超前地质预报方案-修订稿.doc

XXX隧道超前地质预报工作实施方案一、概述该施工方案根据XXXX水电站交通工程【1#公路】标工程实施性施工组织设计和XXX隧道设计文件，结合现场实际情况，制定预报方案。超前预报主要是加强施工期间的地质工作，是在开挖之前，除根据开挖时揭露出来的实际地质情况，校正补充地勘时未能查到的资料外，还要根据这些成果资料，分析推断掌子面前方的地质情况，是否存在前期勘察时没有查到的不良地质体，以便预先采取措施。二、工程简介1、工程概况XXX隧道全长XXXm，穿越呷拉山，其中本标隧道段为出口段，长XXXm（KXXXKXXX），隧洞洞身段围岩以、级围岩为主，进出口及洞身局部段存在部分、级围岩。2、水文气象条件该隧道地处雅砻江中游。属川西高原气候区，主要受高空西风环流和西南季风影响，干湿季节分明。区域多年平均降水量为705.2mm，雨季（510月）降水量为661.1mm，约占全年的93.7%；多年平均年降水日数128.6天，雨季雨日约为108.4天，约占全年的84.3% ；多年平均气温为10.9，极端最高气温达35.9，极端最低气温仅-15.9；蒸发量大，多年平均年蒸发量1912.5mm；相对湿度小，多年平均值为54%，最小仅0%。3、隧道工程地质情况XXX隧道沿线山体岩层主要为砂岩、板岩。XXX组第三段绢云板岩夹薄中厚层石英粉砂岩，XXX隧道地质构造简单，为单斜构造，岩性为细粒石英砂岩，岩石较坚硬，岩体较完整，无不良地质和特殊岩层，隧道埋深较大，可能会发生岩爆和过高地温，其稳定性较好。洞身围岩为XXX组弱风化变细粒石英砂岩,以、级围岩为主；进洞口段强风化层厚3m，为较软岩，属级围岩，自稳性能较差，一般无地下水储集；表层为坡残积粉质粘土，自稳能力较差，在与细粒石英砂岩接触处一般无地下水储集；出口段风化卸荷强烈，表层为崩坡碎石土。在施工过程中揭露出隧道地质复杂多变，地下水储集比较分散，隧道开挖可能出现节理切割不利块体坍塌。隧道地层构造地应力基本释放，地应力主要由岩体自重产生。三、超前地质预报的目的通过超前地质预报，可以了解和判断掌子面前方一定距离内不良地质的性质、位置、宽度和影响隧道的长度，由此判断地下水情况、围岩级别和对施工的影响，进而达到以下目的：1、为制定施工方案和措施提供可靠的参数，如地下水压力、水量、不良地质的位置、大小及规模等；2、 为隧道安全施工，避免或最大限度的降低施工过程中突泥、涌水、塌方等灾害，从而不受或少受损失奠定了基础；3、 为隧道在安全条件下实现快速施工、减小风险创造了条件；4、 准确的地质预报可以减少施工中的盲目性，减少事故发生率，减少很多不必要的安全措施，从而降低了工程投资。四、超前地质预报的主要项目及内容主要对隧道开挖面前方一定距离的岩溶、岩溶突水（突泥）、断层破碎带、浅埋段、高地应力（可能产生硬岩爆和软弱围岩塑性变形）和瓦斯等有害气体的灾害地质的施工探测。对照勘测阶段的地质资料，预测、预报地质条件变化及其对施工的影响。针对不同地段的工程地质情况采用不同的预报手段，以达到既预报准确又节省有限预报资源的目的。超前地质预报由超前地质预报组来完成，超前地质预报工作内容主要包括：1、不良地质预报及灾害地质预报：预报掌子面前方一定范围内有无突水、突泥、岩爆及有害气体等，并查明其范围、规模、性质，提出施工措施或建议；2、水文地质预报：预报洞内突涌水量的大小及其变化规律，并评价其对环境地质、水文地质的影响；3、断层及其破碎带的预报：预报断层的位置、宽度、产状、性质、充填物的状态，是否为充水断层，并判断其稳定程度，提出施工对策；4、围岩类别及其稳定性预报：预报掌子面前方的围岩类别与设计是否吻合，并判断其稳定性，随时提供修改设计、调整支护类型、确定二次衬砌时间的建议等；五、超前地质预报的主要方法超前地质预报工作采用“全面正规、长短结合、贯穿全程、因地制宜”的工作原则。长距离预报和短距离预报兼而有之、搭配进行。不论长距离预报还是短距离预报，都要经过2种以上方法进行综合预报，以便相互补充、验证，提高准确率。由于超前水平钻孔在获取较准确的地质资料中有突出的作用，因而即使占用施工时间长，费用较高也要坚持在隧道中使用，以便确认地质情况及地下水量。1、超前钻孔预报方法超前钻孔是隧道施工期超前地质预报方法中最直接的方法，是隧道施工中的重要工序，是对其他探测手段成果的验证和补充。超前钻孔能最直接地揭示掌子面前方的地质特征，准确率很高。其通过钻孔钻进速度测试和所采取的钻孔岩芯的观察及相关试验获取隧道掌子面前方岩石的强度指标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度及地下水状况等诸多方面的资料，是中短距离超前地质预报必不可少的手段。超前钻孔可在掌子面进行，超前钻孔探测的记录方式有：（1) 不取芯钻探 主要系利用钻机的冲击力、推力及扭力的变化，配合回水颜色及岩屑的观察，记录钻进时间、钻进速率，并据此来推断前方的地质状況。不取芯钻探的优点是施作时间较短、费用较低(与取芯钻探比较)，若隧道前方有地下水层，可以通过不取芯钻孔探测并排水，缺点是不取芯探孔常会因坍孔而无法量得正确的水压及水量资料。在施作期间开挖面通常需配合停工，且钻进过程中，容易受操作人员人为影响，因此变数较大，造成判读岩体比较困难。不取芯探孔另一缺点是因无法得到完整岩芯，在地质解释方面，常存有其不确定因素。（2) 取芯钻探 利用钻芯钻机取出完整岩芯供地质判别，取芯钻探可得到直接的地质资料，从而做出较正确的地质判别。岩芯取出后，可经由实验室施作该岩块的物理、化学试验进而得其相关力学参数，钻探完成后的孔洞也可以当成排水孔，对于穿越含高压地下水层的岩体而言，可利用此先行降低水压。但取芯钻探施作期间开挖面通常需配合暂停，且施作时间比不取芯钻用工进要长，费用也较高。在海底隧道施工中，将有效利用横通道作为取芯钻孔的工作面，以减少超前探孔对正常施工掘进的干扰，钻孔长度可以调整到200m甚至更远。（3）台车加长钻孔法液压台车接杆钻孔是一种短期超前预报探孔，对于掌子面前方30m以内的超前探孔，适合用钻孔台车钻孔，占用生产时间较少，速度快，有利于提高施工进度。台车加长钻孔主要利用钻机的冲击力、推力及扭力的变化，配合回水颜色及岩屑的观察，记录钻进时间、钻进速率，并据此来推断前方的地质状況。施钻过程中，由地质预报组成员详细记录钻速、水质水量变化情况及开挖后的岩面观测素描，并采集钻孔排碴取样分析，综合判断预报前方水文、地质情况。超前探孔在工作面上超前钻35个孔，其中2个位于上部拱腰处，另2个位于边墙部位。超前探水孔采用地质钻机施做，探水孔探水段长30m40m，探水孔终孔位于隧道开挖轮廓线外0.5m1.5m（在一般区域选择为1.5m）。对掌子面3 m5m的范围通过地质观测和打3 m5m的探孔预测前方的围岩情况。2、利用工作面地质述描与正洞地质编录结合预报地质素描是对开挖面的地质情况如实而准确的反映，是判断围岩类别的最直接的资料，也是用以推断掌子面进深方向围岩状况的主要参照物和推断进深方向地质状况的边界条件。利用地质理论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、出水量等准确记录下来并绘制成图表，结合已有勘测资料，进行隧道开挖面前方地质条件的预测预报。其优点是占用施工时间很短，设备简单，不干扰施工，成果快速，预报效果较好，而且为整个隧洞提供了完整的地质资料；缺点是与隧洞夹角较大而又向前倾的结构面容易产生漏报。(1)掌子面地质素描主要内容如下： 岩性：是最基本的地质资料。主要描述岩石名称、颜色、结构、构造、矿物成分、风化程度等。 断层：是地壳上主要的构造痕迹，它的形成、特性及规模决定地区地质构造复杂程度，对隧道施工影响极大，是开挖时发生塌方的主要地质原因之一。主要描述断层位置、产状、断层破碎带宽度及构造类型、断层性质及其与其它断层的关系、派生节理产状、密度及充填物等。 贯穿性节理：是造成块体塌方的主要原因之一。主要描述节理产状、密度、宽度、延伸情况、节理面特征(光滑、粗糙、起伏不平)、出露位置等。 岩脉：岩脉侵入的位置往往是地壳的薄弱点。我们主要描述岩脉的岩性，出露位置、宽度、接触关系、破碎情况、风化程度等。 地下水：地下水增加了隧道施工难度。地层渗水影响喷射混凝土的质量，如在断层带内岩体破碎，或节理被次生粘土充填地段有水，则会大大降低围岩的自稳能力，增加坍塌甚至突水的可能。主要描述出水点位置、出水状态(滴、流、涌)、水量、出水点附近有无沉淀物等。同时了解水对混凝土的侵蚀性。(2) 数据处理分析包括确定围岩级别变化及围岩变化趋势，分析掌子面前方断层破碎带等构造、软层发育分布相关性等。(3) 提交预报报告将收集的地质资料定期上报，针对特殊情况及时汇报。(4) 施工验证隧道开挖后及时与预报进行核对，验证预报与实际情况的差别，不断总结经验以提高预报精度。3、断层参数预测法利用断层影响带的特殊节理或集中带的分布规律，通过对断层影响带的系统编录，来预报隧洞断层破碎带的位置和规模。由于大多数不良地质现象与断层破碎带有密切的关系，故依据断层破碎带推断其它不良地质体的位置和规模。六、针对特殊地质段的处理方法当施工过程中发现前方有异常地质现象出现的时候，立即向监理、设计单位、业主汇报现场的实际情况，组织人员对前方的地质情况做进一步的勘查。当确定前方地质情况后针对具体情况按以下方法进行处理。1、涌水出现处理方法：（1）、采用超前钻孔将水排除法。（2）、采用超前小导管注浆法堵水、止水或超前固岩注浆法堵水。（3）、采用井点降水或深井降水，对于渗透水较小时，也可采用洞内降水法降低地下水。同时做好抽出水后的地面排水工作。 （4）、承压水排放和高压水处理施工法。在不影响围岩稳定的情况下，可采用注浆前排水降压，也可采用超前钻孔、辅助坑道排水，首先采用排水法降低地下水的压力，然后进行注浆封堵涌水，在注浆过程中应先周围注浆，对准水源方向注，切断水源，最后顶水注浆，将涌水堵住。在此施工中，我们必须高度重视而做好防排水工作，务必将涌水或裂隙水引至洞外的排水系统之中。2、突水突泥地质现象的处理方法：（1）、采用了注浆加固坍塌体，长管棚超前支护，等施工措施。（2）、对于不同的突水方式分别采用裂隙出水点注浆与溶洞涌水注浆的施工方法。（3）、在突水点设止浆墙，然后再对前方围岩进行全断面深孔预注浆进行堵水，采用堵排结合的方案。3、断层破碎带处理方法：（1）、断层宽度较小,岩体组成物为坚硬岩块且挤压紧密,围岩稳定性相对较好,隧道通过这样的断层,可不变施工方法,与前后段落的施工方法一致,避免频繁变更施工方法,影响施工进度,但过断层带要加强初期支护和适当的辅助施工措施渡过断层带。如超前锚杆与径向锚杆配合，加厚喷射砼，并增设钢筋网等措施。必要时可增设格栅架。（2）、一般断层破碎带,采用径向锚杆、钢筋网、喷砼、格栅钢架等加强初期支护，并在拱部施作超前小导管周壁预注浆，对洞周岩体进行预加固和超前支护。开挖后及时施作拱部初喷砼，径向锚杆，挂钢筋网，格栅钢架。（3）、断层出露于地表沟槽,且隧道为浅埋,可采用地面砂浆锚杆结合地面加固和排泄地表水及防止地表水下渗等措施。（4）、当断层宽度大,岩体极破碎时,可采用注浆管棚和钢架超前支护,管棚长度一般10m40m,能一组管棚穿过断层破碎带,则采用一组管棚,但受地质和施工条件限制,断层宽度大,可分组设置,纵向两组管棚的搭接长度不小于3.0m。管棚用钢管直径80150mm,一般多采用108厚壁热扎无缝钢管,环向钢管中心间距为管径的23倍即3040cm,钢架根据地质情况，采用型钢或格棚，其间距0.81.0m一榀,开挖后及时施做锚、网、喷、钢架等初期支护。七、地质预报小组成员组长：XXX组员：XX、XXX、.。八、超前预报实施保证措施1、提高预报精度的措施将综合超前地质预测预报纳入施工工序，贯穿于隧道施工全过程将综合超前地质预测预报作为作业循环必不可少的环节，像对待钻孔爆破一样纳入施工程序。坚持预报先行、先探后掘，坚持在查清前方地质情况的前提下进行掘进施工。2、为准确预报提供人员、技术保证（1）、成立专职的地质工作室成立以项目总工为组长、地质工程师、技术人员、施工人员、质检人员组成的地质工作室。地质预报由地质工作室负责，其它施工、质检人员予以配合，进行资料收集、统计、分析和编制信息预报成果，由主管技术人员予以复核，并报设计、监理，为变更设计、修改施工方法提供依据。（2）、与科研单位、业主、设计、监理部门以及兄弟施工单位紧密协作，切实做好超前地质预报工作。（3）、在隧道掘进施工时，每个作业循环指定专门的地质工程师，及时对掌子面进行地质素描。（4）、对已披露的实际地质情况与前期地质预报内容相比较，评估预报的准确性，不断总结经验，为以后的超前预报工作积累经验。（5）、经分析、整理的地质资料作为施工技术资料存档。3、采取有针对性的科学合理的预测预报程序为保证隧道的施工安全，有效地采取针对性措施，确定并选择有效的施工方案，为动态设计提供理论性指导，在地质素描的基础上，采取综合超前地质预测预报系统，以确保预测预报结果的准确性。对工作面前方30m范围内进行短距离的地下水定性探测；采用地质钻机或台车加长钻孔对探测结果进行验证。在不良地质带，每循环钻孔时均实施15m的超前浅孔探测，通过增加孔数，放大外插角，以弥补深孔探测的盲区，提高超前预测预报的准确度。从而探测出断层、风化槽、节理裂隙的发育规模、几何型态和介质填充构造特点。根据设计提供的地质资料，结合地质观测资料，有针对性地采取相应的预报措施。4、从工程整体出发，加强与有关单位协作，实现资源共享本隧道工程由两个标段共同组成，相互之间的协调合作尤为重要。施工中我们将坚决服从业主的统一指挥，与业主、设计、监理、科研单位以及兄弟施工单位实现地质预报资源共享。同时不断根据各方反馈信息，及时调整预测预报手段，提高预报准确性。为整个工程的顺利安全施工贡献力量。