1、xx沟隧道超前地质预报施工方案一、概述该施工方案根据xx高速公路0合同段工程实施性施工组织设计和xx沟隧道设计文件,结合现场实际情况，制定预报方案。超前预报主要是加强施工期间的地质工作,是在开挖之前,除根据开挖时揭露出来的实际地质情况，校正补充地勘时未能查到的资料外，还要根据这些成果资料,分析推断掌子面前方的地质情况,是否存在前期勘察时没有查到的不良地质体，以便预先采取措施.二、工程简介1、工程概况xx沟隧道位于xx市谷城县紫金镇观音坪村境内，隧道轴线方向约20，呈北东-南西向展布.左线起止桩号为:ZK1355ZK134，全长990m;右线起止桩号为：YK16+3K17+325,全长977m,2、隧道进口为小净距，出口为分离式,属小净距中隧道。、水文地质条件(1）地表水隧址区地表水系较发育，主要为附近河流水体、大气降水形成的地表面流及山体沟谷内的季节性流水等，水量受季节性影响变化较大,其自然排泄畅通,对隧道施工影响较小。但雨季地表面流冲刷边、仰坡,对隧道施工有一定影响,宜做好截流、疏排措施.（2)地下水隧址区地下水类型主要为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水松散岩类孔隙水主要赋存于第四系松散堆积物中,处于斜坡地带，分布不稳定，总体厚度较小,受大气降水补给,贮水条件较差,易渗透流失,仅季节性有水,对隧道施工影响较小.基岩裂隙水赋存于基岩裂隙中,主要受大气降水补给，并受岩石完整性及裂隙开启程度制约3、，沿基岩风化裂隙、构造裂隙等向地势低凹处呈脉状、线状排泄，水量一般较贫乏。在隧道洞口浅埋段,由于分布有第四系覆盖层且基岩风化裂隙发育,地下水的补给条件较好,受降水影响在雨季开挖时可能存在滴水、渗水现象,施工中需做好排水措施,并控制开挖进尺、及时支护衬砌。根据区域水文地址资料及附近工点的水质分析资料，地下水对混凝土无腐蚀性。3、隧道工程地质情况(1)地形地貌隧址区属构造剥蚀侵蚀低山-低中山区，植被较发育.隧道轴线经过地段地面高程约16m22m,相对切割深度约12。隧道进出口斜坡较陡,表层第四系覆盖层。(2)地质构造断裂活动隧址区无活动大断裂经过，区域构造稳定较好。节理、裂隙隧址区在大地构造上位于4、南秦岭构造带内，未见明显的不良地质构造现象。隧址区主要出露元古界武当群片岩，片理产状35 4，节理、裂隙较发育地震本区属构造稳定区,根据国标,工程区地震基本烈度为度。(3)地层岩性隧址区发育地层主要为第四系全新统残坡积碎石土及元古界武当群片岩。第四系覆盖层碎石土:黄褐色、深灰色,稍密密实，大于2c颗粒含量约为0，粒径一般为2-3cm,下部逐渐增大,呈棱角状,少量粘性土充填。基岩及其风化层中风化片岩：灰绿色,变晶结构,片状构造,主要矿物成分为石英、长石、绢云母，岩芯多呈短柱状、块状,采取率约为70%8%，R值为10%35最大揭露厚度741。三、超前地质预报的目的通过超前地质预报,可以了解和判断掌5、子面前方一定距离内不良地质的性质、位置、宽度和影响隧道的长度，由此判断地下水情况、围岩级别和对施工的影响,进而达到以下目的:、为制定施工方案和措施提供可靠的参数,如地下水压力、水量、不良地质的位置、大小及规模等;2、 为隧道安全施工,避免或最大限度的降低施工过程中突泥、涌水、塌方等灾害,从而不受或少受损失奠定了基础;3、为隧道在安全条件下实现快速施工、减小风险创造了条件；4、 准确的地质预报可以减少施工中的盲目性,减少事故发生率，减少很多不必要的安全措施，从而降低了工程投资。四、超前地质预报的主要项目及内容主要对隧道开挖面前方一定距离的岩溶、岩溶突水(突泥)、断层破碎带、浅埋段、高地应力（可能6、产生硬岩爆和软弱围岩塑性变形)和瓦斯等有害气体的灾害地质的施工探测.对照勘测阶段的地质资料，预测、预报地质条件变化及其对施工的影响。针对不同地段的工程地质情况采用不同的预报手段,以达到既预报准确又节省有限预报资源的目的。超前地质预报由超前地质预报组来完成,超前地质预报工作内容主要包括:1、不良地质预报及灾害地质预报：预报掌子面前方一定范围内有无突水、突泥、岩爆及有害气体等,并查明其范围、规模、性质,提出施工措施或建议;2、水文地质预报：预报洞内突涌水量的大小及其变化规律，并评价其对环境地质、水文地质的影响;3、断层及其破碎带的预报:预报断层的位置、宽度、产状、性质、充填物的状态,是否为充水断层7、，并判断其稳定程度，提出施工对策;4、围岩类别及其稳定性预报:预报掌子面前方的围岩类别与设计是否吻合,并判断其稳定性,随时提供修改设计、调整支护类型、确定二次衬砌时间的建议等;五、超前地质预报的主要方法超前地质预报工作采用“全面正规、长短结合、贯穿全程、因地制宜”的工作原则。长距离预报和短距离预报兼而有之、搭配进行。不论长距离预报还是短距离预报，都要经过2种以上方法进行综合预报,以便相互补充、验证,提高准确率。本隧道设计有T、TEM及超前钻孔地质预报。1、超前钻孔预报超前钻孔是隧道施工期超前地质预报方法中最直接的方法,是隧道施工中的重要工序,是对其他探测手段成果的验证和补充。超前钻孔能最直接地8、揭示掌子面前方的地质特征,准确率很高。其通过钻孔钻进速度测试和所采取的钻孔岩芯的观察及相关试验获取隧道掌子面前方岩石的强度指标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度及地下水状况等诸多方面的资料,是中短距离超前地质预报必不可少的手段。超前钻孔可在掌子面进行,超前钻孔探测的记录方式有：（1）不取芯钻探 主要系利用钻机的冲击力、推力及扭力的变化,配合回水颜色及岩屑的观察，记录钻进时间、钻进速率，并据此来推断前方的地质状況。不取芯钻探的优点是施作时间较短、费用较低(与取芯钻探比较），若隧道前方有地下水层,可以通过不取芯钻孔探测并排水，缺点是不取芯探孔常会因坍孔而无法量得正确的水压及水量资料。在施作期9、间开挖面通常需配合停工，且钻进过程中,容易受操作人员人为影响,因此变数较大,造成判读岩体比较困难。不取芯探孔另一缺点是因无法得到完整岩芯，在地质解释方面,常存有其不确定因素。（2)取芯钻探利用钻芯钻机取出完整岩芯供地质判别，取芯钻探可得到直接的地质资料,从而做出较正确的地质判别。岩芯取出后,可经由实验室施作该岩块的物理、化学试验进而得其相关力学参数，钻探完成后的孔洞也可以当成排水孔，对于穿越含高压地下水层的岩体而言，可利用此先行降低水压但取芯钻探施作期间开挖面通常需配合暂停，且施作时间比不取芯钻用工进要长，费用也较高。(3）台车加长钻孔法液压台车接杆钻孔是一种短期超前预报探孔,对于掌子面前方010、m以内的超前探孔，适合用钻孔台车钻孔,占用生产时间较少，速度快，有利于提高施工进度。台车加长钻孔主要利用钻机的冲击力、推力及扭力的变化,配合回水颜色及岩屑的观察,记录钻进时间、钻进速率,并据此来推断前方的地质状況。施钻过程中,由地质预报组成员详细记录钻速、水质水量变化情况及开挖后的岩面观测素描,并采集钻孔排碴取样分析，综合判断预报前方水文、地质情况.超前探孔在工作面上超前钻35个孔，其中2个位于上部拱腰处,另2个位于边墙部位。超前探水孔采用地质钻机施做，探水孔探水段长0m0m,探水孔终孔位于隧道开挖轮廓线外。m1.5m（在一般区域选择为1.m)。对掌子面3 m的范围通过地质观测和打3 m5m的11、探孔预测前方的围岩情况、TSP法TSP法和其它反射地震波方法一样,采用了回声测量原理。地震波在指定震源点用小药量激发产生，震源点通常布置在隧道的左边墙或者右边墙,一般24个炮点布成一条直线，接收点和炮点在同一水平面。地震波以球面波的形式在岩石中传播，当遇到岩石物性界面如断层与岩层的接触面、岩石破碎带与完整岩石接触面、不同岩性接触面等波阻抗差异界面时，一部分地震信号将反射回来,一部分折射进入前方介质。反射地震信号将被高灵敏度的检波器接收，反射信号的传播时间和反射界面的距离成反比,因此可确定界面的位置。通过TSPwin软件处理,可以获得P波、SH波、SV波的时间剖面、深度偏移剖面、提取的反射层、岩12、石物理力学参数、各反射层能量大小等成果，以及反射层在探测范围内的空间分布。TSP法探测距离长(一般15米内)，对断层、构造破碎带、软岩、富水带等的探测效果好,反演出的纵横波速度、动剪切模量等是反映岩体特性的重要力学参数。TSP法：TSP法资料采集要求高,其观测系统设计是在已开挖的隧道两侧布置炮点、检波点.检波点每侧一个,检波器为三分量加速度型,炮点可设置在隧道的左或者右侧，排成一水平直线,18-2炮,小药量激发地震波.检波器和炮点埋入壁内1.52。0米处,地震波在岩体内传波时遇到波阻抗变化界面就会产生反射，反射回来的地震波信号被检波器接收,并被记录单元记录下来。施工中应注意，炮孔一定要下倾1-13、20度,炸药量应进行试验,让信号幅值满足要求,现场要保证无振动。TSP每隔0米做一次.TSP数据处理分析：利用TSPwin软件对探测数据按数据设置带通滤波初至拾取拾取处理炮能量均衡Q估计反射波提取P-波分离速度分析深度偏移提取反射层的步骤进行数据处理，可以获得P波、波、SV波的时间剖面、深度偏移剖面、提取的反射层、岩石物理力学参数、各反射层能量大小等成果,以及反射层在探测范围内的空间分布SP处理成果的动力学特征解释遵循下述原则：1) 正反射振幅表明硬岩层,负反射振幅表明软岩层。2) 若S波反射较波强，则表明岩层含水。3) 若P波速度与S波速度之比增加或泊松比突然增大,表明有流体存在。4) 若波14、速度下降,则表明裂隙或者孔隙度增加。3、M法TEM法,它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间,利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。简单地说，瞬变电磁法的基本原理就是电磁感应定律。衰减过程一般分为早、中和晚期.早期的电磁场相当于频率域中的高频成分，衰减快，趋肤深度小；而晚期成分则相当于频率域中的低频成分,衰减慢,趋肤深度大。通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律，可得到不同深度的地电特征。(1)局限性及解决办法瞬变电磁法的工作效率高,但也不能取代其它电法勘探手段,当遇到周边有大的金属结构时地面或空间的金属结构时,所测到的数据不可使用，此时应补充直流15、电法或其它物探方法。同时在地层表面遇到大量的低阻层矿化带时，瞬变电磁法也不能可靠的测量,因此在选择测量时要考虑地质结构。在测量过程中，要随时记录地表可见的岩石特征,装置的倾角以及高程,以便在后续的解释中，准确的划分地层构造同时在一个工区工作之前，要做实验,选择合理的装置以及供电电流，一经确定,不能在测量中变更装置和供电电流,否则对解释造成影响。在进入工区前尽量寻找已知地层的基准点对仪器进行校准（类似于重力或磁法测量的基点校正和仪器一致性试验)以确保测量的准确性。（2）测量结果表达瞬变电磁法的解释，通常分为2种:定性解释和定量解释.定性解释一般是观察测线多道剖面，通过多道剖面可以定性的看出地层的16、分布情况,同时应排除晚期道的干扰假象。 定量解释：一维反演是目前解释中最为准确的手段之一,但是要求输入初始模型。对初始模型的求取,通常有以下几种手段。 在工区已有的地质资料或者区域地质资料。 用直流电法在工区作一个电测深,以该测点的电测深电阻率作为初始模型.也可用视电阻率和其它全域电阻率计算方法得出初始模型,但要保证其计算的结果的正确性.当计算出地层电阻率后,要进行地形改正和倾角校正，用测量时记录的高程和倾角改正，最后做出地质拟断面图。 当进行隧道测量时,要考虑全空间的响应(和地面半空间有很大的区别),解释方法需要用全空间的解释算法,而不能简单的利用地面半空间解释方法。 其它方面：在工程勘探时17、,寻找地下空洞时,会有两种情况，一是充水空洞呈现低阻特征，二是未充水,呈高阻特征。如有钢筋水泥结构支撑或回填塌陷后空洞的则情况比较复杂需要仔细判断。同时要排除地下供水管暖气管的影响。4、利用工作面地质述描与正洞地质编录结合预报地质素描是对开挖面的地质情况如实而准确的反映，是判断围岩类别的最直接的资料,也是用以推断掌子面进深方向围岩状况的主要参照物和推断进深方向地质状况的边界条件。利用地质理论将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量等准确记录下来并绘制成图表，结合已有勘测资料，进行隧道开挖面前方地质条件的预测预报.其优点是占用施工时间很短，设备简单，不干扰18、施工,成果快速,预报效果较好，而且为整个隧洞提供了完整的地质资料；缺点是与隧洞夹角较大而又向前倾的结构面容易产生漏报。(1） 掌子面地质素描主要内容如下： 岩性：是最基本的地质资料。主要描述岩石名称、颜色、结构、构造、矿物成分、风化程度等. 断层:是地壳上主要的构造痕迹，它的形成、特性及规模决定地区地质构造复杂程度，对隧道施工影响极大,是开挖时发生塌方的主要地质原因之一。主要描述断层位置、产状、断层破碎带宽度及构造类型、断层性质及其与其它断层的关系、派生节理产状、密度及充填物等。贯穿性节理：是造成块体塌方的主要原因之一。主要描述节理产状、密度、宽度、延伸情况、节理面特征(光滑、粗糙、起伏不平）19、出露位置等。 岩脉:岩脉侵入的位置往往是地壳的薄弱点。我们主要描述岩脉的岩性,出露位置、宽度、接触关系、破碎情况、风化程度等。地下水:地下水增加了隧道施工难度。地层渗水影响喷射混凝土的质量，如在断层带内岩体破碎,或节理被次生粘土充填地段有水,则会大大降低围岩的自稳能力，增加坍塌甚至突水的可能。主要描述出水点位置、出水状态（滴、流、涌）、水量、出水点附近有无沉淀物等。同时了解水对混凝土的侵蚀性。(） 数据处理分析包括确定围岩级别变化及围岩变化趋势,分析掌子面前方断层破碎带等构造、软层发育分布相关性等（) 提交预报报告将收集的地质资料定期上报,针对特殊情况及时汇报。(4）施工验证隧道开挖后及时与20、预报进行核对,验证预报与实际情况的差别，不断总结经验以提高预报精度。5、断层参数预测法利用断层影响带的特殊节理或集中带的分布规律,通过对断层影响带的系统编录,来预报隧洞断层破碎带的位置和规模。由于大多数不良地质现象与断层破碎带有密切的关系，故依据断层破碎带推断其它不良地质体的位置和规模。六、针对特殊地质段的处理方法当施工过程中发现前方有异常地质现象出现的时候，立即向监理、设计单位、业主汇报现场的实际情况，组织人员对前方的地质情况做进一步的勘查.当确定前方地质情况后针对具体情况按以下方法进行处理。、涌水出现处理方法:(1）、采用超前钻孔将水排除法。（2）、采用超前小导管注浆法堵水、止水或超前固岩21、注浆法堵水。(3）、采用井点降水或深井降水，对于渗透水较小时，也可采用洞内降水法降低地下水。同时做好抽出水后的地面排水工作。 (4)、承压水排放和高压水处理施工法。在不影响围岩稳定的情况下,可采用注浆前排水降压,也可采用超前钻孔、辅助坑道排水,首先采用排水法降低地下水的压力,然后进行注浆封堵涌水,在注浆过程中应先周围注浆，对准水源方向注,切断水源，最后顶水注浆,将涌水堵住。在此施工中,我们必须高度重视而做好防排水工作,务必将涌水或裂隙水引至洞外的排水系统之中。2、突水突泥地质现象的处理方法:（1)、采用了注浆加固坍塌体,长管棚超前支护,等施工措施。(2）、对于不同的突水方式分别采用裂隙出水点注22、浆与溶洞涌水注浆的施工方法。（3)、在突水点设止浆墙，然后再对前方围岩进行全断面深孔预注浆进行堵水，采用堵排结合的方案。3、断层破碎带处理方法:（1)、断层宽度较小,岩体组成物为坚硬岩块且挤压紧密,围岩稳定性相对较好,隧道通过这样的断层,可不变施工方法,与前后段落的施工方法一致，避免频繁变更施工方法，影响施工进度，但过断层带要加强初期支护和适当的辅助施工措施渡过断层带.如超前锚杆与径向锚杆配合，加厚喷射砼，并增设钢筋网等措施。必要时可增设格栅架。(2）、一般断层破碎带，采用径向锚杆、钢筋网、喷砼、格栅钢架等加强初期支护，并在拱部施作超前小导管周壁预注浆,对洞周岩体进行预加固和超前支护.开挖后及23、时施作拱部初喷砼,径向锚杆,挂钢筋网,格栅钢架.（3）、断层出露于地表沟槽，且隧道为浅埋,可采用地面砂浆锚杆结合地面加固和排泄地表水及防止地表水下渗等措施（)、当断层宽度大,岩体极破碎时，可采用注浆管棚和钢架超前支护，管棚长度一般0m40，能一组管棚穿过断层破碎带,则采用一组管棚,但受地质和施工条件限制，断层宽度大,可分组设置，纵向两组管棚的搭接长度不小于3。0m。管棚用钢管直径80150m，一般多采用108厚壁热扎无缝钢管,环向钢管中心间距为管径的23倍即340cm,钢架根据地质情况,采用型钢或格棚,其间距.1.0m一榀，开挖后及时施做锚、网、喷、钢架等初期支护七、地质预报小组成员组长：XX24、X组员：XX、XXX、八、超前预报实施保证措施、提高预报精度的措施将综合超前地质预测预报纳入施工工序,贯穿于隧道施工全过程将综合超前地质预测预报作为作业循环必不可少的环节,像对待钻孔爆破一样纳入施工程序。坚持预报先行、先探后掘，坚持在查清前方地质情况的前提下进行掘进施工。2、为准确预报提供人员、技术保证（1）、成立专职的地质工作室成立以项目总工为组长、地质工程师、技术人员、施工人员、质检人员组成的地质工作室。地质预报由地质工作室负责，其它施工、质检人员予以配合,进行资料收集、统计、分析和编制信息预报成果，由主管技术人员予以复核,并报设计、监理，为变更设计、修改施工方法提供依据。（)、与科研单位25、业主、设计、监理部门以及兄弟施工单位紧密协作,切实做好超前地质预报工作。(）、在隧道掘进施工时,每个作业循环指定专门的地质工程师,及时对掌子面进行地质素描。()、对已披露的实际地质情况与前期地质预报内容相比较,评估预报的准确性，不断总结经验，为以后的超前预报工作积累经验。（5）、经分析、整理的地质资料作为施工技术资料存档。、采取有针对性的科学合理的预测预报程序为保证隧道的施工安全,有效地采取针对性措施，确定并选择有效的施工方案，为动态设计提供理论性指导,在地质素描的基础上，采取综合超前地质预测预报系统,以确保预测预报结果的准确性。对工作面前方30m范围内进行短距离的地下水定性探测；采用地质钻机或台车加长钻孔对探测结果进行验证.在不良地质带，每循环钻孔时均实施5的超前浅孔探测，通过增加孔数，放大外插角,以弥补深孔探测的盲区,提高超前预测预报的准确度。从而探测出断层、风化槽、节理裂隙的发育规模、几何型态和介质填充构造特点.根据设计提供的地质资料,结合地质观测资料,有针对性地采取相应的预报措施。