隧道超前预报实施方案

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1、新建武汉至黄石城际铁路物探检测实施方案******标段*****隧道物探预报实施方案东华理工大学勘察设计研究院武汉分院勘察甲级（证书编号140601-kj）2009.1214东华理工大学勘察设计研究院武汉分院新建武汉至黄石城际铁路物探检测实施方案1、地质预报的意义和目的隧道超前地质预报是以TSP-203、地质雷达、超前地质钻孔等仪器，并辅以其它地质调查方法，对隧道工作面前方围岩尤其是隧道掌子面前方一二百米或数十米内围岩的工程地质和水文地质情况的性质、位置和规模进行比较准确、全面、系统的探测和判断，确定不良地质体的空间位置和危害程度，结合监控量测

2、数据，综合考虑围岩和主动支护因素，及时地调整支护参数，提出措施和建议，指导隧道施工，有效控制地质灾害的发生，防止在正常施工下避免工作面开挖出现不测事故（诸如出现断层、破碎带、采空区、溶岩、含水集水区、高应力地带、岩爆、瓦斯溢出等不良地质现象），确保隧道的安全和可靠。根据隧道地质的具体情况，超前地质预报主要内容如下：l隧道穿越不稳定岩层较大断层预测；l出现涌水地段预测；l软岩出现内鼓、掉块地段预测；l岩体突然开裂或原裂隙逐渐增宽等危害性预测；l位移变形加快影响围岩稳定预测；l可能出现塌方、滑动影响预测；l浅埋段下沉裂缝对施工影响程度预测；l地质条

3、件变化对施工影响程度预测；l岩爆预测；l瓦斯预测。1.1地质预报的方法TSP超前地质探测TSP（TunnelSeismicPrediction）是一种快速、有效、无损的反射地震探测技术，它是专为隧道超前地质预报设计的。14东华理工大学勘察设计研究院武汉分院新建武汉至黄石城际铁路物探检测实施方案TSP和其它反射地震波方法一样，采用了回声测量原理。地震波在指定震源点用小药量激发产生，震源点通常布置在隧道的左边墙或右边墙，一般24个炮点布成一条直线，接收点和炮点在同一水平面。地震波以球面波的形式在岩石中传播，当遇到岩石物性界面如断层与岩层的接触面、岩

4、石破碎带与完整岩石接触面、不同岩性接触面等波阻抗差异界面时，一部分地震信号将反射回来，一部分折射进入前方介质。反射地震信号将被高灵敏度检波器接收，反射信号的传播时间和反射界面的距离成反比，因此可确定界面的位置。通过TSPwin软件处理，可以获得P波、SH波、SV波的时间剖面、深度偏移剖面、提取的反射层、岩石物理力学参数、各反射层能量大小等成果，及反射层在探测范围内的空间分布。TSP方法特点：①预报范围大，可从100m到200m；②施工时间短，完成全部外业施工仅需2小时左右，可现场处理资料提交成果，也仅需3-6小时；③成本低廉，同时对施工基本无影

5、响，可对全隧道开展；④无须面对掌子面，对掌子面状况无要求；⑤可提供岩石动力学参数，划分围岩类别；⑥可确定地质体空间位置。GPR（地质雷达）超前地质探测GPR（GroundPenetraing14东华理工大学勘察设计研究院武汉分院新建武汉至黄石城际铁路物探检测实施方案Radar）方法是一种用于确定地下介质分布的电磁波法，类似反射地震勘探技术，是一种高分辨率探测方法。该方法是通过天线向地下发射高频电磁波，电磁波在地下传播，对于不同介质，由于电磁性质不同，传播特点不一样，当遇到存在电性差异介质的界面时，便发生反射，并返回为接收天线接收。电磁波在介质中

6、的传播时间与距离成正比，因此可计算出界面位置，并可根据反射波的振幅、频率特征推测地质体的性质。溶洞、断层破碎带、含水带、结构面等都于周围岩石存在较大的电性差异，用GPR方法进行超前地质探测正是基于这一前提。现场探测时，可在掌子面布设“井”字型测网。当区域构造走向与隧道轴线大致平行时，应在隧道侧壁布置一些测线。采用连续观测方式，用RADANⅢ专用软件对采集的数据进行处理。在资料处理的基础上，分析地质雷达图象，识别反射信号，确定电磁波在岩石介质中的传播速度、反射波到达时间，计算反射界面的位置，通过分析反射波的振幅、频率，结合前期勘察资料推断地质体性

7、质。GPR方法是基于介质电磁性差异的高频电磁波法，具有以下特点：①频率高，衰减快，探测距离短，20米为宜；②分辨率高，可探测围岩内的软弱结构面；③对岩溶、富水带探测效果好；④施工方便、成本低廉，对隧道施工无影响。2、锚杆锚固无损检测原理锚杆锚固体系是由钢筋、水泥砂浆和围岩构成的，当出现砂浆灌注不饱满、空腔等质量问题时，钢筋与砂浆、砂浆与围岩之间就存在波波阻抗突变的界面，因此，采用声频应力波对锚杆锚固质量进行无损检测具备检测物理条件。14东华理工大学勘察设计研究院武汉分院新建武汉至黄石城际铁路物探检测实施方案3.1方法原理全长粘结砂浆锚杆的水泥砂

8、浆的灌注饱满与否，是锚杆能否按设计要求起作用的重要指标。传统的测试方法是用抗拔力来检验，但这种方法并不能完全确定其施工质量。试验证明，对于高强锚杆，当