不良地质快速施工

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1、不良地质快速施工——内部材料概况随道我国基础设施的大发展，长大隧道大量涌现，与之相伴的不良地质（岩溶、高压水、高应力、高地温、构造、断层等）严重威胁到施工安全并制约工程的工期、进度和工程质量，影响到整个工程的效益和成败。我国已总结出了一套不良地质段的施工技术——超前地质预报和超前注浆加固等技术。隧道超前地质预报按预报原理可分为地质方法、钻探方法和物探方法，按预报长度可分为长距离预报、中长距离预报和短距离预报。长距离预报主要采用地质分析法，预报距离一般在掌子面前方200m以上。中长距离预报是在长距离预报的基础上采用地震波反射法或声波反射法、深孔水平钻探等对掌子面前方30～200m范围内的地质

2、情况作进一步的预报，如对不良地质体的位置、规模、性质作较为详细的预报，粗略的预报围岩级别和地下水情况等。短距离预报是在中长距离预报的基础上采用掌子面素描、红外探测、地质雷达和超前钻孔等方法进行预报，探明掌子面前方30m范围内地层岩性、地质构造、不良地质及地下水出露情况等，对可能有突泥、突水和其它不良地质情况的地段应进行钻孔验证。超前水平地质钻探预报法超前水平地质钻探法是利用水平钻机在隧道掌子面进行水平钻探获取地质信息的一种地质超前预报方法，适用于任何地质情况，尤其在地质条件复杂时如富水软弱断层破碎带、岩溶发育区、煤层瓦斯发育区、重大物探异常区等须采用。其特点是：1、比较直观地探明钻孔所经过

3、部位的地层岩性、岩体完整程度、岩溶及地下水发育情况等。必要时应测试水压、取样、室内试验。2、对煤系地层可进行孔内煤与瓦斯参数测定，采取适宜防治措施，防治煤与瓦斯突出。3、与物探方法相比，它具有直观性、客观性，不存在物探手段经常发生的多解性、不确定性。4、缺点是费用高、速度慢、占用隧道施工时间长，且资料只是一孔之见，对断层等面状构造一般不会漏报，但对溶洞有漏报的可能。超前水平地质钻孔，一般每循环30～50m，对于冲击钻而言，包括钻机进退场在内，钻进综合效率最高的循环长度是45m左右。超前注浆加固技术超前注浆加固根据加固循长度分为小导管超前注浆加固（3~5m）和深孔超前注浆加固（20~30m）

4、，根据加固岩土体的范围又分为坑道周边帷幕注浆加固和全断面注浆加固，对岩溶、突水断层等危害较大的不良地质一般采用全断面超前注浆加固。在超前注浆加固工艺中，钻孔（含探孔、注浆孔、检查孔）量大，加之隧道空间限制、动力（风、电）限制、作业环境（通风、照明、安全）限制，同时启用的钻机数量是有限的，占用隧道作业面的时间最长，是制约隧道不良地质段快速施工的关键工序。超前水平钻孔机械超前水平钻孔机械目前主要有冲击钻和回转取芯钻。冲击钻速度快不能取芯，但可通过冲击器的响声、钻速变化、岩粉、卡钻情况、钻杆震动情况、冲洗液的颜色及流量变化等粗略探明岩性、岩体强度、岩体完整程度、溶洞、暗河、石油天然气和瓦斯及地下

5、水发育情况等。采用冲击钻时，为减少粉尘污染，应采用水循环钻；煤层瓦斯、石油天然气地段必须采用水循环钻，否则易引起火灾或爆炸。回转取芯钻速度慢，占用施工时间太多，在目前隧道建设中大量采用基本不可能。一般只在特殊地层、特殊目的地段、需要精确判定的情况下使用。为提高钻进速度，减少超前水平钻探占用掌子面的时间，可采用冲击钻与回转取芯钻相结合的方式。一般地段采用冲击钻，特殊地段采用回转取芯钻，整体钻进速度可大大提高。国产超前水平钻机--江苏盐城东瀛机械制造公司DY-Z系列水平定向钻机技术参数型号DY100DY150DY200DY250DY300DY500最大推力/拉力（KN）100/100150/1

6、50200/200250/250250/300450/500最大扭矩（N.m）30004000800080001000015000输出轴转速（r/min）10010060-10060-10060-10060-100钻杆规格（mm）50/300063/300073/300073/300073/300089/3000导向孔直径（mm）8080110110110150配套钻杆（m）150200250300300300回扩孔最大直径（mm）450600650700750800钻进倾角0-200-180-220-180-180-18泥浆搅拌站有有有有有有国产超前水平钻机------西安煤研院机型（M

7、KG-4）（MKG-5）（MKG-5S）钻孔深度m200/300250/350250/350终孔直径mm75/6075/6075/60钻杆直径mm71/55.571/55.571/55.5钻孔倾角0°~±90°0°~±90°0°~±90°回转速度r/min160~560185~650185~650最大扭矩N.m600750900给进能力kN363846起拔能力kN523846功率kW223037整机质量kg1300190