超前地质预报

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1、超前地质预报长乐隧道施工中的应用一、前言近几年来,在长大隧道施工中,都加强了隧道超前地质预报、判识工作，超前地质预测预报作为必施工序纳入到了作业循环当中，并贯穿整个施工过程。根据不同类型的地质问题和施工地质分级，选择不同的预报方法和手段，有疑必探、有水（泥）必治、强化探测、先探后掘也是当前隧道施工中的根本要求。在新建洛湛铁路长乐隧道施工中,我们采用了以平导超前探测、TSP203超前地质预报、红外线探水和超前钻孔等手段，对该隧道进行了超前地质预报，并取得了显著效果。二、工程概况新建洛湛铁路长乐隧道

2、进口段起讫里程为D3K77+565~D3K80+850，长度为3285米。隧道地处南岭山脉中段，区内地形起伏较大，绝对高程230～978ｍ，相对高差200～600ｍ。山脉走向与构造走向近于一致，多呈东北走向。隧道上覆第四季全新统冲洪积、坡崩积、坡残积粉质黏土、卵石土、碎块石土，出露基岩为石英砂岩、粉砂岩夹页岩。区内褶皱主要为牟江口倒转向斜和五色漯倒转背斜。隧道地表水不发育，小部分沿节理裂隙下渗成为地下水，地下水主要为赋存于第四季松散土层内的孔隙潜水及基岩裂隙水，受地层岩性、地貌、构造的控制，地下

3、水呈带状分布，主要含水层浅变质石英砂岩、板岩裂隙发育，隧道施工中地下水主要线状为主，隧道穿越的牟江口倒转向斜地段岩体破碎，节理裂隙发育，本隧道预测最大涌水量Ｑ＝35000ｍ3／ｄ。隧道炭质板岩节理裂隙中有瓦斯及有害气体溢出，预测相对涌出量0.00067ｍ3/Ｔ.ｄ。三、长乐隧道主要的超前地质预报方法及手段1、实施地质预报的目的通过综合超前地质预报，可以了解隧道开挖面前方围岩的工程地质情况、水文地质情况以及瓦斯参数，及时发现可能出现的地质灾害和石质变化，确定处理方案和调整支护参数，保证隧道安全顺利

4、的掘进，避免因水文地质原因造成的损失。2、长乐隧道采用的超前地质预报方法及实施表1各种预报手段施作的里程和作用序号预报手段应用里程应用目的备注1平导超前探测PDK0+000～PDK0+481D3K78+712～D3K80+300探测围岩级别、含水情况、瓦斯设计平导及迂回平导2TSP203D3K77+565～D3K80+850探测围岩级别、含水情况、全隧3HY-303红外探测D3K79+500～D3K79+700探测围岩级别、含水情况、牟江口倒转向斜段4超前探孔D3K79+500～D3K79+70

5、0探测围岩级别、含水情况、瓦斯牟江口倒转向斜段中长距离地质预报短期地质预报平导超前探测TSP203探测设计地质情况分析红外探测超前探孔探测超前探孔有异常无异常无异常增加超前钻孔确定采取处理措施有异常发出预警继续开挖2.1平导超前探测在隧道右侧20米（正洞中线和平导中线间距）设计平导一座，平导长481米，后因施工增加工作面需要，在对应正洞里程D3K78+712～D3K80+300设置迂回平导（平导与迂回平导和正洞关系示意图如下）。在施工过程中，平导超前正洞一般在300～400米左右。因平导和正洞的

6、间距较小，导洞内的围岩等级、岩层走向、岩层赋水情况和瓦斯浓度基本和正洞内相同。平导超前开挖，可以根据其洞内情况，提前确定正洞开挖时需要注意的地段和需要采取的支护及加强支护的类型，防止出现滑塌、涌水、瓦斯突出等影响正常掘进或造成不必要的损失。长乐隧道迂回平导D3K79+966～D3K80+006（对应正洞里程）开挖过程中，发现该段围岩为炭质板岩、变质砂岩夹页岩，石质破碎，极易引起掉块或坍塌，岩层中少量含水，瓦斯浓度上升0.02％。该段正洞开挖时，缩小了循环进尺，增加了锚杆数量和格栅钢架的数量，使开

7、挖工序得以正常循环。2.2　TSP203地质预报系统图1TSP探测原理地层或断层入射波前反射波前震源检波器检波器隧道2.2.1　TSP原理、方法TSP方法属于多波多分量高分辨率地震反射法。地震波在设计的震源点（通常在隧道的左或右边墙，大约24个炮点）用小量炸药激发产生。当地震波遇到岩石波阻抗差异界面（如断层、破碎带和岩性变化等)时，一部分地震信号反射回来（图1），一部分信号透射进入前方介质。反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收。数据通过TSPwin软件处理，便可了解隧道工作面前方地质体的性

8、质（软弱岩带、破碎带、断层、含水岩层等）和位置及规模。2.2.2仪器采用TSP203plus超前地质预报系统。系统主要组成：①记录单元：12道，24位A/D转换，采样间隔62.5μs和125μs，最大记录长度为1808.5ms，记录带宽8000Hz和4000Hz，动态范围120dB。②接收器（检波器）：三分量加速度地震检波器，灵敏度为1000mV/g±5%，频率范围为0.5～5000Hz，共振频率9000Hz，横向灵敏度＞1%，操作温度0℃～65℃。③TSPwin2.0软件：数据采集和处理集于一