隧道工程第二章隧道工程地质环境及围岩分级

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1、『第二章▎隧道工程地质环境及围岩分级2『2.2▎施工地质超前预报『2.3▎岩体的基本工程性质隧道工程SUIDAOGONGCHENG『2.4▎围岩分级『2.1▎隧道工程地质调查与勘测『2.2▎施工地质超前预报施工地质超前预报:就是利用一定的技术和手段收集隧道所在岩体的有关资料，并运用相应的地质理论和灾害发生规律对这些资料进行分析、研究，从而对施工掌子面前方岩体情况及成灾可能性做出预报。勘测设计阶段投入所限,勘察精度不够,导致设计与实际不符时有发生,由此造成的地质灾害给隧道施工和运营带来极大的危害；勘测设计阶段的地质预估预评价是对隧道所处

2、地质背景的宏观把握，不可能做出微观的把握；复杂长隧道的地质变化对施工方法及工期有决定性影响；施工地质超前预报的必要性『2.2▎施工地质超前预报作用（施工开挖）引起地质的变化只有在施工期才能显现出来；施工期需要对地质定量的评价而非定性；积累经验提高隧道施工地质超前预报准确率和水平及建立隧道工程完整地质资料的需要。实例：日本东海道干线旧丹拿隧道（长7.84km）1981年开工后曾遇到高压涌突水，致使该隧道建设工期达16年之久；日本的万之濑川引水隧道（8.2km），在施工中出现严重涌突水，致使5次改变施工方案，延误工期近2年；而国内的一些煤

3、矿瓦斯爆炸、隧道塌方事故也多见报道，例如宜万铁路的马鹿箐隧道、野三关隧道岩溶突水事故等。『2.2▎施工地质超前预报断层及其影响带和节理密集带的位置、规模及其性质；软弱夹层（含煤层）的位置、规模及其性质；岩溶发育位置、规模及其性质；不同岩类间接触界面位置；采、废弃矿巷分布及其与隧道的关系；工程地质灾害可能发生的位置和规模；隧道围岩级别变化及其分界位置；不同风化程度的分界位置；不良地质体（带）的成灾可能性；隧道涌水位置、水压及水量；隧道围岩级别变化及其分布。施工地质超前预报的内容『2.2▎施工地质超前预报地质超前预报的方法目前国内外超前地

4、质预报手段分为：常规地质法、超前导坑预报法、超前钻探预报法、物探方法四种。常规地质法：包括地质素描法、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析法、地质作图法、数码成像、技术位移向量分析法等。最基本方法。主要根据掌子面地质条件，如岩体结构面产状及其发育状况、岩体破碎程度、岩石的变质程度等的变化趋势，结合地表地质调查结果，预报隧道掌子面前方存在的断层、不同岩类间的接触界面、隧道前方围岩的稳定性及失稳破坏形式等。它是其它隧道施工期地质超前预报方法的基础。『2.2▎施工地质超前预报超前导坑预报法：包括平行导坑法、正洞导坑法。利用已有隧道地质资料

5、进行与已有隧道平行的施工隧道的地质预报，根据超前施工的平行隧道或导坑所遇地质情况推测隧道将遇到怎样的地质情况则是隧道施工期地质预报的一种重要方法，特别是当两平行隧道间距较小时预报效果更佳。超前钻探预报法：包括深孔水平钻探、5～8m加深炮孔探测及孔内摄影。超前水平钻孔法是最直接的方法。通过钻孔钻进速度测试和钻孔岩芯的观察及相关试验获取掌子面前方岩石（体）的强度指标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度指标及地下水状况等直接资料。国内主要在水工隧道（洞）工程中，国外已较为普遍。不仅可以确定隧道掌子面前方地质情况，而且可以起到探水的作用。

6、『2.2▎施工地质超前预报『2.2▎施工地质超前预报超前水平钻探场景『2.2▎施工地质超前预报物探方法：包括地震波反射法、声波反射法、地质雷达、红外探测、跨孔CT、高分辨率电法、声监测法、电测法、核磁共震法、陆地声纳法、TRT真地震反射成像技术、水平声波剖面法(HSP)、TST超前预报技术、地震负视速度法、TGP12超前预报技术等。TSP超前地质预报技术预报原理：TSP(TunnelSeismicPrediction)超前预报系统是利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧洞掌子面前方及周围临近区域的地质情况。该法属多波多分量

7、探测技术，可以检测出掌子面前方岩性的变化，如不规则体、不连续面、断层和破碎带等。『2.2▎施工地质超前预报数据采集时通过依次激发隧洞一边侧墙等间隔炮孔，产生以波形式向周围方向的能量传递，从掌子面前方任一波阻抗差异界面反射的信号及直达波信号将被2个三分量检波器接收，该过程所需时间约1小时。然后利用TSPwin软件处理可得P波和S波波场分布规律，最终显示掌子面前方与隧道轴线相交的反射同相轴及其地质解译的二维或三维成果图。由相应密度值，可算出预报区内岩体物理力学参数，进而可划分该区围岩工程类别。解译技术很关键！『2.2▎施工地质超前预报首次

8、引进的TSP202预报设备TSP203+超前地质预报仪操作资料处理(dispose)『2.2▎施工地质超前预报TGP12隧道地质预报系统TGP12（SWS）仪器和处理系统是TSP系统的一种，由中铁西南院研制，比较TSP2