工方案，确定合理施工工艺，降低地质灾害发生机率，确保隧道工程施工人员和设备的安全，进而提高经济效益。 5.2.预测预报原则 将超前地质预报纳入施工工序，做到先探测、后施工，不探测不施工。探测时采用长短距离结合，多种探测方法优势互补
18、 5.3.本线隧道施工地质预测、预报内容 （1）岩溶的位置、规模及其性质； （2）岩溶含水、含泥构造的位置、规模及性质； （3）暗河的位置、规模、地下水流量、流速等； （4）断层及断层影响带的位置、规模及其性质； （5）软弱夹层的位置、规模及其性质； （6）不同岩性、围岩级别变化界面的位置。 预测预报手段 仪器 预报内容 预报频率及计划 TSP技术 TSP203 超前预报仪 重点探查规模较大的溶洞、暗河、破碎带、裂隙发育带等 每隔100m～150m用TSP203探测一次 地质素描 罗盘仪 地质锤 放大镜 皮尺等简单工具 主要对开挖面
19、围岩类别、岩性、围岩风化变质情况、节理裂隙、产状、断层分布和形态、地下水等情况进行观察和测定后，绘制地质素描图，通过对洞内围岩地质特征变化分析，来推测开挖面前方的地质情况。 地质素描在每次开挖后进行 加深炮孔 凿岩风钻 探测掌子面前方的溶洞、泥槽、涌水、流沙等的一种超前地质预报方法。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资料，综合不同位置钻孔的钻进时间变化曲线，大致确定不良地质体的规模 每隔5m进行 5.4.预测、预报总体方案 本线隧道超前地质预测预报工作采用多种手段互相验证，各工作阶段互
20、补，并按照长短结合、上下对照、定性与定量相结合的方法来保证预报准确性。根据各种探测方法的特点及设计要求，本线隧道采用长距离宏观控制预报加短距离验证预报相结合的手段。 长距离宏观控制预报：在隧道穿过的灰岩地段以及断层在洞身水平方向上采用TSP203超前地质预测预报系统进行100～150m的预报，采用100m的成果对洞塘隧道124m暗洞进行主体预报确认。通过长距离宏观地质控制预测预报，初步判定隧道开挖面前方不良地质（岩溶、岩溶突水和突泥、断层破碎带、浅埋段、软弱围岩塑性变形）距开挖面长度、所处位置及发育（破碎、软弱）程度。 短距离验证预报：地质素描法和加深炮孔进行距离小于30m的预报。每次开挖
21、后对掌子面进行地质素描、每隔5m加深炮孔探测前方水文，以初步推断前方岩层情况。 5.5超前地质预报时间安排 地质超前预报是隧道施工中的一个重要环节，作为一项工序纳入隧道施工中去。根据地质超前预报工作量、预测频率及每次开挖支护循环进尺，可以推算每循环各项地质预报所需时间。 5.6地表监控量测设置 沿地表每隔5m为一个断面，埋设11个沉降观测点，一天两次测量沉降变化。埋设里程与暗洞同步。 6、工作方法、技术要求 6.1 TSP203超前地质预报系统 6.1.1 工作原理 TSP203探测是根据地震波的回波原理，人工制造一系列有规则排列的轻微震源，由三维地震波接收器在计算机的监控下采
22、集这些震源所发出地震波沿隧道前方及四周区域传播而遭遇不良地质体（如地层层面、节理面、岩溶面，特别是断层破碎带界面等）被反射返回的地震波数据。 发射地震波（声波）是通过在隧道掌子面后方一定范围内的钻孔中实施微型爆破来实现的，爆破引发的地震波在岩体中以球面形式向四周传播，遇到隧道前方的地质界面时，将有一部分波从界面处反射回来，TSP测量系统用一对接收传感器将这些信号进行采集和记录，并通过相应的软件对其分析和评估。 TSP203超前地质探测工作原理见图2所示。 图2
23、nbsp;TSP203预报原理图 6.1.2 工作内容 重点探查规模较大岩溶、暗河、破碎带、裂隙发育带等。隧道掘进过程中，每开挖100～150m通过TSP203对开挖前进方向探测一次，具体工作内容如下： （1）接收孔、激发炮孔的钻孔； （2）接收器在接收孔内的埋设工作； （3）激发炮孔内装药，并依次进行起爆； （4）数据采集； （5）数据处理分析； （6）综合判别，给出结论； （7）编写报告。 6.1.3 技术要求 （1）隧道掘进过程中，达到有效探测距离（100～150m）必须采用TSP203预测预报系统对开挖前进方向探测一次，不同岩石中探测距离有所变化。 （2）本
24、次TSP203探测起始位置与上一次探测重叠长度不小于10m。 6.1.4 仪器使用要求 （1）使用环境 应具有防震、防水、防尘和散热能力，为确保数据准确度，采集时仪器应置于干燥无噪音处，环境温度0～40℃。 （2）操作人员 方法项目负责人，应具有大本以上文化程度，物探专业毕业或接收过物探专门培训，并有从事两年以上工程物探的资历。仪器操作员应具有大专以上文化程度，受过工程物探的专业培训，有可以操作TSP203的上岗许可证。 （3）仪器动力 主机电压5～6V；并配笔记本电池、主机充电器。 6.1.5 施工工艺 （1）接收孔、激发炮孔的布置 预报断层构造时，接收
25、孔、激发炮孔应根据断层走向，布置在与断层夹角较小一侧的隧道边墙上。预报岩溶时，则在隧道两侧边墙都应布置。 每一次预报由1个接收器孔和24个激发炮孔组成，同侧接收孔和激发炮孔一线排列，距地面高度相同。 接收器孔距掌子面约55m，钻孔直径43～45mm，深度2m，离地面高度1.2m左右，应根据采用的耦合材料确定接收孔上倾还是下倾，在水平方向上向洞口倾斜10º。 激发炮孔钻孔直径38mm，布置间距1.5m，深度1.5m，离地面高度1.2m左右，垂直于隧道轴向向下倾斜10～20º。第一个激发炮孔与接收器孔间距20m，最后一个激发炮孔距掌子面约0.5m。钻孔完成后应注意保护，防止蹋孔。 接收孔、
26、激发炮孔布置见图3所示。 20m 23×1.5m 0.5m 10° &
27、nbsp; 掌 隧道边墙 隧道中线
28、 子 面 接
29、收孔 激发炮孔 接收孔、激发炮孔布置平面示意图 10～20°
30、nbsp; 隧 接收孔2m深 道 激发炮孔1.5m深 &nb
31、sp; 1.2m 激发炮孔 中 线 &nb
32、sp; 接收孔、激发炮孔布置横断面示意图 注：预报断层构造时，接收孔、激发炮孔应根据断层走向，布置在与断层夹角较小一侧 的隧道边墙上。预报岩溶时，则在隧道两侧边墙都应布置。 （2）接收器在接收孔内的埋设 为使接收器能与周围岩体更好地耦合以保证采集信号质量，应在采集信号前（至少12h）将保护接收器的接收套管插入孔内，并用含有双组分环氧树脂成分的不收缩水泥砂浆使其与周围岩体很好地粘结在一起。 接收器与孔壁的耦合必须紧密，施测
33、时隧道中应没有其它振动源。 （3）激发炮孔内装药，并依次进行起爆，进行数据采集 遵守《爆破安全规程》的规定：使用毫秒级无延迟电雷管；炸药量应大于200m探测距离要求，一般50g左右，最多不大于75g；为保证炸药与炮孔严密耦合，准备24个预先连接瞬发电雷管的炸药，将其放入预先钻好的炮孔内，每孔放置炸药一个，并以锚固剂锚固。 激发炮孔内炸药起爆从靠近掌子面处最后一个激发炮孔开始，向洞口方向依次进行爆破。 （4）数据分析 数据采集时应对每一炮的波幅进行调节，记录不好或存在干扰时应重新放炮；对采集的数据及时进行三维波场处理，提取反射界面；对所采集的原始数据经软件处理后，以P波剖面资料为主对
34、岩层进行划分，结合横波资料对地质现象进行解释，并遵循以下准则： 正反射振幅表明硬岩层，负反射振幅表明软岩层； 若S波反射较P波强，则表明岩层饱含水； Vp/Vs增加或δ突然增大，常常由于流体的存在而引起； 若Vp下降，则表明裂隙或孔隙度增加。最终提出掌子面前方反射界面的位置、性质等结论。 TSP203超前地质预报数据处理 起跳点信号处理 建立数据 带通滤波器 平衡能量 首至信号的提取 极度偏移 反射面提取 速率分析 Q-评估 反射波提取 P-S波分离 （5）提交报告 提交的资料有：原始波形记录，二维反射界面的透视图象，声波轨迹、频谱、速
35、率和位移结果，地质解释结果。 6.2.6 TSP使用中应注意的问题 （1）探测过程 严格按规定布置震源和传感器钻孔，并保证钻孔质量（特别是孔距）。 操作人员的地质知识（特别是工程地质力学的知识）不足时，必须使用应用两个传感器实施双壁探测。 在洞内每次爆破约需45min的实际探测过程中，应尽最大努力减少噪声和漏炮。 掌握探明掌子面附近（前方）的不良地质的炮眼布置方法。 （2）TSP解译过程 根据工程地质力学知识，正确选择和设定搜索角和调谐角。 依据地质学知识，通过对不良地质体成因特征和成因标志的正确认识，判别不良地质的性质。 6.2利用工作面地
36、质素描预报 地质素描在隧道隧道施工中全段进行。地质素描内容为： 根据对超前地质预报结果，对开挖面和洞身周边综合分析围岩岩性、结构、构造和地下水情况，判断开挖面前方围岩的工程地质、水文地质特征，并依次提出工程措施建议和进一步预报的方案。 根据开挖面围岩的工程地质、水文地质特征进行预报结果的验证，提出是否修改预报方法及参数的意见。根据开挖段及开挖面水文地质情况，提出针对性工程方案建议。 施工掌子面是施工前方岩体唯一的暴露面，施工前方岩体内的节理、裂隙、断层、岩脉等都在施工掌子面上有所反映，如实记录施工掌子面上的信息对施工前方地质预报有很高的价值。 地质素描是采用目测手记，并以数码相机记录
37、采集岩石样本进行分析。最终成果是：工作面的地质断面展开图，多个断面合成后可形成一幅隧道的三维洞体柱状图。 地质素描的技术要求： (1)素描必须现场进行，不得补记； (2)素描一律采用写实方法，记录方式、比例、图例应统一； (3)素描不占用开挖时间，最好在扒渣工作完成后钻车就位前进行，因为此时浮渣都已被清理掉，信息比较真实。 资料分析：通过目测记录和对数码像机所取得的掌子面图像，进行分析，得到地质断面图，并提出岩性、裂隙、含水等地质信息。 地质素描法数据处理流程如下： 制作工作日报 制作投影展开图 图像分析 目测手记 建立数据库 6
38、3加深炮孔 加深炮孔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。针对本隧道围岩特点，采用加深炮孔方法进行探测。 加深炮孔可根据需要探测和了解隧道开挖前方几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；通过加深炮孔观察和分析对隧道开挖前方的不稳定岩层进行准确定位。 加长炮孔按双层布置，钻眼深度比开挖进尺深度长3米，隧道爆破开挖时难免出现哑炮，为了确保安全，钻眼时不得在原有残眼位置打钻。 加深炮孔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
39、变化曲线，大致确定岩层的规模和产状。超前地质探孔布置见下图。 超前地质探孔布置图 7、综合预报技术要求 超前地质预报采用的物探手段是一种在测定岩体各种物理参数之后，推断分析岩体性质的间接性测试方法。为提高预报水平，应坚持隧道洞内探测与洞外勘探相结合、地质方法与物探方法相结合、多种物探方法互相结合、地球物理方法与超前水平钻探相结合的原则，开展多层次、多手段的综合预报分析。 在资料分析中，首先必须充分利用掌子面上取得的地质素描资料，
40、以其为资料分析的重要参数；还必须掌握隧道的既有地质资料，对重要异常均应布置水平超前钻探，根据钻探资料对物探成果进行复解，以确保综合预报成果结论的可靠性。 对物探的技术标准要求，应严格按铁道部第四勘察设计院制定的“宜万线复杂隧道施工地质实施细则”和铁道部颁发的“地球物理勘探规程”实施。 8、异常解释 在资料分析中，应坚持多种方法相互结合、物探与钻探相互结合的原则，对产生疑问的异常在条件允许的情况下要进行复测，以及由施工单位进行超前钻孔；对可能产生地质灾害的重大异常，应由施工地质组组织进行多专家会诊，确认后签报提出。 9、报告提交 (1)现场报告：根据施工进展情况，结合地质条件，分段提出
41、预报成果。在预报完成24小时内，将预报成果报监理单位。 原始资料，地质素描，现场各种观测调绘记录，岩石物理力学试验图表，岩性鉴定、水质分析报告等，每次预报原始通知书，效果检查报告，并整理成册。 现场报告应在48小时内以电子文档形式提供。 正式报告：全隧道地质素描图册和实际地质纵断面图及成果报告。正式报告应在一周内提交，包括工作测线布置图、原始典型记录、剖面图、解释参数和解释结果等，技术说明力求简洁明确。 重大预报次数和预报效果统计表 施工影响大的地质问题进行预报应提出预报根据和对施工的影响程度，开挖后进行总结。预报效果统计表是对每次预报成功和失败的评价，以此作为检查超前地质预报准确
42、度的根据。 （4）统一记录内容和图表格式。超前地质预报随施工连续，及时收集资料、整理分析、预报直之隧道贯通。将地质预报纳入施工工序，统一安排，确保施工、预报两不误。 10、超前地质预测预报仪器配置 超前地质预报仪器配置见表1所示。 表1 超前地质预测预报仪器表 序号 超前地质预报设备名称 数量（套/台） 主要技术条件 备注 1 凿岩风钻 1 2 超前地质探测预报系统 1 TSP203 3 超前水平地质钻机 1 C6型全液压履带式多功能能钻机 4 罗盘
43、仪 2 5 地质锤 若干 6 放大镜 若干 7 皮尺 若干 8 数码相机 1 11、人员配置 隧道超前地质预测、预报人员配置见表2。 表2 隧道超前地质预测、预报人员配置表 序号 人 员 组 成 数量 1 钻探组 仪器操作员 2人 钻探工程师 1 2 物探组 仪器操作员 2人 物探工程师 1 3 地质素描组 仪器操作员 1人 4 爆破组 钻孔工人 4人 炮工 2人 13 中交隧道工程局有限公司昌赣客专CGZQ-4标项目经理部
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