隧道超前地质预报与监控量测

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1、第八章：隧道辅助施工方法---监控量测和超前地质预报主讲：罗刚修建隧道时为配合开挖、运输、初期支护及二次衬砌等基本作业而进行的其他作业，称为辅助作业。其内容主要有：超前地质预报、监控量测、压缩空气供应、施工通风与防尘、施工供水、施工供电和照明等。一超前地质预报超前地质预报的内容超前地质预报的方法超前地质预报的应用原则要点在勘察阶段，依靠区域地质资料、卫星遥感手段、大面积调绘、钻探以及物探方法等综合勘察手段，可查明重要的地质问题，确定影响较大的地质构造和主要不良地质现象，对高速铁路隧道设计、施工起到宏观指

2、导作用。但是由于隧道地质条件的复杂性、多变性，在勘察阶段要准确无误地确定围岩的状态、特征，并准确预测隧道施工中可能引发的地质灾害的位置、规模及性质是十分困难的。我国自20世纪80年代以来，在大秦线军都山隧道、朔黄线长梁山隧道、西康线秦岭隧道、渝怀线圆梁山隧道、大运高速公路雁门关隧道等施工中陆续开展了地质超前预报工作，并贯穿于隧道全过程，取得了较好的效果。在高速铁路隧道施工阶段，重视和加强地质超前预报，最大限度地利用地质理论和先进的地质超前预报技术，预测开挖工作面前方的地质情况，对于安全施工、提高工效、缩

3、短施工周期、避免事故损失具有重大意义。（一）超前地质预报的内容1、地区地质分析与宏观地质预报地质超前预报的内容包括隧道所在地区地质分析与宏观地质预报、隧道洞身不良地质及灾害地质超前预报和重大施工地质灾害临警预报。主要预报开挖面前方的围岩级别和稳定性，及时修改设计，调整支护类型；预报洞内涌水量大小和变化规律以及对环境地质与工程的影响。（一）超前地质预报的内容2、不良地质及灾害地质超前预报主要预报开挖面前方岩性变化和不良地质体的范围、规模、性质，以及突水、突泥、坍塌、岩爆、有害气体等灾害地质的发生概率，提出

4、施工预防措施；预报断层的位置、宽度、产状、性质、破碎带物质状态、充水情况、稳定程度等，提出施工对策。（一）超前地质预报的内容3、重大施工地质灾害临警预报针对开挖面前方有可能引发的大规模突水、突泥、坍塌、冒落、变形、瓦斯爆炸等重大地质灾害建立临警预报系统，主要预报隧道洞身所通过的深大富水断裂、富水向斜的核部、富水砂层、软土、极软岩、煤系地层等，评判其危害程度，提出施工方案对策。（二）地质超前预报的方法隧道施工地质超前预报方法主要有传统地质分析法、超前平行导坑预报法，超前水平钻孔法、物探法及特殊灾害地质所采

5、用的相关预测方法。施工地质超前预报是一项系统性工作，需纳入施工工序。（二）地质超前预报的方法1、地质分析法地质调查与推断是隧道地质超前预报最基本的方法，可以随时进行，不干扰施工。其他预报方法的解释、应用，都是在地质资料分析、判断基础上进行的。通过收集和分析地质资料、地表详细调查、隧道内地质编录、素描、数码照相、超前钻孔、涌水量预测等方法，了解隧道所处地段的地质条件，通过对比、论证、推断，预报隧道施工前方的工程地质、水文地质情况。（二）地质超前预报的方法2、超前平行导坑预报法在隧道内或隧道附近开挖一平行的

6、小断面导坑，对导坑出露的地质情况进行地质编录、素描、作图，综合分析其地层岩性、地质构造、水文地质情况，根据地质理论预测相应段隧道的工程地质和水文地质条件，以及可能发生地质灾害的位置、性质、规模，并提出防治措施意见。超前平行导坑法最为直观，精确度很高。通过直观的地质情况，施工单位可提前了解主隧道开挖断面的地质情况，以便采取相应的工程防护措施。其缺点是成本高，对施工影响大。在超前平行导坑中辅助以室内物理力学测试、现场点荷载测试、地应力测试、物探地震反射等方法，可以完善地质超前预报的内容。（二）地质超前预报的

7、方法3、超前水平钻孔法用钻探设备向开挖面前方钻探，直接揭示隧道开挖面前方几十米的地层岩性、岩体结构、构造、地下水、岩溶洞穴充填物及其性质、岩体完整程度等资料，还可通过岩芯试验获得岩石强度等定量指标，适用于已经基本认定的主要不良地质区段。超前水平钻孔的方向控制和钻探工艺有一定的技术难度，对施工干扰大。（二）地质超前预报的方法4、物理探测法物理探测法是利用物体物性差异进行地质判断的间接方法。采用物探技术进行超前地质预报的优点是快速、超前探测距离大、对施工干扰相对小、可以多种技术组合应用。物探方法的应用受环境

8、及经验的影响，准确解译物探资料具有一定的技术难度。物探技术存在一定的局限性，在地质超前预报中应进一步结合地质理论，提高物探成果解译水平。（二）地质超前预报的方法4、物理探测法1）TGP12隧道地质预报系统TGP12隧道地质预报系统可预报隧道前方150~200m（该值为中等硬度围岩条件，视当地地质构造有所偏差）的岩性变化、断层、破碎带、岩溶发育带、空洞等，并能计算出上述范围内围岩的纵波与横波速度、波速比、泊松比、相应岩体的动弹模量和剪切模量等