川藏公路隧道施工地质超前预抱工作.doc

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1、TSP203及地质雷达隧道施工地质超前预报方案一、隧道施工超前预报的目的预报施工隧道掌子面前方以下不良(或特殊)地质问题:1)软弱岩层的分布,2)断层及其破碎带,3)节理裂隙发育带,4)含水情况,5)空洞,6)围岩类别,即可以预测即将开挖隧道相关地质结构及其周围地质状况,同时也可以对力学参数(动态弹性摸量、剪切摸量、泊松比、密度、弹性纵波速度、弹性横波速度等)进行评估,有利于及时预报隧道掌子面前方的地质状况,以便正确指导隧道施工。二、主要预报方法传统的地质超前预报一般采用超前钻探,但是,超前钻探的费用很高,

2、而且还会延误工期。目前,无损地球物理探测地质预报探测系统一般采用地质雷达法、TSP203法。TSP203技术预报里程长,一次可预报100米左右,对掌子面无要求,对隧道施工不会有干扰(或者仅有轻微干扰)。地质雷达法预报里程短,一次可预报10~20米左右(软弱、破碎、含水岩体预报里程最短),要求掌子面在垂向上修平,对隧道施工干扰大。三、使用的仪器及主要设备TSP203法使用的仪器为瑞士安伯格测量技术有限公司(AmbergMeasuringTechniqueLtd.)TSP203探测系统。TSP203系统的主要组

3、成包括记录单元和接收器。记录单元用于记录地震信号和质量控制,由完成地震信号A/D转换的电子元件和1台便携式电脑组成。记录单元采用最新技术的24位A/D转换器,最小动态范围为120dB,可以获得10~8000Hz频宽的信息。接收器用于拾取地震信号,由极灵敏的三分量地震加速度检波器(X-Y-Z分量)组成,频宽为10~5000Hz。TSP203探测系统见下图:图1TSP203系统的记录单元图2TSP203系统的接收器图3TSP203系统的连接线地质雷达法使用美国SIR系列雷达,所用天线为100MHz地面耦合式单体

4、屏蔽天线(右图)。四、预报实施1、TSP203法通常情况下,TSP测量剖面是在隧道的左壁或者右壁上布置一系列的微型爆破,测量剖面的选择主要取决于岩层结构的主导方位。TSP203测量系统测量组件的标准测量方式如图4所示。图4TSP203系统组件标准测量图示为了保证地质超前预报的准确性,按隧道每掘进80~100米预报一次(围岩较完整地段,可每开挖120米就预报一次,围岩破碎或地质较复杂地段,可每开挖80米就预报一次)。采用TSP203探测系统预报时,现场工作布置如下:(1)接收器钻孔布置方法:接收器钻孔数量:2

5、个,隧道左、右壁各一个。接收器钻孔直径:43-45mm/孔深2m。接收器钻孔布置:沿轴径向,向上倾斜5-10度;布置高度:离地面约1米;布置位置:离掌子面大约55米位置。(2)爆破钻孔布置方法:爆破钻孔数量:在隧道左或右壁面布置24个(根据岩层走向确定在左或右)。爆破钻孔直径:38mm(20-45mm)/孔深1.5m。爆破钻孔布置:沿轴径向,向下倾斜10-20度(水封填炮泥),相对于隧道壁面倾斜10度;布置高度:离地面约1米;布置位置:第一个钻孔离接收器约20米,其余炮眼间距1.5米(最远2米)。2、地质雷

6、达法因地质雷达属高频电磁脉冲探测,对探测环境要求高,开展工作前,掌子面前20米左右不得钢拱架、大型施工平台或机械;清除掌子面前堆积的渣石,使掌子面尽量出露,以利于多布地质雷达测线,测线上般按纵横线布置,纵线3~4条,横线3~4条,并尽可能修凿平整。四、预报费用1、TSP203法市场价每预报一次4万元(视总预报次数的多少而浮动)。2、地质雷达法市场价每预报一次2.5万元(视总预报次数的多少而浮动)。

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