隧道的地质超前预报方法与不良地质施工措施.doc

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隧道的地质超前预报方法与不良地质施工措施

我们在隧道的施工过程中会遇到各种不良地质，为避免盲目性，使施工方案和技术措施更科学合理，
开展地质超前预报十分必要。地质超前预报对不良地质能做到早发现，早预防,从而采取恰当的处理措施，减少和化解不良地质给施工带来的不利影响。1地质超前预报方法1.1超前导坑法长隧道和特长隧道大都设有平行导坑。平导一般与线路平行，距线路20m～30m不等。施工过程中利用平导先行的优势，认真收集和积累地质资料，并根据平导开挖过程中揭示的地质资料指导正洞施工，从而使正洞的施工方案和技术手段都建立在科学合理的基础上。平导开挖断面小，即使出现不良地质也容易处理，对施工影响不大。因此，超前导坑法在长隧道和特长隧道施工中被广泛采用。1.2超前水平钻探法采用隧道专用钻机进行超前水平钻探，来探明开挖前方的地质情况。超前水平钻探其实并非完全“水平”，带有一定的角度。与地震波反射法、地质雷达探测法相比，超前水平钻探法具有更直观、更准确的特点。超前水平钻探法虽是“一孔之见”，却能起到“管中窥豹”的作用。超前水平钻探法主要用于探测煤层、瓦斯、断层、溶腔、突水、涌泥等不良地质。超前水平钻探法探测的距离长，探明的不良地质距工作面较远，便于提前调整施工方案和技术措施。1.3超长炮孔钻探法超长炮孔钻探法指的是在掘进过程中，每次打眼都用5m钻杆在隧道拱部和底部各钻两个探测孔，放炮则控制在3m以内，使工作面始终保持距不良地质2m以上的安全距离。当钻孔出现不良地质征兆时，可以及时采取应对措施。采用超长炮孔钻探法，避免了钻机的频繁移动，可以不中断隧道的正常掘进，简便易行、事半功倍。超长探孔还可兼做炮眼，节约成本，提高功效。1.4地震波反射法--TSP-203系统TSP超前地质预报系统是目前隧道及地下工程地质预报工作中，采用的较为先进的设备。其工作原理是利用地震波的回波原理，人工制造一系列有规则排列的轻微震源，形成一个地震源断面；同时，三维地震波接收器在计算机的监控下，采集这些震源所发出的震波沿隧道前方及四周区域传播而遭遇不良地质体（如地层层面、节理面、特别是断层破碎带界面和溶洞、暗河等）被反射返回的地震波数据。这些回波信号的传播速度、延迟时间、波形、强度和方向，是与相应不良地质体的性质和分布状况紧密相关的。在一定间隔距离内连续采用上述方法，可以得到前方地层的地质力学参数，如杨氏模量和横向变形系数等，从而预报隧道前方及周围临近区域的地质状况，判断开挖面前方100m～200m范围内的地质情况。该系统的使用，可极大提高对地质情况的判识能力，为施工生产提供安全保证。地震波反射法是复杂地质隧道施工中采用的主要预报手段。（1）准备工作TSP-203地质超前预报系统测线设在工作面附近的边墙上，由两个接收器孔和24个炮孔组成。两个接收器孔对称分布在两侧边墙，24个炮孔等间距分布在一侧边墙。在数据采集前，钻孔、接收传感器套管的安装，以及接受气孔、炮孔的倾向、倾角和各控基准点的测量可先期完成。这些准备工作不影响正常施工，可与隧道施工作业同时进行。（2）相关参数爆破点沿着隧道一侧洞壁平行于隧道底面呈直线排列，孔距1.5m，孔深1.5m～2.0m.距最后一个爆破点15m～20m设接收点，接收点孔深2.0m，孔口距隧底约1.0m与炮孔等高。接收器孔向上倾斜5o～10o,炮孔向下倾斜15o～20o。根据围岩软硬和完整破碎程度以及接受器位置的远近，每个炮孔装药50g～100g。炸药为高爆速炸药，雷管采用零延时电雷管。（3）现场测量接收器孔内置接收传感器.探测时逐次引爆炸药，制造出小型地震波.这些地震波遇到节理面、地质界面和破碎带、溶洞、暗河等不良地质界面时会产生反射波。反射波的强度及传送时间反映了相关界面的性质、产状、距接收点的距离。（4）数据分析接收点的接收传感器将所接收的反射波数据，发送到记录仪储存。利用软件对储存数据进行处理，形成相关界面的隧道映象点图，通过分析获得前方的地质情况。1.5地质雷达探测（1）工作原理及方法地质雷达或ZGS型智能工程探测仪，是通过发射天线T将高频电磁波以脉冲形式发射至地层中，再由天线R接收反射回的信息，最后通过分析，达到对短距离进行超前预报的目地。地质雷达或ZGS型智能工程探测仪探测范围为前方30m内，可作为TSP地质预报系统的主要辅助手段。（2）数据处理及资料判释地质雷达数据处理的目的是排除随机和规则的干扰，以最大可能的分辩率在图像剖面上显示反射波，提取反射波的各种参数，包括振幅、波形、频率等帮助判释。资料判释方法：地质雷达反映的是地下介质的电性分布，将其转化为地质体分布时必须把地质、钻探、地质雷达记录这三方面的资料有机结合，以此获得检测对象的整体状况。1.6红外线探测法（H