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超前地質預報技術在岩溶(róng)隧道施工中的應用
更新(xīn)時間:2021-04-10 17:51
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 一、工程概況
  本標(biāo)長隧道1座(zuò),單洞累計長度4556米,設計車速:80 km/h,雙洞分(fèn)離式隧道建築限界淨寬10.25m,隧道(dào)限界淨高5.0m。
  官舟隧道為分離(lí)式長隧道,隧道左洞起(qǐ)訖樁號為:ZK30+765-ZK33+060,長2295米,隧道右洞起訖樁號為:YK30+800-YK33+061,長2261米。
  二、彈性波(TSP203)法簡介
  (一)彈性(xìng)波(TSP203)法:利(lì)用人工(gōng)激發(fā)的地(dì)震波在不均勻地質體中所產生的反射波特(tè)性來預報隧道(dào)開(kāi)挖工作麵前方地質情況,用於劃分地層界線、查(chá)找地質構造、探測不良地質體的厚度和範(fàn)圍(wéi)。
  (二)超前地質預報概念及(jí)特(tè)點:超前地質預報是(shì)在隧道開挖時,對掌子麵前方的圍岩與地層情況做出超前預報(bào)。
  三(sān)、超前地質預報原理
  TSP和其它地震反射波方法一樣,采用了回聲測量原理。地震波在岩石中以球(qiú)麵波(bō)形式傳播,當遇到岩石物性界麵(如(rú)斷層、岩石破碎帶和岩(yán)性變化等)時,一部分地震信號反射(shè)回來(lái),一部分信號(hào)透射進入前方(fāng)介質。反(fǎn)射的地震信號(hào)被檢波器接收,反射信號的傳播時間和反射界麵的距離成正(zhèng)比,故而能提供一(yī)種直接的前方不良地層的數據,再通過專(zhuān)用軟(ruǎn)件的分(fèn)析處(chù)理(lǐ),判讀出前方的地質狀況。
  四、超前地(dì)質預報方法綜合(hé)應用
  (一)通過已有的地質、水文資(zī)料總結統計後對圍(wéi)岩範圍(wéi)做出一定的預判,確定出容易出現岩溶溶(róng)洞的範圍。
  (二)每(měi)一百米做一(yī)次TSP,進一步確定掌子麵前方圍岩情(qíng)況,精(jīng)確圍岩段落(luò),將(jiāng)不好的圍(wéi)岩段落進行判別。
  (三)根據地質調查法和TSP分析得到的數據對(duì)掌子麵進行開挖,在到達預測(cè)圍岩情況較差段落時使用地質雷達(dá)法對(duì)前方圍岩情況進行再次探測,準確確定掌子麵前方是否有溶洞。
  (四)如果開(kāi)挖到掌子麵(miàn)附近存在(zài)大量滲水(shuǐ)時,或使用地質雷達探測到掌子麵前方出現大型溶洞,掌子麵前方大型溶洞如果(guǒ)距離較(jiào)遠采(cǎi)用超前水平探孔,如果距離較近采用加(jiā)深炮(pào)孔進行探測。
  (五(wǔ))如果開挖到掌子麵附近存在(zài)大量滲水,且使(shǐ)用(yòng)各種探測手段均出現上下貫通型溶洞時,先使(shǐ)用地質雷(léi)達進行探測如果下(xià)方出現溶洞就(jiù)采用地質鑽對下方溶洞進行探測。
  (六)探測目的:1、探測是否有溶洞出現;2、探(tàn)測溶洞大小;3、探(tàn)明溶洞(dòng)中是否有充填(tián)物;4、探明是否為地下暗河(hé),探明是否會(huì)出現(xiàn)突水突泥的情況,提前做好預(yù)警;5、探明掌子麵(miàn)前方地質(zhì)情況。
  五(wǔ)、超前(qián)地(dì)質(zhì)預報(bào)實施方案
  隧道施(shī)工過程(chéng)的地質(zhì)超前預報預測,主要是根(gēn)據地表和已經開挖的隧道的地質調(diào)查(chá)和各種探測方法取(qǔ)得的資料,以及地質(zhì)推斷法預測開挖工作麵(miàn)前方一定(dìng)長度範圍內圍岩的工程地質條件。如:地麵地質調查法、洞身地質素描法(fǎ)、鑽速測試法、鑽探孔法、湧水量觀測、有(yǒu)害氣(qì)體預(yù)測、岩體結構(gòu)麵量測和圍岩變形觀測。物(wù)探測試主要有TSP法、地質雷(léi)達法。
  預測時(shí)根據地質條(tiáo)件的不同(tóng),采用一種或幾種方法(fǎ)組合綜合預報,以工程地質法(fǎ)(包括圖析法及地質素描法(fǎ))進行超前宏觀預報為前提,結合TSP203超前地質預報係統、地質雷達、超前探孔、經驗法等綜合手段,分長期預報、中期預報、短期預報三個階段對隧道岩體特征(zhēng)、斷層(céng)、湧水等不良工程地質進行超前(qián)預(yù)測預報:
  采用TSP係統與地質分(fèn)析法相結合進行(háng)長期(長距離)(>80m範圍)地質預報;采用儀器和鑽孔(kǒng)進行30~80m距離的中期地質預報;利(lì)用台車鑽孔和地質雷達、紅外探測儀相結合,進行距(jù)離小於30m的短期地質預報;采用在鑽爆循環中加深(shēn)(4m)3~5個炮孔(kǒng)進行掌(zhǎng)子麵前方4m範圍的(de)下一循環的探測(cè)。結合掌子麵地質素描預測法進(jìn)行掌子麵作業影響區域內的當前地質預報。
  對物探異常區采用鑽孔進行驗證,以(yǐ)便指導施工。
  六、超前地質預報應該預防的問題
  (一)TSP彈性波反射法連續預報時(shí),須進(jìn)行(háng)搭接預報,前後應重疊10米以上,保證不出現漏測區域及驗證上次預報結論(lùn)。
  (二)采用潛孔鑽連續預(yù)報時,鑽孔(kǒng)深30~50米,前後兩循環鑽孔應重疊5~8米。
  七、官舟隧道超前地質預報方法設計
  八、預報成果的(de)提(tí)交
  每次檢測後(hòu)1天之內提(tí)交最終技術報告,報告內容包括:不良地質體的性質、位置和規模;圍岩類別及相關參(cān)數;提(tí)出相(xiàng)應的技術措施(shī)與可行性建議。報告成果及時向現場技術人員進行(háng)交底,與現(xiàn)場技術人員保持密(mì)切聯係,並且隨著隧道的(de)開挖對預報成果進行驗(yàn)證,改進探測布置,提高預報的準確率。
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