超前地质预测预报技术

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1、第三章隧道超前地质预测预报技术第一节超前地质预报工作概述玉峰山隧道所穿越地层的地质状况十分复杂，地质构造发育，地表水及地下水分布情况复杂。隧道穿越的不良地质现象主要有：岩溶与岩溶水、釆空区与老窑积水、穿煤及有害气体、腐蚀性地下水等。隧址区可溶性碳酸岩占隧道总长度的61%,岩溶发育。岩溶的发育受岩性与构造的控制，主要发育在背斜两翼三叠系雷口坡组、嘉陵江组地层中。隧道穿越含煤地段，各含煤地段在地表均有出露，瓦斯封闭条件差，瓦斯大暈聚集的可能性不大，但不排出在局部地段瓦斯相对聚集的可能，煤与瓦斯突出的可能性不大，但煤层有煤尘爆炸危险性。隧道区水文地质条件复杂，灰岩段岩溶

2、水丰富，具有突发性、灾害性，对工程彫响极大。针对玉峰山隧道这一特性，做好超前地质预测预报工作至关重要。一、工作概况隧道施工中的地质预报，是在探测或预测开挖工作面前方几米至几十米，甚至几百米以上的围岩工程地质和水文地质条件的基础上,结合掘进中地质条件的变化，及时提出预报。预报的具体内容如下：（一）对照勘察阶段的地质资料，预报地质条件的变化情况及対施工的影响程度。（二）对可能出现塌方、滑动影响施工时，预报其部位、型式、规模、发展趋势，并提出处理措施。表3-1隧道围岩塌方形式一览表塌方形式塌方特点围岩条件整体不稳定围岩塌方开挖后，围岩在爆破震动、松散压力及形变压力的影响

3、下，发生解体溃散、分离剥落，形成塌方；在地下水的影响下，则可能形成突泥、涌泥或泥砂石流状塌方具散体结构的土状围岩和极破碎的围岩，主要为V、VI级围岩局部不稳定围岩塌方由于关键块体的滑塌引起局部破碎围岩的塌方，受断层带或剪切带、片理化带、破碎带结构的控制局部不稳定的围岩或完整性较差的块状围岩，如断层带或剪切带、片理化带、破碎带局部不稳定块体塌方又分堕落型、滑动型严格受结构面控制，塌方体呈较规则的几何尺寸围岩中的结构面和隧道开挖面相交，构造不利于组合，形成具有滑坍趋势的块体表9・2］韦I岩塌方规模划分类型塌方量（m3）小型塌方<50屮型塌方50-300大型塌方300-

4、1000特大型塌方>1000（三）隧道将要穿过不稳定岩层、较大断层，需施工部门改变施工方法或做应急措施时的预报。（四）预报可能出现涌水地点、涌水量大小、地下水砂含量及对施工的影响。（五）软岩出现内鼓、片帮掉块地段，应预报对施工的影响程度。（六）岩体突然开裂或者有裂隙逐步加宽时，应预报其危害程度。（七）在位移量测中发现围岩变形速率加快时，应预报对围岩稳定性影响的程度。（八）浅埋隧道地面出现下沉或裂时，应预报对隧道稳定和施工的影响程度。（九）洞口可能出现滑坡、坠石，应及时作出预报。（十）预报由于施工不当，可能造成围岩失稳及其改进措施。（十一）隧道附近或穿过含瓦斯地段的

5、煤层中，预报瓦斯影响范围。（十二）隧道穿越含H?S地层，预报其影响范围、浓度及对施工的影响程度。将超前地质预测预报工作纳入工序进行日常管理，安照“物探先行、钻探验证、有掘必探、先探后掘”的原则组织施工，特别重视预报验证工作，通过电法与设计勘察报告验证、物探与地探成果的相互验证、预报成果与开挖出的实际情况对比验证，努力提高预报成果精度。方法上采用配套技术进行地面及洞内工程地质水文地质调查，结合设计勘察资料进行超前预测预报的分级划分，并通过地表高密度直流电法沿隧道轴线对设计勘察资料进行验证，以准确划岀重点不良地质段；将地质调绘与洞内物探、钻探相结合，对前方开挖的断层、

6、破碎带、富水段、岩溶区及有害气体段以及岩性和围岩等级进行预测预报。技术上，先后釆用了地质钻探、TSP203、高密度电法、地质雷达等多种手段进行实地探测。二、主要设备表3・2主要设备一览表设备名称规格型号单•位数量完好率1TSP地质超前预报仪TSP2003-pIus台1100%2地质雷达CR-20B台1100%3水平钻机MK-5厶4100%4直流电法仪YDZ(A)台1100%5便携式计算机TWINhead厶1100%6便携式计算机MAXstation台1100%7高密度电法仪E60BN台1100%第二节综合超前地质预测预报针对玉峰山隧道这一特殊地质条件，超前地质预报

7、工作按长短结合、上下对照、物探先行、钻探验证相结合的方法来保证预报的准确性与可靠性。超前地质预报工作流程图见图3-1o图3・1超前地质预报工作流程图表3-3隧道超前地质预报主要探测技术表玉峰山隧道种类方法位置地质素描人工现场描绘隧道全长物探方法E60BN型高密度电法仪重点探测区段，每次100m地质雷达重点探测区段，每次30mTSP203重点探测区段，每次100m超前水平钻探MK-5单孔水平钻探（深度10〜30m）断层破裂带每30m计划单孔水平钻探一孔测试试验地面地质调绘及长期水文观测点岩溶区段、明洞及浅埋段地应力测试点深埋段水压力测试涌水区段地下水水质分析重点探测

8、区段一、超