复杂地质条件下的超前地质预测预报

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1、案例分析ANALYSISoFCASES复杂地质条件下的超前地质预测预报郑良茂雷岗(中铁十局第三建设有限公司。安徽合肥230031>摘要：探明隧道掌子面前方的地质情况是隧道施工安全的重要控制性因素之一。因此超前地质预测预报工作也成为了隧道施工工序的重要组成部分。本文以天星隧道的施工的超前预报情况，介绍了新建铁路云桂线(云南段)站前工程四标段中的天星隧道的施工经验，介绍复杂地质条件下的隧道超前地质预报技术。关键词：隧道；超前地质预测预报；复杂地质；地质灾害中图分类号：U452．1+1文献标志码：A文章编号：

2、1674—3024(2012)06—093—03隧道施工时，经常穿越复杂地质区域，在施工过程中往往容易在复杂地质区域发生坍塌、涌泥、突水、地面沉降以及遭遇有害气体(瓦斯、深层天然气等)突出等地质灾害或不良的环境影响，一旦施工中未超前探明或处治措施不合理，不但危及隧道施工安全、进度及质量，同时给后期的运营留下隐患。隧道开挖前对隧道的地质条件的了解，对隧道建设有着重要的作用，因此准确地预测与反馈掌子面前方、隧道周边的具体地质信息，是地质复杂隧道建设的迫切需要。通过超前预测，可以及时发现异常情况，预报掌子面前

3、方复杂地质体的位置及其围岩结构的完整性与其含水的可能性，为优化施工方案提供依据。本文以天星隧道施工为例，介绍复杂地质条件下的隧道超前地质预报技术，以期为今后类似工程的施工提供经验和参考。1工程概况天星隧道为双线隧道，起于丘北县天星乡廷里村，止于丘北县天星乡，总长为6550m，起讫里程DK499+450一DK506+000。本段隧道的地质条件较为复杂，包含逆断层带、可溶岩地段、非可溶岩地段、含碳质页岩及煤线地层(可能包含瓦斯等不良气体)。区内属南丘河水文地质单元，为地表水分水岭地段，属地下水补给、径流区。

4、地下水以土层空隙岩水、基岩裂隙水和岩溶水为主。2隧道超前地质预测预报内容和方法2．1隧道超前地质预测预报内容隧道施工超前地质预测预报是在施工时搜集地质资2012年第6期料，预报工作面前方短距离内的工程地质条件，以便为判断围岩类别，预测、预报前方不良地质情况，杜绝突发性事件的发生，为正确地选择开挖断面、支护参数和施工方法提供依据。根据天星隧道的地质情况，结合国内同类工程的施工经验，本标段本着“地表和洞内相结合、构造探测和水探测相结合、长中短期分阶段预报相结合”的“三结合”原则，做到有疑必探、先探后掘，充分

5、发挥多种手段综合预报的优势，解决本标段的超前地质预报和整治问题。在施工中为了避免地质灾害和不良的环境影响，获得详细的地质条件，在施工前应做以下几个方面的探测：不良地质、地层岩性、地质构造、含水构造的位置规模及其性质。2．2隧道超前地质预测预报方法(1)常规地质法：根据现已开挖段的地质情况结合对隧道地表进行地质补充调查、地质勘察报告，对可能存在的地质情况进行地质素描。地质素描的内容包括：①岩性：隧道顶、底板围岩的种类、性质、产状与特点，围岩固结情况、风化及变质软硬程度。②地质构造：各种地质构造的类型、性质

6、、产状、规模，以及对岩体的破坏程度；断层分布、走向、倾角、风化破碎程度；节理裂隙方向及间距，充填物及性质；岩溶展布的空间关系等。③水文地质：洞内重要泉眼、暗河，主要出水点、涌水、突泥地点，观测其流量、水压、颜色变化、夹杂物等情况。必要时进行地表相关气象、水文观测，判断洞内涌水与地表径流、降雨的关系；④其它：包括初始应力状态、掌子面自稳状况等。(2)TSP一203超前物探法：利用在隧道围岩以排列建筑建材装饰93案例分析ANALY$ISOFCASES方式激发弹性波．弹性波在向i维空间传播的过程中．遇到声阻抗

7、界面．即地质岩性变化的界面、构造破碎带、岩溶和岩溶发育带等．会产生弹性波的反射现象，这种反射波被布置在隧道圈岩内的检渡装置接收下来．输入到仪器中进行信号的放大、数字采集和处理．实现拾取掌子面前方岩体中的反射波信息．达到预报的目的。图1．TSP203超前地质预报系统原理与布设(3)超前探孔：使用超前地质钻杆在I鼢瞳断面的若干个部位进行钻探．依据钻杆内岩土结构、构造及水文地质判定前方圈岩的性质。一般取隧道断面的三个点．中上部、左饲、右侧．将钻探出的圈岩综合对比分析然后按每两米—个断面记录其圈岩状况。这种方法

8、是最直观的地质探测法．直接揭示前方几十米地层的岩性、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．比较直观．还可通过岩芯试验获得岩石强度等定量指标。3天星隧道超前地质预测预报施工过程中对天星隧道全隧开展超前预测预报1二作．并重点对发生易塌方、突水突泥工程地质灾害段落进行超前预报工作，为及时调整施工方案及预防地质灾害发生提供基础资料．从而降低地质灾害的发生几率和风险。3．1极易发生塌方、突水涌泥的逆断层段地质预报方法(I