新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段站前工程超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專項(xiàng)施工方案.docx

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1、新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段站前工程 CLZQ-9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專項(xiàng) 施工方案 中國(guó)中鐵 中鐵隧道集團(tuán)有限公司成蘭鐵路工程指揮部 二。一三年七月 2. 2. 2.3地質(zhì)構(gòu)造 本標(biāo)段隧道受區(qū)域構(gòu)造影響，斷層、褶皺發(fā)育。平安隧道以石大關(guān)斷 層為界，分為2大構(gòu)造帶：石大關(guān)弧形構(gòu)造帶、較場(chǎng)山字形構(gòu)造帶。 2. 2. 2.4地震動(dòng)參數(shù) 根據(jù)2011年8月中國(guó)地震局對(duì)成蘭鐵路地震安評(píng)報(bào)告的審查和批復(fù)， 本標(biāo)段沿線地震參數(shù)如表2-2-3所示。 表2-2-3地震動(dòng)參數(shù)2. 2. 2. 5水文地質(zhì) 序號(hào) 里程 長(zhǎng)度(km) 地震動(dòng)峰值加速度 1 D8K149+550?

2、D8K170+850 21.3 0. 3g 本標(biāo)段地表水主要為江溪水、溝水，岷江水。沿線地表和地下水豐 富，山間溪流一般長(zhǎng)年有。總體上地表水集中在溝谷，徑流快、靜藏量 小。 2. 2. 2.6不良地質(zhì)與特殊巖土地段 ⑴不良地質(zhì)體：本標(biāo)段地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖體破碎，不良地質(zhì)發(fā)育，主 要有滑坡、泥石流、巖堆、危巖落石、巖溶、地震區(qū)、人為坑洞、斷層破 碎帶等。 ⑵特殊巖土：主要為軟土、松軟土、膨脹土、膨脹巖、人工填土、濕 陷性黃土、板巖、炭質(zhì)板巖、灰?guī)r等。 第三章施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施方案 3. 1施工超前預(yù)報(bào)工作執(zhí)行的規(guī)程、規(guī)范和指南 (1) 《鐵路隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)指南》鐵

3、建設(shè)[2008] 105號(hào)； (2) 《鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》TB10012-2007 J124-2007； (3) 《鐵路工程不良地質(zhì)勘察規(guī)程》TB10027-2001 J125-2001； (4) 《鐵路工程特殊巖土勘察規(guī)程》TB10038-2001 J126-2001； (5) 《鐵路工程水文地質(zhì)勘察規(guī)程》TB10049-2004 J339-2004； (6) 《鐵路工程物理勘探規(guī)程》TB10013-2004； ⑻《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50111-2006； （9）《巖土工程勘察規(guī)范》BG5002-2001； （10）《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》GB 18306-200

4、1； （11）《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》JB10003-2005；3.2施工超前預(yù)報(bào)的目的 （1）進(jìn)一步查清隧道開(kāi)挖工作面前方的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，指 導(dǎo)工程施工的順利進(jìn)行； （2）降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的機(jī)率和危害程度； （3）為優(yōu)化工程設(shè)計(jì)提供地質(zhì)依據(jù)； （4）為編制竣工文件提供地質(zhì)資料。 3.3施工超前預(yù)報(bào)方法及其內(nèi)容 根據(jù)隧道地質(zhì)條件、風(fēng)險(xiǎn)源及其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，采取不同的超前探測(cè)方法, 分別為地質(zhì)調(diào)查法、物探法及超前鉆探法。 3. 3.1長(zhǎng)距離預(yù)報(bào) 長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)主要采用地質(zhì)分析法，根據(jù)地面測(cè)繪和其它基礎(chǔ)資料對(duì)隧 道通過(guò)區(qū)的地質(zhì)界線、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、圍巖級(jí)別、儲(chǔ)水構(gòu)造、富水 規(guī)模、

5、巖溶發(fā)育規(guī)律及特征、其它不良地質(zhì)及特殊地質(zhì)發(fā)育情況進(jìn)行長(zhǎng)距 離、宏觀預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，分析和把握存在的主要工程地質(zhì)問(wèn)題、主要地質(zhì)災(zāi)害 隱患及其分布范圍、在隧道內(nèi)揭示的大致里程等，從而制定預(yù)報(bào)預(yù)案，預(yù) 報(bào)距離一般在掌子面前方100m以上，并根據(jù)揭示情況進(jìn)行不斷的修正。 3. 3.2中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào) 中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)是在長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上采用地震波反射法或聲波反射 法、高分辨電法、深孔水平鉆探等對(duì)掌子面前方30?100m范圍內(nèi)的地質(zhì) 情況作進(jìn)一步的預(yù)報(bào)，如對(duì)不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模、性質(zhì)作較為詳細(xì)的 預(yù)報(bào)，粗略的預(yù)報(bào)圍巖級(jí)別和地下水情況等。 3. 3.3短距離預(yù)報(bào) 短距離預(yù)報(bào)是在中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上采用掌子

6、面素描、紅外探測(cè)、 地質(zhì)雷達(dá)和超前鉆孔等方法進(jìn)行預(yù)報(bào)，探明掌子面前方30m范圍內(nèi)地層巖 性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)及地下水出露情況等，對(duì)可能有突泥、突水和其 它不良地質(zhì)情況的地段應(yīng)進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證。 本標(biāo)段隧道施工超前預(yù)報(bào)主要采用地質(zhì)調(diào)查法、物探法、超前鉆探 法。施工地質(zhì)預(yù)報(bào)是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，需納入施工工序。根據(jù)以上原 則，制定具體預(yù)報(bào)方案如下： ⑴地面調(diào)查：對(duì)隧道范圍內(nèi)地形、地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文 地質(zhì)條件，不良地質(zhì)作用等進(jìn)行進(jìn)一步的全而核查。 ⑵洞內(nèi)地質(zhì)素描：對(duì)隧道全段（包括正洞、輔助坑道），進(jìn)行地質(zhì)素 描。 （3）TSP超前探測(cè)：采用TSP超前探測(cè)，重點(diǎn)查明隧道巖體完整性，軟弱

7、 結(jié)構(gòu)面，斷層破碎帶，裂隙發(fā)育帶規(guī)模、大小、發(fā)育位置，對(duì)隧道進(jìn)行貫 穿性探測(cè)。 ⑷紅外探測(cè)法：采用紅外線探測(cè)儀對(duì)隧道前方掌子面水文地質(zhì)條件進(jìn) 行探測(cè)，宏觀掌握掌子面前方短距離（大約30m）范圍內(nèi)的富水帶位置及富 水情況。 ⑸地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)：采用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)可溶巖段、向斜核部、侵入接觸 帶、軟硬巖接觸帶、斷層及其影響帶或TSP超前探測(cè)發(fā)現(xiàn)的異常地帶， 進(jìn)行短距離精確探測(cè)，精確查明巖溶裂隙發(fā)育位置、大小規(guī)模、形態(tài)、充 填及富水狀況以及斷層破碎帶、裂隙發(fā)育帶位置、規(guī)模、接觸帶巖體完整 性等工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件。 ⑹超前地質(zhì)鉆孔：對(duì)于隧道可溶巖巖溶弱發(fā)育段，采用一孔超前探孔 貫通，對(duì)于巖溶中等?強(qiáng)

8、烈發(fā)育及復(fù)雜地段（勘察期間發(fā)現(xiàn)的斷層破碎 帶、褶皺地段、溝谷地段、可溶巖與非可溶巖接觸帶、裂隙發(fā)育帶、巖脈 出露帶及其他預(yù)報(bào)手段探測(cè)到的異常地段）必要時(shí)采用多孔探測(cè)；重點(diǎn)復(fù) 雜地段（其他預(yù)報(bào)手段探測(cè)到的重大異常地段）采用超前地質(zhì)探孔進(jìn)行超 前驗(yàn)證探測(cè)。 ⑺掌子面加深炮眼：利用在隧道開(kāi)挖工作面上炮眼鉆孔，選擇3?5個(gè) 鉆孔加深3m以上，探測(cè)掌子面前方的地質(zhì)情況。 3.4施工超前預(yù)報(bào)工作流程 隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作采用長(zhǎng)短結(jié)合、上下對(duì)照、定性與定量相結(jié)合，多方法、多頻次相互印證的原則，進(jìn)行綜合施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。 針對(duì)沿線各隧道洞身段地質(zhì)復(fù)雜程度，具體預(yù)報(bào)分為常規(guī)預(yù)報(bào)和加強(qiáng) 預(yù)報(bào)兩種情況。

9、 常規(guī)預(yù)報(bào)：主要采取以地質(zhì)分析為基礎(chǔ)、物探方法結(jié)合鉆探方法為手 段，宏觀預(yù)報(bào)（地表調(diào)查）、中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)（TSP預(yù)報(bào)）、短距離預(yù)報(bào)（表 而地質(zhì)雷達(dá)、超前地質(zhì)鉆孔和加深炮眼）相結(jié)合的預(yù)報(bào)體系。其流程見(jiàn)圖 3-4-1o 圖3-4-1常規(guī)預(yù)報(bào)工藝流程圖 加強(qiáng)預(yù)報(bào)：主要采取以地質(zhì)分析為基礎(chǔ)、物探方法結(jié)合鉆探方法為手 段，宏觀預(yù)報(bào)（地表調(diào)查）、中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)（TSP預(yù)報(bào)）、短距離預(yù)報(bào)（表 面地質(zhì)雷達(dá)、紅外線預(yù)報(bào)、超前地質(zhì)鉆孔和加深炮眼）相結(jié)合的預(yù)報(bào)體 系。其流程見(jiàn)圖3~4~2 o 圖3-4-2加強(qiáng)預(yù)報(bào)工藝流程3.5隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的對(duì)策 ⑴巖溶及涌水、突泥預(yù)報(bào) 首先利用地質(zhì)調(diào)查與

10、地質(zhì)素描手段，確定隧道可溶巖發(fā)育的大致里 程，再通過(guò)TSP203A對(duì)巖溶及地下水發(fā)育的位置、規(guī)模及性質(zhì)作較為詳細(xì) 的預(yù)報(bào)，然后采用掌子面素描、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探測(cè)等方法更加準(zhǔn)確地預(yù) 報(bào)掌子面前方30e范圍內(nèi)巖溶的發(fā)育情況，對(duì)可能有巖溶、突泥涌水的地 段特別是可溶巖與非可溶巖的接觸帶應(yīng)進(jìn)行水平鉆驗(yàn)證，超前鉆探時(shí)必須 設(shè)有防突裝置，具體為在鉆孔時(shí)安設(shè)孔口管及高壓閘閥，當(dāng)遇有高壓水 時(shí)，要立即拔出鉆具，關(guān)閉孔口管的高壓閥門(mén)，等待制定處理措施。對(duì)巖 溶強(qiáng)烈發(fā)育地段可增加鉆孔的數(shù)量及增加地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)的頻率，并對(duì)開(kāi)挖 后的隧道底板用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行隧底巖溶檢測(cè)。 斜井工區(qū)、隧道反坡施工地段處于富水區(qū)時(shí)，超前鉆

11、探作業(yè)時(shí)應(yīng)做好 突涌水處治的方案。隧道涌水、突泥預(yù)報(bào)程序，見(jiàn)圖3-5-lo 圖3-5-1隧道涌水突泥預(yù)報(bào)程序框圖 ⑵斷層破碎帶預(yù)報(bào) 首先利用地質(zhì)調(diào)查與地質(zhì)素描手段，確定在勘察階段發(fā)現(xiàn)的寬大斷層 的大致里程，此外，由于地殼中許多斷層并未延伸至地表或被覆蓋層所覆 蓋，所以隧道在開(kāi)挖過(guò)程中所揭露的斷層往往多于地表所發(fā)現(xiàn)的數(shù)量，鑒 于沿線隧道屬巖溶隧道，故應(yīng)進(jìn)行TSP203A.地質(zhì)雷達(dá)和紅外探水貫通性 探測(cè)，探測(cè)掌子面前方圍巖的強(qiáng)度、完整性、富水性，然后根據(jù)掌子面素 描觀察隧道圍巖的變化，統(tǒng)計(jì)節(jié)理組數(shù)及其形態(tài)的變化，推測(cè)前方可能出 現(xiàn)斷層的位置，對(duì)可能出現(xiàn)斷層的地段進(jìn)行水平鉆驗(yàn)證，鉆孔時(shí)需安設(shè)孔

12、 口管及高壓閘閥，當(dāng)遇有高壓水時(shí)，要立即拔出鉆具，關(guān)閉孔口管的高壓 閥門(mén)，等待制定處理措施。斷層預(yù)報(bào)程序框圖，見(jiàn)圖3-5-2o 圖3-5-2斷層預(yù)報(bào)程序框圖第四章 施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法 結(jié)合沿線隧道地質(zhì)條件，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作采用由面到點(diǎn)、長(zhǎng)短結(jié) 合、地面調(diào)查與洞內(nèi)預(yù)報(bào)相結(jié)合、定性與定量相結(jié)合的方法，確保預(yù)報(bào)的 準(zhǔn)確性。 4. 1施工段落與對(duì)應(yīng)的地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法表4-1-1榴桐寨隧道左線各施工段落對(duì)應(yīng)的地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法統(tǒng)計(jì)表 序號(hào) 里程 圍巖級(jí)別 物探法 超前鉆探法 1 H2D8K0+000?+263 V WT-1 ZT-1 2 D8K149+150?D8K149+

13、200 IV WT-1 ZT-2 3 D8K149+200?D8K149+910 IV WT-1 ZT-2 4 D8K149+910?D8K150+120 V WT-2 ZT-2 5 D8K150+120?750 IV WT 1 ZT-2 6 D8K150+750?850 IV WT-1 ZT-1 7 D8K150+850?980 V 8 D8K150+980?D8K151+360 IV 9 D8K151+360?598 V 表4-1-2榴桐寨隧道右線各施工段落對(duì)應(yīng)的地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法統(tǒng)計(jì)表 序號(hào) 里程 圍巖級(jí)別 物探法

14、 超前鉆探法 1 YD8K148+753 ?YD8K149+220 IV 2 YD8K149+220?930 IV WT-1 ZT-2 3 YD8K149+930 ?YD8K150+140 V WT-2 ZT-2 4 YD8K150+140-770 IV WT-1 ZT-2 5 YD8K150+770-870 IV WT-1 ZT-1 6 YD8K150+870 ?YD8K151+000 V 7 YD8K151+000?380 IV 8 YD8K151+380?573.5 V 表4-1-3平安隧道左線各施工段落對(duì)應(yīng)的地質(zhì)

15、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法統(tǒng)計(jì)表 隧道名稱 序號(hào) 里程范圍 圍巖 級(jí)別 物探法 超前鉆探 法 平安隧道 1號(hào)橫洞 1 HD1K0+004?+190 V WT-1 ZT-1 2 HD1K0+190?+270 V WT-2 ZT-2 3 HD1K0+270?+365 V WT-1 ZT-1 平安隧道 2號(hào)橫洞 4 H2D8K0+004?+590 IV WT-1 ZT-1 5 H2D8K0+590?+754 V 6 HD4K0+300?+555 V 平安隧道 5號(hào)橫洞 7 HD5K0+000?250 IV WT-1 ZT-1

16、8 HD5K0+250?500 III 9 HD5K0+500?800 IV ZT-2 10 HD5K0+800?900 V 11 HD5K0+900?HD5K1+050 IV 12 HD5K1+050?300 III ZT-1 13 HD5K1+300?410 IV ZT-2 14 HD5K1+410?600 IV ZT-1 15 HD5K1+600?750 V 16 HD5K1+750?950 IV 17 HD5K1+950?HD5K2+300 III 18 HD5K2+300?653 IV 19 HD5K2+65

17、3?699 V 平安隧道 6號(hào)橫洞 20 HD6K0+000?150 IV WT-1 ZT-2 21 HD6K0+150?250 V 22 HD6K0+250?400 IV 23 HD6K0+400?500 III ZT-1 24 HD6K0+500?600 IV ZT-2 25 HD6K0+600?700 V 26 HD6K0+700?900 IV 27 HD6K0+900?HD6K1+100 III 28 HD6K1+100?150 IV ZT-2 29 HD6K1+150-300 III ZT-

18、1 30 HD6K1+300?400 IV ZT-2 31 HD6K1+400?650 V 32 HD6K1+650-950 IV 33 HD6K1+950?HD6K2+050 V ZT-1 34 HD6K2+050?500 IV 35 HD6K2+500?550 V 36 HD6K2+550?802 IV 37 HD6K2+802?852 V 平安隧道 3號(hào)斜井 38 XJ3K0+004?+350 IV WT-1 ZT-1 39 XJ3K0+350?+450 IV WT-1 ZT-2 40 XJ3K0+450?+

19、700 IV WT-1 ZT-1 41 XJ3K0+700?XJ3K1+350 V WT-2 ZT-1 42 XJ3K1+350?+450 V WT-2 ZT-2 43 XJ3K1+450?+893 V WT-1 ZT-1 平安隧道 左線 44 D8K151+760?+790 V WT-1 ZT-1 45 D8K151+790?+980 V WT-2 ZT-2 46 D8K151+980?D8K152+080 V WT-1 ZT-1 47 D8K152+080?+380 IV 48 D8K152+380?+430

20、V 49 D8K152+430?+500 IV 50 D8K152+500?+880 IV WT-1 ZT-2 51 D8K152+880?D8K153+500 IV WT-1 ZT-1 52 D8K153+500?+550 V 53 D8K153+550?D8K154+250 IV 54 D8K154+250?+320 V 55 D8K154+320?+500 IV 56 D8K154+500?D8K155+450 IV WT-1 ZT-2 57 D8K155+450?+630 IV WT-1 ZT-1 58 D8K1

21、55+630?+650 IV WT-2 ZT-2 59 D8K155+650?+880 V 60 D8K155+880?+950 V WT 1 ZT-1 61 D8K155+950?D8K156+220 IV WT-2 ZT-1 62 D8K156+220?+370 V WT-2 ZT-2 63 D8K156+370?+500 IV WT-2 ZT-1 64 D8K156+500?+700 V 65 D8K156+700?+750 IV WT-1 ZT-1 66 D8K156+750?+800 V 67

22、D8K156+800?D8K157+480 IV 68 D8K157+480?+615 III 69 D8K157+615?+665 IV 70 D8K157+665?D8K158+030 III 71 D8K158+030?+510 IV 72 D8K158+510?+980 III WT-1 ZT-1 73 D8K158+980?D8K159+180 II 74 D8K159+180?+260 III 75 D8K159+260?+515 IV 76 D8K159+515?+565 V WT-1 ZT-2 77 D8K15

23、9+565?D8K160+140 IV 78 D8K160+140?+240 V 79 D8K160+240?+660 IV 80 D8K160+660?+780 V WT-2 ZT-2 81 D8K160+780?D8K161+200 IV WT-1 ZT-2 82 D8K161+200?+260 V 83 D8K161+260?+320 IV 84 D8K161+320?+660 IV WT-1 ZT-1 85 D8K161+660?+710 V 86 D8K161+710?+910 IV 87 D8K161+910?

24、D8K162+000 V 88 D8K162+000?+200 IV -14 - 119 D8K168+500?+550 IV 120 D8K168+550?D8K169+000 III WT-1 ZT-1 121 D8K169+000?+120 IV 122 D8K169+120?+240 V 123 D8K169+240?+350 IV 124 D8K169+350?+650 III 125 D8K169+650?D8

25、K170+095 IV WT-1 ZT-1 126 D8K170+095?+295 V WT-2 ZT-2 127 D8K170+295?+630 IV WT-1 ZT-1 128 D8K170+630?+850 V WT-2 ZT-2 表4-1-4平安隧道右線各施工段落對(duì)應(yīng)的地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法統(tǒng)計(jì)表 平安隧道 右線 1 YD8K151+753. 534?+766 V WT-1 ZT 1 2 YD8K151+766?+960 V WT-2 ZT-2 3 YD8K151+960?YD8K152+063 V WT-1 ZT-1

26、4 YD8K151+063 ?YD8K152+363 IV 5 YD8K152+363?+413 V 6 YD8K152+413?+483 IV 7 YD8K152+483?+863 IV WT-1 ZT-2 8 YD8K152+863?YD8K153+483 IV WT-1 ZT-1 9 YD8K153+483?+533 V 1() YD8K153+533?YD8K154+233 IV 11 YD8K154+233?+303 V 12 YD8K154+303?+483 IV 13 YD8K154+483?YD8K155+433

27、 IV WT-1 ZT-2 14 YD8K155+433?+613 IV WT-1 ZT-1 15 YD8K155+613?+633 IV WT-2 ZT-2 16 YD8K155+633?+863 V 17 YD8K155+863?+933 V WT-1 ZT-1 18 YD8K155+933 ?YD8K156+203 IV WT-2 ZT-1 19 YD8K156+203?+353 V WT-2 ZT-2 20 YD8K156+353?+483 IV WT-2 ZT-1 21 YD8K156+483?+683

28、 V 22 YD8K156+683?+733 IV WT-1 ZT-1 23 YD8K156+733?+783 V 24 YD8K156+783 ?YD8K157+463 IV 25 YD8K157+463?+598 III 26 YD8K157+598?648 IV 27 YD8K157+648?YD8K158+013 III 28 YD8KI58+013?+493 IV 29 YD8K158+493?+963 III 30 YD8K158+963 ?YD8K159+163 II 31 YD8KI59+163?+243 III

29、 32 YD8K159+243?+498 IV 33 YD8K159+498?+548 V WT-1 ZT-2 34 YD8K159+548?YD8K160+123 IV 35 YD8K160+123?+223 V 36 YD8K160+223?+643 IV 37 YD8K160+643?+763 V WT-2 ZT-2 38 YD8K160+763 ?YD8K161+183 IV WT-1 ZT-2 39 YD8K161+183?+243 V 40 YD8K161+243?+303 IV 41 YD8K161+303?+

30、643 IV WT-1 ZT-1 42 YD8K161+643?+693 V 43 YD8K161+693?+893 IV 44 YD8K161+893?+983 V 45 YD8K161+983?YD8K162+183 IV 46 YD8K162+183?+633 III 47 YD8K162+633?+883 IV 48 YD8K162+883?YD8K163+183 III 49 YD8K163+183?+333 IV 50 YD8K163+333?+453 V 51 YD8K163+453?+823 IV

31、52 YD8K163+823?+983 III 53 YD8K163+983 ?YD8K164+34 3 IV 54 YD8K164+343?+433 V 55 YD8K164+433?+573 IV 56 YD8K164+573?YD8K165+088 III 57 YD8K165+088?+213 IV 58 YD8KI65+213?+263 V 59 YD8K165+263?+533 IV 60 YD8K165+533?+703 IV WT-1 ZT-2 61 YD8K165+703—YD8K166+233 IV WT-1

32、 ZT-1 62 YD8K166+233?+573 III 63 YD8K166+573?+628 IV 64 YD8K166+628?+678 V 65 YD8K166+628?+838 IV 66 YD8K166+838?+938 V WT-2 ZT-2 67 YD8K166+938?YD8K167+038 IV WT-1 ZT-1 68 YD8K167+038?+188 V WT-2 ZT-2 69 YD8K167+188?+388 IV 70 YD8K167+388?+688 V 71 YD8K167+688?+73

33、8 IV 72 YD8K167+738?+888 V 73 YD8K167+888?YD8K168+383 IV WT-1 ZT-2 74 YD8K168+383?+403 IV WT-2 ZT-2 75 YD8K168+403?+483 V 76 YD8K168+483?+533 IV 77 YD8K168+533?+983 III WT-1 ZT-1 78 YD8K168+983?YD8K169+103 IV 79 YD8K169+103?+223 V 4.2地面調(diào)查 80 YD8K169+223?+333 IV

34、 81 YD8K169+333?+633 III 82 YD8K169+633?YD8K170+078 IV WT-2 ZT-1 83 YD8K170+078?+278 V WT-2 ZT-2 84 YD8K170+278?+613 IV WT-2 ZT-1 85 YD8K170+613?+883 V WT-2 ZT-2 86 YD8K170+883-YD8K170+935 IV ⑴調(diào)查目的核對(duì)勘測(cè)資料，掌握隧道所在地區(qū)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì) 及水文地質(zhì)情況，為隧道內(nèi)地質(zhì)預(yù)報(bào)提供方向性的依據(jù)。 ⑵調(diào)查范圍 根據(jù)勘察單位提供

35、的隧道工程地質(zhì)圖，調(diào)查范圍主要為隧道進(jìn)出口及 隧道中線兩側(cè)各1?2. 5km的范圍。 ⑶調(diào)查內(nèi)容 ① 地層巖性 主要調(diào)查地層的地質(zhì)時(shí)代、巖層厚度、層間結(jié)合程度、巖層產(chǎn)狀、巖 性、巖石硬度、風(fēng)化程度等。 ② 地質(zhì)構(gòu)造 主要調(diào)查破碎帶及節(jié)理裂隙特征。破碎帶寬度、破碎帶的成分、破碎 帶的含水情況以及與隧道的關(guān)系；節(jié)理裂隙的組數(shù)、產(chǎn)狀、間距、充填物 質(zhì)、延伸長(zhǎng)度、張開(kāi)度及節(jié)理面的起伏情況，節(jié)理裂隙的組合狀況。 ③ 不良地質(zhì) 主要調(diào)查巖溶的發(fā)育程度及發(fā)育規(guī)模；隧址內(nèi)滑坡的性質(zhì)、規(guī)模、以 及對(duì)隧道的影響；斷層破碎帶、巖性接觸帶、膨脹頁(yè)巖的分布范圍及規(guī) 模。 ④ 地下水的特征 調(diào)查隧道范圍

36、內(nèi)的泉水、井水、水塘、水庫(kù)、溝水、河水及其水量、 水文、水質(zhì)的變化等。 4.3地質(zhì)素描 地質(zhì)素描是隧道開(kāi)挖后及時(shí)記錄隧道洞身和掌子面地質(zhì)情況的一種方 法，它是地質(zhì)調(diào)查的細(xì)化和補(bǔ)充，結(jié)合勘察和地質(zhì)調(diào)查取得的地質(zhì)資料， 可以對(duì)隧道掌子面前方地質(zhì)情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，并提出工程措施意見(jiàn)，同時(shí)為 隧道運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供全面準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。 4. 3.1素描內(nèi)容 ① 地層巖性 描述洞內(nèi)地層、地質(zhì)時(shí)代、巖層厚度、層間結(jié)合程度、巖層產(chǎn)狀、巖 性、巖石硬度、風(fēng)化程度等。核對(duì)地層界線在隧道洞身的實(shí)際位置。 ② 地質(zhì)構(gòu)造 確定各斷層帶以及主、次斷層（包括影響帶）的位置及與隧道的關(guān)系， 描述各斷層的產(chǎn)狀、寬度、富水

37、程度、斷層帶的物質(zhì)組成及其膠結(jié)程度。 對(duì)洞內(nèi)巖體節(jié)理、裂隙進(jìn)行定性及定量統(tǒng)計(jì)量測(cè)，查明其性質(zhì)、組 數(shù)、產(chǎn)狀、間距、延伸長(zhǎng)度、張開(kāi)寬度、粗糙程度、蝕變情況、密度、地 下水及充填情況，以及節(jié)理裂隙的組合狀況等，并分析優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面對(duì)圍巖 穩(wěn)定性的影響。 ③ 巖溶 描述巖溶規(guī)模、形態(tài)、位置、所屬地層和構(gòu)造部位，充填物成分、狀 態(tài)，以及巖溶展布的空間關(guān)系。 ④ 特殊地層 膨脹巖層等應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行描述。對(duì)存在的有害氣體及放射性危害，應(yīng)分 析描述危害源存在情況。 ⑤ 塌方 應(yīng)記錄塌方部位、方式與規(guī)模及其隨時(shí)間的變化特征，并分析產(chǎn)生塌 方的地質(zhì)原因及其對(duì)繼續(xù)掘進(jìn)的影響。 ⑥ 地下水的特征 圍巖的透

38、水性，出水點(diǎn)位置、出露形態(tài)（滲水、滴水、滴水成線、股 水（涌水）、暗河）水量、水壓、水溫、水色、懸浮物（泥砂等）測(cè)定； 出水點(diǎn)和地質(zhì)環(huán)境（地層、構(gòu)造、巖溶、暗河等）的關(guān)系；進(jìn)行地表相關(guān) 氣象、水文觀測(cè)，判斷洞內(nèi)涌水與地表徑流、降雨的關(guān)系；必要時(shí)進(jìn)行水 樣分析。 ⑦ 其他 在對(duì)巖體受構(gòu)造影響程度、節(jié)理發(fā)育程度、巖體完整程度、富水程度 及圍巖穩(wěn)定狀態(tài)等進(jìn)行詳細(xì)編錄的基礎(chǔ)上，對(duì)圍巖級(jí)別及其他地質(zhì)參數(shù)進(jìn) 行修正，并提出有針對(duì)性的支護(hù)、襯砌或超前加固措施意見(jiàn)。 對(duì)重點(diǎn)地段，如巖溶、斷層、節(jié)理密集帶、巖性接觸帶、地下水富集 帶、巖性變化頻繁或軟硬相間及掌子面地質(zhì)情況與原設(shè)計(jì)地質(zhì)條件出入較 大等重點(diǎn)地

39、段，除地質(zhì)編錄外，還要進(jìn)行必要的地質(zhì)調(diào)繪和測(cè)試。 4. 3.2圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和預(yù)報(bào) 根據(jù)地質(zhì)素描得到地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)、水文地質(zhì)特征 等，判定圍巖完整性和圍巖分級(jí)，結(jié)合勘察和地質(zhì)調(diào)查取得的地質(zhì)資料預(yù) 測(cè)隧道前方地質(zhì)情況。 4. 3.3資料提交 每循環(huán)開(kāi)挖后對(duì)拱頂、掌子面和左右邊墻進(jìn)行地質(zhì)編錄，并進(jìn)行數(shù)碼 攝像。編錄的原始記錄、圖、表當(dāng)天整理（繪制）。施工一定距離后，作 出分段（60m/張）完善的地質(zhì)展示圖和總結(jié)。 4.4物探法4. 4.1 TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)（地震波反射法） TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)是專門(mén)為隧道和地下工程超前地質(zhì)預(yù)報(bào)研制開(kāi) 發(fā)的在這個(gè)領(lǐng)域最先進(jìn)的設(shè)備，它能方

40、便快捷地預(yù)報(bào)掌子面前方較長(zhǎng)范圍 內(nèi)的地質(zhì)情況，它彌補(bǔ)傳統(tǒng)地質(zhì)預(yù)報(bào)方法只能定性預(yù)報(bào)無(wú)法定量預(yù)報(bào)的缺 陷，為更準(zhǔn)確的地質(zhì)預(yù)報(bào)提供了一種強(qiáng)有力的科學(xué)方法和工具，它不僅可 以及時(shí)地為隧道施工變更施工工藝提供依據(jù)，而且可以減少隧道施工中突 發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性，為隧道施工提供施工更安全保障，減少人員和設(shè) 備的損傷，同時(shí)也就帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)效益。 TSP每次可探測(cè)100?200m,為提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度和精度，采取重疊式預(yù) 報(bào)，每開(kāi)挖100m^l50m預(yù)報(bào)一次，重疊部分（不小于20m）對(duì)比分析，每次 探測(cè)結(jié)果與開(kāi)挖揭示情況對(duì)比分析。 4. 4. 1. 1 TSP的基本原理 隧道地震波超前預(yù)報(bào)方法是利用地震波

41、在不均勻、不連續(xù)地質(zhì)界面產(chǎn) 生反射，實(shí)現(xiàn)隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的目的。地震波震源采用小藥量炸藥震 源，激發(fā)孔在洞壁一側(cè)沿直線布置，一般采用24個(gè)炮孔激發(fā)，激發(fā)炮點(diǎn)的 數(shù)量與采集的地震波信息量有關(guān)。地震波接收器安置在孔中，采取左右洞 壁各布置一個(gè)接收器的原則。地震波在巖體中以球面波形式傳播，當(dāng)?shù)卣?波遇到彈性波阻抗存在差異的界面時(shí)，例如地層界面、節(jié)理面、特別是斷 層破碎帶、溶洞、暗河、巖溶陷落柱、巖溶淤泥帶等不良地質(zhì)，一部分地 震信號(hào)反射回來(lái)，一部分信號(hào)透射進(jìn)入前方介質(zhì)繼續(xù)傳播，在傳播過(guò)程中 重演著反射與透射的不斷過(guò)程，陸續(xù)反射回來(lái)的地震波信號(hào)被儀器設(shè)備采 集下來(lái)。地震反射波信號(hào)的旅行時(shí)間與距離成正比

42、，與傳播速度成反比， 通過(guò)分析各種波型的傳播時(shí)間、波形特征和強(qiáng)度變化，實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)隧道掌子 面前方地質(zhì)條件的目的。（見(jiàn)圖4-4-1） 地層 圖4-4-1 TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)原理 反射 4. 4. 1. 2 設(shè)備 采用TSP 203A超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，系統(tǒng)主要組成。 ① 記錄單元：12道，24位A/D轉(zhuǎn)換，采樣率：0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1ms,記錄長(zhǎng)度：20.48~8192ms,動(dòng)態(tài)范圍 120dB。 ② 接收器（檢波器）：三分量加速度地震檢波器，靈敏度為 1000mV/g±185%,頻率范圍為10?5000Hz,共振頻率9000Hz,橫向靈敏度 >1%

43、,操作溫度0°C?65°C。 ③ TSPWIN 5.0版隧道預(yù)報(bào)處理軟件。 4. 4.1. 3測(cè)線布置 ① 接收器孔 位置：在隧道邊墻（面對(duì)掌子面），距離掌子面大約70m； 數(shù)量：2個(gè)，隧道左、右邊墻各一個(gè)； 直徑:6 50mm/孑L深2m； 布置：垂直于隧道軸向，用環(huán)氧樹(shù)脂固結(jié)，水平布置； 高度：離地面Imo ② 炮孔 位置：在隧道的左（右）邊墻，第一個(gè)炮孔離接收器15?20m,其余炮 孔間距為1. 5?2m； 數(shù)量：24個(gè)； 直徑：50mm/孔深2m； 布置：沿軸徑向，向下傾斜10?15° （激發(fā)時(shí)水封填炮孔）； 高度：離地面約加。 2號(hào)接收孔 圖4-4-2

44、 TSP超前預(yù)報(bào)測(cè)線平面示意圖 數(shù)據(jù)采集與分析 TSP203A超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)分為洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集和室內(nèi)分析處理兩大部 分。 ⑴洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集 洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集主要由接收器、數(shù)據(jù)記錄設(shè)備以及起爆設(shè)備三大部分組 成，見(jiàn)圖4-4-3o洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集包括打接收器孔、爆破孔、埋置接收器探 頭、連接接收信號(hào)儀器、放炮接收信號(hào)等過(guò)程。 A、鉆接收器孔2個(gè)，見(jiàn)圖4-4-3； B、鉆爆破孔24個(gè)，見(jiàn)圖4-4-3； C、接收探頭的安裝。 a、接收孔的耦合劑注入 耦合劑的作用是保證探頭與鉆孔巖體良好接觸的必要條件，因此在接 收孔的孔底需要注入耦合劑。注入耦合劑有兩種辦法：第一，有廠家供應(yīng) 的耦合劑卷?xiàng)l件下，

45、用專用推桿（或鋼筋棍）把耦合劑卷推至孔底，或用 鋼筋棍扎破耦合劑卷；第二，在現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)不具有耦合劑條件下，可以采用 黃油作為耦合劑，操作的步驟是用工具把黃油注入接收孔的孔底，保證孔 底充滿黃油的長(zhǎng)度為20cm左右，可以滿足探頭的耦合條件。工具退出時(shí) 注意不要帶出黃油以免影響耦合條件。 b、接收探頭的安裝 接收探頭屬于精密設(shè)備，要輕拿輕放。探頭是三個(gè)分量組裝在一起 的，安裝時(shí)使用專用工具定向推入孔中，務(wù)必使探頭的“朝向標(biāo)記”朝 上，推入的過(guò)程中推桿和探頭不要脫離，保證探頭的定向可靠，保證預(yù)報(bào) 采集地震波的矢量方向要求。 c、接收孔口的降噪封堵器安裝 在隧道地震波預(yù)報(bào)的采集工程中，隧道內(nèi)的噪

46、音、以及震源激發(fā)產(chǎn)生 的隧道管波等噪音，均影響有效波采集記錄的質(zhì)量，所以安裝好孔口的降 噪封堵器是一個(gè)重要步驟。降噪封堵器的安裝在探頭定向安裝完畢后進(jìn) 行，接收探頭電纜夾在降噪封堵器中心孔中，將降噪封堵器塞入接收孔 中，做到降噪封堵器的外圓盤(pán)與洞壁緊密接觸。 D、裝藥：每爆破孔裝藥量大約75g （巖石2#乳化炸藥），根據(jù)圍巖軟 硬完整破碎程度與距接收器位置的遠(yuǎn)近而不同； E、聯(lián)線：將設(shè)備各組件及爆破導(dǎo)火線聯(lián)接好；新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段站前工程 CLZQ-9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專項(xiàng) 施工方案 編制： 年月曰 復(fù)核： 年月曰 審核： 年月曰 中鐵隧道集團(tuán)有限公司成蘭鐵路工程

47、指揮部 二。一三年七月 F、放炮、接收信號(hào); G、拆線、清理設(shè)備。 圖4-4-3 TSP203A洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集部分示意圖 圖4-4-4技術(shù)人員正在洞內(nèi)采集數(shù)據(jù) （2）室內(nèi)計(jì)算機(jī)分析處理“TSPwin處理系統(tǒng)”的編程依據(jù)隧道地震反射波和繞射波原理，采 用多波、多分量分析處理技術(shù)，對(duì)于處理中簡(jiǎn)單重復(fù)費(fèi)時(shí)的步驟盡量采取 自動(dòng)的處理方式，對(duì)于涉及解釋重要結(jié)論的處理過(guò)程，程序設(shè)立了源生對(duì) 比檢查的方式和利用多參數(shù)綜合成果對(duì)比功能，為了方便進(jìn)行地質(zhì)分析推 斷解釋，處理系統(tǒng)具有提供二維成果圖和三維空間成果圖件的功能。 “TSPwin處理系統(tǒng)”的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)處理流程見(jiàn)圖4-4-5o建立和確定琪

48、報(bào)成果的空間坐標(biāo)，編輯排列文件二 數(shù)據(jù)饋處理：激發(fā)時(shí)間校正，■度均衡處理等 三分童記錄4干擾波清理匚降道詁ft清口 縱橫波信息分高與提取:縱橫波速度分析與計(jì)算 繞射波歸位處理，提 反射波極化處理，提 繞射波三錐歸位處 取并形成偏移歸位成取評(píng)估速度曲線和反理，提取三催構(gòu)造產(chǎn) 果圖射截面產(chǎn)狀成果 狀分布成果圖4-4-5預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)處理流程 通過(guò)“TSPwin處理系統(tǒng)”的處理，可以獲得P波、SH波、SV波的時(shí) 間剖面、深度偏移剖面、提取的反射層、巖石物理力學(xué)參數(shù)、各反射層能 量大小等成果，以及反射層在探測(cè)范圍內(nèi)的2D或3D空間分布。 4. 4. 1. 5提交資料 室內(nèi)分析處理一般在24小時(shí)

49、內(nèi)完成并可提交正式成果報(bào)告，報(bào)告一 般包括如下內(nèi)容： ①工作概況；②探測(cè)的方法、設(shè)備及原理；③測(cè)線布置；④對(duì)測(cè)試結(jié) 果的初步分析;⑤結(jié)論。 TSP報(bào)告中應(yīng)附的成果圖表： ① 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)記錄表； ② TSP地震波超前預(yù)報(bào)成果圖標(biāo)，主要包括：地震波三分量原始記錄 圖、水平剖面與鉛垂剖面地震波偏移歸位成果圖、TSP綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)成果 圖、三維空間地質(zhì)界面分布圖和巖體比速度參數(shù)成果圖、三維空間橫斷面 掃描成果圖。 4. 4.1. 6預(yù)報(bào)范圍 一般預(yù)報(bào)距離為150m,在地質(zhì)情況同復(fù)雜地段，如巖溶發(fā)育、斷層、 巖性接觸帶、褶皺帶等特殊地段，為提高精度，采用連續(xù)重疊式預(yù)報(bào)，按 平均每次預(yù)報(bào)120m考

50、慮，搭接20m。 4. 4.2高分辨直流電法 （1）基本原理 由于巖石電阻率大小主要取決于空隙內(nèi)的富水性和孔隙空間特性，利 用這種電性的差異，結(jié)合全空間電場(chǎng)理論以及相應(yīng)的資料解釋處理系統(tǒng)， 就可以使用直流電法進(jìn)行探測(cè)。直流電法通過(guò)在隧道周圍巖層中建立起全 空間的穩(wěn)定人工電場(chǎng)，測(cè)量該電場(chǎng)的變化規(guī)律，求取巖層的視電阻率，繪 制視電阻率曲線或剖面圖，從而達(dá)到了解隧道周圍巖層中的導(dǎo)水和含水構(gòu) 造的目的。 1）對(duì)稱四極方法 為了在地下建立人工直流電場(chǎng)，一般采用對(duì)稱四極裝置，其中A、B 為供電電極，M、N為測(cè)量電極，由于電極尺寸大小相對(duì)于AB、MN距離來(lái) 說(shuō)很小，因此可以認(rèn)為AB供電點(diǎn)為點(diǎn)電源。

51、 -JYTIYTI_ AnAlM0NBlBn圖4-4-6高分辨電法 2）三極測(cè)深方法： 如果將供電電極B置于距A極無(wú)窮遠(yuǎn)處，這時(shí)裝置就變?yōu)槿龢O測(cè)深。 這時(shí)地下電場(chǎng)可認(rèn)為是由一個(gè)點(diǎn)電源A產(chǎn)生的，而無(wú)窮遠(yuǎn)電極B的影響可 以忽略不計(jì)。因此測(cè)量的是嗯兩點(diǎn)同心球殼之間的電位差，反映的是A點(diǎn) 正下方某深度的電性特征。 三極超前探測(cè)方法： 將三極測(cè)深進(jìn)一步演變，可以進(jìn)行三極超前探測(cè)。它以巖石的電性差 異為基礎(chǔ)，在全空間條件下建場(chǎng)，使用全空間電場(chǎng)理論，處理和解釋有關(guān) 隧道或礦井水文地質(zhì)問(wèn)題。超前探測(cè)是研究掘進(jìn)前方地層電性變化規(guī)律， 預(yù)測(cè)掘進(jìn)前方含、導(dǎo)水構(gòu)造的分布和發(fā)育情況的一種電法探測(cè)新技術(shù)。

52、由于采用點(diǎn)源三極裝置進(jìn)行隧道內(nèi)數(shù)據(jù)采集工作，供電電極A相對(duì)無(wú) 窮遠(yuǎn)電極B可以看作為點(diǎn)電源。由于供電電極位于隧道中，其電場(chǎng)呈全空 間分布，可利用全空間電場(chǎng)理論對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析解釋。根據(jù)點(diǎn)電源場(chǎng)理論 分析，點(diǎn)電源在均勻全空間的電力線呈射線發(fā)散，等電位面為以供電點(diǎn)為 球心的球面，電位差則是以供電點(diǎn)為球心的同心球殼，球殼厚度應(yīng)為測(cè)量 電極間距。 iZ 巷道?N 巷道?N 圖4-4-7點(diǎn)電源電流場(chǎng)的球形分布 根據(jù)電場(chǎng)球殼原理，任意等半徑球面上的電位是相等的，兩個(gè)等位面 上的點(diǎn)M、N之間形成電位差A(yù)UMN,利用發(fā)射電流可計(jì)算出MN球環(huán)上的視 電阻率。通過(guò)在隧道工作面后方布置電極，從而可探測(cè)出工

53、作面前方的異 常情況，其工作原理如圖4-4-8所示。 圖4-4-8超前勘探原理示意圖 若電流分布范圍內(nèi)存在電性異常（如含水地質(zhì)異常體），不論異常體 在隧道迎頭前方還是其它方位，都會(huì)引起等位面的變化，視電阻率也會(huì)發(fā) 生變化。若是低阻異常體會(huì)引起視電阻率值降低，反之，會(huì)引起視電阻率 值增高。比如，圖4-4-9是隧道迎頭前方存在高阻異常體時(shí)，因其排斥電 流而引起整個(gè)電流場(chǎng)的畸變，使測(cè)量電極附近的電流密度增大，故視電阻 率增大。 圖4-4-9高阻巖層對(duì)電流場(chǎng)的排斥作用 利用一個(gè)供電電極A測(cè)到的視電阻率異常是反映整個(gè)球殼內(nèi)部的異 常，并不能說(shuō)明異常就在迎頭的前方，因?yàn)樵谝怨╇婋姌OAxO為

54、半徑的球 體內(nèi)（。為MN電極的中點(diǎn)）任何一處異常引起的等位面的變化均可以影響 到測(cè)量值，因此如果測(cè)量值有異常時(shí)，不能正確判斷異常點(diǎn)的具體位置。 為了達(dá)到超前探測(cè)的目的，采用三個(gè)供電電極交替供電分別測(cè)量的方式， 利用幾何交匯的原理（如圖4-4-10所示），只反映出迎頭前方的異常情況。 這種方法可以消除頂板、底板和后方的影響，反映隧道迎頭前方的地質(zhì)異 常，達(dá)到超前探測(cè)的目的。 圖4-4-10幾何交匯原理 （2）測(cè)點(diǎn)的布置 采用點(diǎn)源三極裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，供電極Al、A2、A3,間距4m,接收 極M、N,極間距4ni,距供電極A14米開(kāi)始自動(dòng)跑極，觀測(cè)記錄各點(diǎn)視電阻 率吊 然后在計(jì)算機(jī)上繪制Al

55、、A2、A3點(diǎn)視電阻率曲線圖。以各條曲線上 距A1供電點(diǎn)等距低阻點(diǎn)為依據(jù)，分別以Al、A2、A3點(diǎn)為圓心繪圓，三圓 相交點(diǎn)即為隧道掘進(jìn)工作面前方相應(yīng)地點(diǎn)的視電阻率，根據(jù)視電阻率的高 低可判斷前方是否存在低阻異常區(qū)。解釋異常區(qū)可判斷前方巖層的水文地 質(zhì)特征。 K b :主機(jī) □ O it. ( “R B（無(wú)窮遠(yuǎn)） 圖4-4-11超前探測(cè)布置示意圖 （3）現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集 嚴(yán)格按照測(cè)試要求進(jìn)行，保證數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量，并符合下列要求： ① 開(kāi)機(jī)檢查儀器是否正常； ② 發(fā)射、接收電極間距測(cè)量準(zhǔn)確，誤差小于5cm； ③ 無(wú)窮遠(yuǎn)電極大于4飛倍的探測(cè)距離； ④ 發(fā)射接收電極接

56、地良好； ⑤ 電池電量充足； ⑥ 數(shù)據(jù)重復(fù)測(cè)量誤差小于5%,否則檢查電極和儀器電源是否正常、工 頻干擾是否過(guò)大。 (4) 數(shù)據(jù)處理及成果解釋 數(shù)據(jù)處理與解釋采用以下幾個(gè)步驟，流程見(jiàn)圖4-4-12o 圖4-4-12數(shù)據(jù)處理與解釋流程圖 ① 數(shù)據(jù)整理，預(yù)處理 首先從儀器將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，對(duì)那些明顯不符合規(guī)律和實(shí)際情況的 錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，以及重復(fù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪減和改正。然后將全部數(shù)據(jù)整理成固定 的格式，因?yàn)槿龢O超前探的方法原理、施工特點(diǎn)以及數(shù)據(jù)采集方式有自己 本身的特點(diǎn)。 ② 數(shù)字濾波，壓制干擾 一般來(lái)說(shuō)，兩種不同介質(zhì)的物理性質(zhì)變化在其接觸面可能是明顯和突 變的，但由于電法勘探體積效應(yīng)的存

57、在，用儀器觀測(cè)到的變化特征一般是 連續(xù)和漸變的，突變信號(hào)往往是各種干擾噪聲引起的，一些對(duì)觀測(cè)的電壓 按照規(guī)律做初步的圓滑處理，或者設(shè)計(jì)專門(mén)的濾波因子對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)做相應(yīng) 的濾波處理，可以有效的壓制或消除干擾信號(hào)而突出需要的地質(zhì)異常信 號(hào)。 ③ 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與計(jì)算 電法超前探測(cè)技術(shù)的數(shù)據(jù)采集、儀器觀測(cè)和紀(jì)錄的數(shù)據(jù)包括點(diǎn)號(hào)、極 距、供電電流和測(cè)量電壓，有的也一并紀(jì)錄視電阻率，數(shù)據(jù)預(yù)處理時(shí)不但 需要對(duì)觀測(cè)極距、點(diǎn)號(hào)等參數(shù)做少量校正，一般還需要做將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成視 電阻率或視電阻率梯度參數(shù)。 ④ 全空間和隧道影響的校正 全空間的影響可以根據(jù)一定的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)進(jìn)行校正。隧道空間的影響 可以編寫(xiě)程序在濾波的時(shí)候

58、進(jìn)行一定程度的修正。另外其他條件的影響如 對(duì)因積水影響而減少的4值采用對(duì)比法修正，即在同一巖層中，有水與無(wú) 水同時(shí)測(cè)量，經(jīng)過(guò)多組數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)后計(jì)算出修正系數(shù)，再將有水時(shí)的值乘 相應(yīng)的修正系數(shù)后得到真實(shí)的值。 ⑤ 前方異常確認(rèn)，假異常剔除 假異常的特點(diǎn)：同一測(cè)量點(diǎn)，不同的供電電極產(chǎn)生的電位具有同時(shí) 放大或同時(shí)縮小的關(guān)系，即信號(hào)的強(qiáng)弱受供電電極位置的影響較小，這說(shuō) 明接收點(diǎn)附近存在異常體即“假異常”，由于該異常體距離測(cè)量電極很 近，在接收信號(hào)中所占的比重遠(yuǎn)大于隧道前方異常所占的比重。 ⑥ 異常圈定和確認(rèn) 對(duì)經(jīng)過(guò)以上校正的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常圈定、分級(jí)以及可靠性評(píng)價(jià)，保留前 方目標(biāo)異常并確定其位置、范圍

59、、強(qiáng)弱等特性。 ⑦ 異常的綜合分析與地質(zhì)推斷 經(jīng)過(guò)處理的數(shù)據(jù)，后方隧道影響、上下及側(cè)向地質(zhì)體的影響得到了壓 制或消除，掘進(jìn)頭前方目標(biāo)地質(zhì)體的信息保留了下來(lái)，即可以結(jié)合各種已 知條件對(duì)前方異常綜合分析，確定其成因，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的地質(zhì) 解釋和判斷，這樣才可能得出較為符合實(shí)際的探測(cè)結(jié)論。 ⑧ 成果圖件繪制 ⑨ 依地質(zhì)資料解釋 把經(jīng)過(guò)處理的數(shù)據(jù)結(jié)合以已經(jīng)搜集到的隧道周圍或者附近區(qū)域的地質(zhì) 資料進(jìn)行解釋，比如導(dǎo)水?dāng)鄬拥牡刭|(zhì)信息等。 （5）高分辨電法的探測(cè)范圍 測(cè)試距離不超過(guò)80m,連續(xù)預(yù)報(bào)時(shí)，前后兩次搭接長(zhǎng)度不小于10m。 4. 4.3地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)法4. 4. 3. 1預(yù)報(bào)目的

60、 對(duì)TSP203A預(yù)報(bào)的異常點(diǎn)和設(shè)計(jì)的斷層和巖溶異常區(qū)采用地質(zhì)雷達(dá)作 為補(bǔ)充手段，進(jìn)而確定異常體的規(guī)模、性質(zhì)等。 4. 4. 3. 2預(yù)報(bào)方法 ①測(cè)線布置和信號(hào)觸發(fā)方式選則 探測(cè)的具體布置根據(jù)TSP203A的預(yù)報(bào)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)掌子面的具體情況， 測(cè)線主要布置在掌子面上，正洞每個(gè)掌子面布置四條測(cè)線，輔助坑道每個(gè) 掌子面布置三條測(cè)線。測(cè)線布置如圖4-4-14. 4-4-15所示。 圖4-4-14輔助坑道掌子面地質(zhì)雷達(dá)測(cè)線布置示意圖 圖4-4-15正洞掌子面地質(zhì)雷達(dá)測(cè)線布置示意圖 地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)采集時(shí)的信號(hào)觸發(fā)方式一般有三種，即測(cè)量輪觸發(fā)、時(shí) 間觸發(fā)和鍵盤(pán)觸發(fā)。測(cè)量輪觸發(fā)方式一般要求測(cè)量

61、表面比較光滑，保證測(cè) 量輪正常滾動(dòng)，以使雷達(dá)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度能夠和實(shí)際測(cè)線長(zhǎng)度相符。因?yàn)樗淼勒?子面凹凸不平，所以一般不能保證測(cè)量輪的正常工作，因此不采用這種觸 發(fā)方式；時(shí)間觸發(fā)方式是地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)按照一定的時(shí)間間隔自動(dòng)采集數(shù) 據(jù)，要求天線按照合適的速度勻速前進(jìn)，天線底部和測(cè)量表面允許一定的 間隙，一般＞20cm,無(wú)論天線是否移動(dòng)，系統(tǒng)都會(huì)按照設(shè)定好的速度自動(dòng) 采集數(shù)據(jù)，因此雷達(dá)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度會(huì)與實(shí)際測(cè)線長(zhǎng)度不符，所以最好不要采用 這種觸發(fā)方式；鍵盤(pán)觸發(fā)方式是通過(guò)電腦鍵盤(pán)發(fā)送指令給雷達(dá)控制系統(tǒng)， 按一下鍵盤(pán)采集一道數(shù)據(jù)。天線按固定間距移動(dòng)，移動(dòng)一次采集一道數(shù) 據(jù)，這種信號(hào)觸發(fā)方式非常適合掌子面惡劣的工作條件。

62、 4. 4. 3. 3探測(cè)范圍 地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)主要用于巖溶探測(cè)，亦可用于斷層破碎帶、軟弱夾層等 不均勻體的探測(cè)，每25m-次，一次范圍為30m,兩次重疊長(zhǎng)度應(yīng)在5m以 上。 4. 4. 3. 4與施工工序銜接 地質(zhì)雷達(dá)探底要在隧道鋪底之前完成，具體探測(cè)時(shí)間由指揮部工程部 安排。掌子面前方探測(cè)，數(shù)據(jù)采集前要求工區(qū)配合對(duì)掌子面進(jìn)行平整處 理，使雷達(dá)天線與掌子面能有較好的耦合，移走掌子面附近其他的金屬物 體。 4. 4. 3.5成果資料 室內(nèi)計(jì)算機(jī)分析處理一般在24小時(shí)內(nèi)完成并報(bào)告有關(guān)部門(mén)。 資料整理和處理要求： 雷達(dá)記錄應(yīng)清晰，反射波形、同相軸明顯，不合格的記錄應(yīng)重測(cè)。對(duì) 合格的記錄

63、應(yīng)根據(jù)記錄的情況進(jìn)行必要的處理如：編輯、濾波、增益、褶 積、道分析、速度分析和消除背景干擾等，求得時(shí)間剖面。在時(shí)間剖面中 應(yīng)標(biāo)出探測(cè)對(duì)象的反射波組，確定反射體的形態(tài)和規(guī)模。解釋確定反射體 的位置、形態(tài)，推斷其充填情況。必要時(shí)應(yīng)制作模型進(jìn)行反演解析。提交 以下資料：測(cè)線布置圖；原始記錄；時(shí)間剖面；解析參數(shù)和解析結(jié)果。 4. 4.4紅外探測(cè)法4. 4. 4. 1基本原理 在隧道中，圍巖每時(shí)每刻都在向外部發(fā)射紅外波段的電磁波，并形成 紅外輻射場(chǎng)，場(chǎng)有密度、能量、方向等信息，巖層在向外部發(fā)射紅外輻射 的同時(shí)，必然會(huì)把它內(nèi)部的地質(zhì)信息傳遞出來(lái)。干燥無(wú)水的地層和含水地 層發(fā)射強(qiáng)度不同的紅外輻射，紅外線

64、探水儀通過(guò)接收巖體的紅外輻射強(qiáng) 度，根據(jù)圍巖紅外輻射場(chǎng)強(qiáng)的變化值來(lái)確定掌子面前方或洞壁四周是否有 隱伏的含水體。 4. 4. 4. 2紅外線探水的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量快速，基本不占用施工時(shí)間；資料分析快，測(cè)量完畢，即 可得出初步結(jié)論，室內(nèi)整理及編寫(xiě)報(bào)告也可在2小時(shí)內(nèi)完成。 缺點(diǎn)：只能測(cè)量出含水體的方位，測(cè)量不出含水體隱藏深度及水量大 小、水壓等參數(shù)。 4. 4. 4. 3紅外線超前探水法的測(cè)線布置 ⑴掘進(jìn)掌子面超前探水的測(cè)線布置 掘進(jìn)掌子面場(chǎng)強(qiáng)測(cè)點(diǎn)布置，應(yīng)根據(jù)掘進(jìn)掌子面的大小，將掘進(jìn)掌子面 劃分為若干個(gè)區(qū)域，一般情況下，將掘進(jìn)掌子面劃分為9個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū) 域設(shè)定1個(gè)測(cè)點(diǎn)，如圖4-4-1

65、6所示。 圖4-4-16掌子面測(cè)點(diǎn)布置示意圖 （2）隧道邊墻超前探水的測(cè)線布置沿已開(kāi)挖隧道邊墻縱向進(jìn)行測(cè)點(diǎn) 布置時(shí)，分別在拱頂兩側(cè)邊墻上各布置一條測(cè)線。從掘進(jìn)掌子面開(kāi)始，向 己開(kāi)挖方向（背離掘進(jìn)掌子面方向），每間隔Im?5m設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè) 點(diǎn)數(shù)不少于12個(gè)，如圖4-4-17所示。 右?guī)?右?guī)? 拱頂左幫2 左幫1圖4-4-17拱頂及側(cè)幫測(cè)點(diǎn)布置示意圖 4. 4. 4. 4場(chǎng)數(shù)據(jù)采集 在掌子面上均勻布置9個(gè)測(cè)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)異常后加密測(cè)點(diǎn)，并初步分析異 常的可能原因，如因噴漿、放炮、照明燈等干擾影響應(yīng)予刪除，并重測(cè)。 每次探測(cè)應(yīng)對(duì)巖體的裂隙發(fā)育情況和隧道壁滲水情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。

66、 圖4-4-18技術(shù)人員對(duì)隧洞進(jìn)行紅外線探測(cè) 4. 4. 4.5數(shù)據(jù)分析 根據(jù)隧道走向與場(chǎng)強(qiáng)曲線進(jìn)行超前探水的判據(jù)，建立各測(cè)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)(y 軸)與測(cè)點(diǎn)到掘進(jìn)掌子面的距離(x軸)的函數(shù)關(guān)系，并繪制出函數(shù)圖形，根 據(jù)函數(shù)圖形特征進(jìn)行超前探水預(yù)報(bào)。如果函數(shù)圖形為一水平直線，表明掌 子面前方不存在含水構(gòu)造，見(jiàn)圖4-4-19 (a) o 如果函數(shù)圖形為一斜線，表明掌子面前方存在具有含水構(gòu)造的可能 性，需要進(jìn)一步探測(cè)，見(jiàn)圖4-4-19 (b)o 如果函數(shù)圖形開(kāi)始部分存在階躍突變，后部為水平或斜線，表明掌子 面前方存在含水構(gòu)造，見(jiàn)圖4-4-19 (c) o場(chǎng)強(qiáng)'場(chǎng)強(qiáng)'場(chǎng)強(qiáng)］ 8成距茵距離(a)前方不含水(b)有含水可能性(c)前方含水 圖4-4-19紅外線超前探水判讀圖 4. 4. 4. 6數(shù)據(jù)分析 紅外超前探水報(bào)告，并附對(duì)掌子面及三條測(cè)線探測(cè)的紅外場(chǎng)強(qiáng)值曲線 圖及探測(cè)數(shù)據(jù)表。 4. 4. 4. 7紅外探水的探測(cè)范圍 紅外探測(cè)每循環(huán)可探測(cè)30m,為提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度和精度，采取重疊式 預(yù)報(bào)，20~25m探測(cè)一次，重疊部分對(duì)比分析。 根據(jù)不同要求，采取不同的物探措施，物探法分為4種情