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一、隧道超前地质预报存在主要问题主要包括以下四个方面:
1、重视不足。有的未开展,或者直接由施工单位负责,不管不问。
2、参与地质预报的单位能力低下,经验不足。
3、报告成果不规范,结论不明确。
4、预报不及时,反馈不及时。
二、一般管理规定
说明:为确保超前地质预报工作的实施,避免盲目施工,将地质预报工作纳入工序管理是十分重要的。下面是几个案例。
1)2008年某省一座隧道涌水,最大流量达12万m3/h ,洞内的小型机具和材料均被冲出洞外,洞口部位水深近1m,人员无法站立。
涌水时洞口情况 掌子面2米×2米左右的溶洞穴
2)某隧道在深孔钻孔时出现突水,喷射距离十几米。对地下水丰富的段落应要求施工班组在每循环钻孔市施作几个深孔炮眼。
3)某隧道出现大型突泥,突泥体达1.3万方,填充了隧道100米。
突泥造成损失:
进行帷幕注浆和管棚施工,工程和工期代价都非常大。
1)监理工程师负责隧道超前地质预报实施大纲的审批,并对地质预报工作的实施情况进行监督和检查。
2)地质预报单位负责及时分析和研究超前地质预报成果;发现地质情况与设计情况不符的,要按程序及时通知各参建单位。
3)施工单位应积极配合预报单位做好预报工作,并将预报工作纳入现场施工组织管理。要积极利用超前地质预报成果,当地质情况与设计不符时,应及时按变更设计程序提请进行变更设计,并不断完善隧道施工安全应急救援预案,做好隧道施工安全工作。
例如某地区做法:
除短隧道外,TGP(TSP)要全隧道覆盖;
基础工作:地质跟踪调查和深孔炮眼。
6)预报工作计划要与隧道施工进度相结合,并贯穿施工的全过程,做到全程预报。当施工进度与地质预报发生矛盾时,施工应为超前地质预报让路,避免盲目施工,确保超前地质预报工作的实施,并起到指导施工的作用。
说明:由于超前地质预报需要占用一定的工作面和施工时间,不可避免会影响部分进度,但让施工为地质预报让路,能够摸清前方地质情况,采取适当有效、安全的工程措施,最后可能将加快总体施工进度,尤其是在一些困难地段更为明显。
7)施工阶段的超前地质预报不能代替勘察阶段的地质勘察工作及施工阶段的补充地质勘察工作,不得因进行施工阶段隧道超前地质预报工作而忽视勘察阶段的地质勘察工作及施工阶段的补充地质勘察工作。
三、几种常用地质预报方法的特点
方法 内容 | TSP/TGP | 地质雷达 | 水平冲击钻探 | 水平取芯钻探 |
探测范围 | 150-200m | <50m | 30m | 50m |
面临掌子面 | 否 | 是 | 是 | 是 |
探测/停工时间 | 1~1.5小时 | 1.5小时 | 45小时 | 240小时 |
测量人员 | 现场人员 | 专家 | 现场人员 | 现场人员 |
评估时间 | 3~6小时 | 8~10小时 | 0.5小时 | 6~9小时 |
评估人员 | 现场人员 | 专家 | 现场人员 | 地质工程师 |
岩石信息 | 无条件 | 无条件 | 有条件 | 优良 |
岩石力学参数 | 优良 | 无条件 | 有条件 | 优良(实验室) |
空间信息 | 优良 | 无条件 | 无条件 | 有条件 |
3.1地质调查法
说明:地质调查法是一种传统的、实用的、基本的超前地质预报方法,具有综合和指导其他方法的作用。其不占用开挖工作面施工时间,不干扰施工,是隧道超前地质预报的基础工作,它不仅是一种地质预报手段,而且可以补充和完善隧道设计地质资料,也便于施工与设计资料的对比,积累经验,也为隧道运营阶段隧道病害整治提供完整的隧道地质资料。大家要高度重视。
3.2超前地质钻探
超前地质钻探是利用钻机在隧道开挖工作面进行钻探获取地质信息的一种超前地质预报方法。超前地质钻探适用于各种地质条件下隧道的超前地质预报,在富水软弱断层破碎带、富水岩溶发育区、煤层瓦斯发育区、重大物探异常区等地质条件复杂地段必须采用。断层、节理密集带或其他破碎富水地层钻1~3 孔/循环,富水岩溶发育区钻3~5孔/循环。连续预报时前后两循环钻孔应重叠5~8 m。钻探主要采用冲击钻和回转取芯钻,二者应合理搭配使用,提高预报准确率和钻进速度,减少占用开挖工作面的时间。
说明:水平钻孔(不取芯、速度快,但要做好钻进记录)。
水平取芯钻孔平面布置图
水平取芯钻探现场
现场岩芯照片
说明:
超前钻探能够比较直观地探明钻孔所经过的地层岩性、岩体完整程度、岩溶及地下水发育情况等,不存在物探手段经常发生的多样性,不确定性。但也存在“一孔只见”,对层等面妆构造一般不会漏报,但对溶洞有漏报可能。
在富水软弱断层破碎带、岩溶发育区、瓦斯发育区、重大物探异常区等复杂地质地段应采用超前水平钻探为主的综合方法预报前方地质情况。
3.3 TSP或TGP地震波反射法
在软弱破碎地层或岩溶发育区一般每次预报距离为100m左右,在岩体完整的硬质岩石地层每次可预报150 m左右。连续预报时前后应重叠10 m以上。探测过程应避免施工机械噪声干扰。
TGP超前地质预报现场示意图
TSP203地质超前预报技术
地质构造平面及剖面图
3.4 地质雷达探测
工作现场照片
3.5 红外探测
有效探测范围一般是掌子面前方或岩壁外围30m以内。连续预报时前后两次重叠长度应不小于5m。
说明:物探手段的选用应根据不良地质体与周围介质的物性差异确定。物探资料只有在物性资料和地质资料齐全的基础进行定量解释,才能获得准确的解释参数,以避免物探资料的多解性,提高解释结果的准确程度。
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