隧道施工超前地质探测与预报.pdf

- | l l 0◆ l l l l 一 ⋯ 啷 z 期 № s c - ⋯ 一⋯一 猁 隧道施工超前地质探测与预报 刘超群 陕西铁路 工程职业技术学院 7 1 4 0 0 0 辐 要 曩 ≤ _ 一 ．1 一 本 文主要 分析 了隧道 施工过程 中进行超 前地 质探测 与预 报 的重要 性 以及各 种预测 方式 的 特点 和 操作 方 法 ，为 有 关人 员提 供 参考 。 尊 攥 | | 0 _ I 鬣 隧 道施 工 ； 地 质 ； 探 测 ； 预 报 隧 道施 _ L 过程中有时会出现遇 到的地 条件 设计图纸提供的地 质资料不同或 Ⅲ现设计资料r } 】 未提供的不良地质，如断 、溶洞、突水、涌泥、暗河等。为减少 和化孵这些不良地质给隧道施 亡 带来的影 响 避 免盲 目I } 牛 施 J ，使施工 方案和技术 措施更科学、更合理，隧道施 I 中一般都 应进行超前地质探测 预报，提前准备各 种不良地赝条件的施工预案，超前处理不 良地 质，规避施工风险 ，确保隧道安全快 速抛进 。 常规的工程地 质预测 法是 工程地质技 术 人 根据设 计地 质 图纸 、现 场地 质记 录 ．运 用 工 程 经 验 和 地 质知 识 进 行 分 lf 斤、预报地 质的 一 种 方法 。此 法的 关键 十工程地质工程师的经验丰高和现场详 细的地质记录和物探资料。 } _ 1 前常 用的物探作业 方法主要有 TSP2 0 3系统 、地 质雷达 、红外线探测 仪 、超 前 水平钻孔 等几 种 ，各具 有 同 的 特 点 ，具 体 女 丌 下 1 ． F S P 2 0 3 超前地质预报系统 T S P 2 0 3系统住 围岩较好地段 口 j ‘ 测 出 前方 1 0 0 ～2 0 0 m旭 围INt1 ．9 岩 层分界面、岩 层的物理性质、断层等，围岩完整性较 差时 ，预测范 任 5 0～1 0 0 m 之 间。 TS P 2 0 3作业程序具体 如下 1 ． 1钻孔在距离丁作而 5 0 m处钻深 度为 1 ． 5 m 的孔 ，布置传感器 ；自工作面 起 ，每隔 1 ． 5 m钻孔 一 个 ，钻孔深度为 1 ． 5 I l l ，最 一 个扎 与传感 器的距 离应大干 2 0 m，昕有钻孔的高度设在同一标高线 i 。钻孔究牛后，逐个测嚣扎的深度和 n 斜 度 ．并 f 乍好记 录 。 1 ． 埋设传感器杆埋役传感器前， 儿 ，清除 孔底 虚碴 ，放人 环氧树 瞻 约卷 ，插 入传 感 器套杆 ．用钻 带动其 钻 动，保证环氧树脂药卷充分搅拌。待传 感器杆固定后，插入传感器，注意传感 器方 向朝 向掌子 面 。 1 ． 3 连线俭查把传感器、检波器 电恼 、起爆器 、同步 器连接起来 ， 并检查其是否正常工作，沣意此时起爆 器 与雷 管 无连接 。 1 ． 4 装药爆破 由最里边炮孔开始 ， 逐个依次装药联线，起爆器起爆，装药 量根据围岩情 况 一般控制在 5 0 ～8 0 g左 右 ，围岩较 差时 ，可加大 ，但 不能超 过 l 00g。 1 ． 5 恢复施上 爆 破‘ 结束 ，马 卜 口 『 以恢 复施J 二 ．一般停 工时 间在 4 5 rai n左 右 。 1 ． 6 成果分析 采 } T 】 T S P 2 0 3自带的 软 件 ，疗析 系统 ， 剔 除 一 些 明显 的 干 扰 波，软件 自动分析 ，自动生成图表 ，反 映 前 方 围岩 的物 理 特性 ，岩 层 分界 线 、 软 弱带 、断 层的 位 置等 信 ，皇 ． 。 2 、 红外线探水仪 HY～ 3 0 3型红外线探水仪可预测掌子 面前方2 O ～3 0 m范围内的地下水情况。 操作方 法 进 入探测 地段 时 ， 首先 沿隧道 一 个侧壁 ，以 5 m 点距用粉笔或油 漆标好探测顺序号 ，一直标到终点，或 者标到 掘进 面 处 。 在 掘 进 面 处 ，首 先 对 断 而 前 方 探 测 ， 返 回的路径 上 ，每遇 到⋯ 个顺序 号，就站在隧道中央，／疗别用仪器的激 光器打 出红 色光斑 ，使 之落 在左 壁中线 位置 、 顺部 中 线 位置 、右壁 中线 位置 、 喙扳 中线 位 置 ，并 扣动 仪器扳 } 几 分 别读 取探洲值 ，并作好记录。然后转入下一 事 号点 ，直 至全 部 探测 完 毕 。 把探测 数据 输 入计算 机后 ，由专用 软 件绘 成 顶 板 探 测 曲线 、底 } 反探测 曲 线 、两 探测 曲线 。根 据探 测 曲线 可以 清楚的预报出前方地下水情况。红外线 探 水 从探 测 到得 出分析 结 果非 常 快 ， 曰 探测仪器轻便，方法简单 ，施工中， -般每 2 0 m 采用红 外线探水仪探测一次 ， 任断层破碎带和暗河地段 ，可适当加密 探 f j lJ 频 次 。 3 ． 地质雷达 当 TS P 2 0 3系统预报前方有溶洞 、暗 河水体、岩层层面等不 良地质时，其规 模 、形 态需具 体 了解 ， 可使 用地 质雷达 对 隧道 周鼙进 行探测 ，预 报隧道 周 围暗 河 和岩 溶 形态 。 4 ． 超前地质钻孔预测 当隧 道 遇 到断 层 破碎 带 、岩 溶 洞 、 暗河等不良地质，TS P 2 0 3系统预报前方 有断层、空洞、岩层层理明显时，可采 用 K D l 型地质钻机及凿岩台车进行超 前 探 孔 。方 法 如 下 用凿岩台车钻孔预测 钻孔深度以 3 0 m为限，3 0 m以内出现异常情况时，按 预定方案 施 ，钻孔出水 ，安装压力表 及水表，测定地下水的压力和流量。3 0 m 以 内无异常情况时 ，改用 KD 1 0 0钻机 ， 继续钻孔，深度为 1 0 0 m，无异常情况， 按 正常程 序施 工 ，出现异常 按预案 实施 并测定水压和水量。1 0 0 m 以后的预测 则 由 下一循环钻 孔探测完 成 。 在每次钻孔过程中 ，指定在拱顶、 两f Jl IJ 拱睽 、两 删边墙脚 及仰拱 底部附 近 的 1 ～2个辅助限加深 1 ～5 I l l ，依靠对钻 孔速度变化的商觉，判断前方围岩的变 化 。 综 所述 ，TS P 2 0 3系统作业快 ，测 距 长 ，干 扰桕对 少 ， 口 丁 以 与多种预 测法 结 合应 用 ，但 精 度不 高 ，解 释难 度大 ， 适 于做长 距 离预 测 ；地质雷 达可以准 确 测 定短 距 离 内隧 道 四周和 底 部的 空洞 、 水体情况 ，口 丁 补充 TS P 2 0 3 的不足 ；红外 线探测仪适于判断地下水情况 ，作业 快 ，较准 确 ，干 扰少 ，但水量 及水压 无 法测定；超前水半钻孔基本可以 1 0 0 ％的 揭示地下水及有害气体的流量、压力及 围岩 物 理 力学 性 能 ，但 干 扰 大 ，用 时 长 ， 费 用 大 。 目前在隧 道施 工 中，提 倡根据物 探 作 业 中各种仪 器和特 点 ，采 用综 合的方 法进行地质探测与预报，即以常规地质 综 合分析法为基础 ，TS P 2 0 3地质超前预 报 系统做 长距 离宏观控 制 ，地 质雷达 做 近 距 离判 断 ，红 外线 探测仪做 连续地 下 水探测，水平钻孔为必做项 目，形成综 合地 质超 前预 报系统 。工 作程序 如下 1 ． 施工前预报 根据设计给 出的隧道地 质条件说明资 料 ，认真 分析隧 道的地 质断面 图、 平面 罔，掌握隧道的地质特点和水文特点， 进 行长距 离 ，宏观 预报 各段隧 道可能 出 维普资讯 现 的不 良地 质情况 。 2 ． 施工阶段地 质资料记录 首 先 对 已开 挖 地 段进 行 地 质 调查 ， 调查 的主要 依据 为 隧道开 挖 而地 质素 描、岩石结构面调查和涌水观测记录。 2 ． 1开挖面地质素描内容仃 岩 、 地 质年代、岩层产状、软弱夹层、岩 穿插 情况；断 层及破碎带的形态、 状 、宽度、 填充物特征；主要节理裂隙的形态、产状、 规模及相互切割关 系。地 质素描采用图表 形式形象记录。 2 ． 2岩石结构面调查内容有 岩的 结构类型、产状、物理力学性能、节 的 延伸性 、粗糙起伏情况、张开程度导。 2 ． 3涌水观测记录 内容有 地 下水 露情况、水量大小等；岩溶的形态、大小、 位置、走向等 ；围岩节理内含水情况。 3 ．施工阶段地 质预测手段 根据开挖面地 质素描、岩 结构而 调查记录，采用前推法预洲前方地质情 况，首先按 1 1 0 0的比例作出开挖面前 一 定 长度的 展开 图 ，逐 将 开挖 而地 啧 素描和岩石结构面的记录资料 ，按其产 状 、节理轨 迹线 绘制到 展示 } ，最 晤 按其节理走向和轨迹延伸并结合T s P 2 0 3 的预报 成果 、地 质雷达预 报 成果和 超 前 钻孔的钻芯地质资料画出前 地顾情况。 4．地 下水 地 质预 测 现场的技术 人员根据 以往施1 - 经验 ， 必要时可结合 HY 3 0 3 型红 外线探水仪形 成 的探测 曲线 ，对地 下水 作 出如下经 验 性 预 报 4 ． 1当隧道 由弱可溶岩进入强 n 溶岩 的边界部位时 ，可能发生涌水； 4 ． 2 一般大突水点涌水有如 1 特 渗、滴水段一线状渗水段一集中涌 水 段一高 压喷水 段 。 所 以 当隧 洞 由渗 、滴水 段进 入线 I 渗水 段时 ，应作 好 出现集 中 涌水 准备 ； 进行超 前预 报的 施工防 治能取 得较 妤效 果； 4 ． 3钻孔内出现浑水，前 方 能仃涌 水 ；若浑水能喷射 5 I n以上 ，则前 可能 有大于 3 0 ～5 0 L ／ s 的涌水存住；当超前钻 孔能喷射 3． 5 I n 以上 ，或涌 水速度 人十 7 m／ s ，或钻孔 内有涌水速度夫 f 1 4 T r l ／ S 的出水 ，则前方 可能出现大十 2 0 I ， s 的 涌 水 存 在 ； 4 ． 4 当地温测值出现比前一点f k tt ,l ， 可 能 有 涌水 ； 4 ． 5掌子面附近出现铁锰质富策或泥 质充填的裂隙，则表明前方有涌水的 可 能 。 作老谴食| l 囊 誊| l 刘超群 1 9 7 2一 女 山西省太 原市人 陕西铁路 工程 职业技术学 院讲师 ，工学学士 在读工程 硕士 ．主要 从事土木工 程方向 的教 学与科研 。 上接 第 3 6页 题 ， 缺 乏 全 的 煤矿安 全生 产法 律法 觇，缺乏埘安全生产负责人、安全生产管 理者以 』 迂 卜 产者进行 有效地监督约束 ．以 致 业 负贵人缺乏安全 f E 心，没能 把友全生产摆 彳 的高度加强管 。解 决 “ 来 ，落实 ”这 一 雨 点 题 ，必项依靠企 山 加强煤矿 安全牛产 管 法制建 ，构建 套完备的煤旷玄全 管 法子 _} 法规体系，做 育法几 丁 依， 依法行政 ，仃章可循，规范执法，把煤 旷玄全生 产监管 煤矿安 监察 f 作法制 化 、制度 化 、规 范化 ，依 法建立 稳 定持 久的 设 T ． 作饥制 ，提， 业 本质安全水 平 ，吱现煤旷安全生产的 长活 入安 ，使煤 矿安 产丁作有町靠的法律保障 。 3、1J 1 ] 强煤 业职 T队伍建设 通过 对我 i玉 】 煤 矿安 全事故 原 因的 分 { J i - ，我们知道，煤矿职1 二 的素质偏低、安 全意识淡薄足导致我国煤矿安全事故不断 发 的 要原因之一 。而 像美 国、澳大币 l J 、悠 煤炭 国家之所以能够何效 地控带 j 矿‘ 安全事敝的发 关键原 就征十这些 家的_} 某 砹行业从业 人员的 素质普遍较 高，安全意识较强 ，在煤 矿生 产过程中不安全行为少，能订效地避免事 故的发 ，l l J 使 发生事故 ，⋯于职工 的 自 我保护 和 自我救护能 力较强，也能够很好 地避 免伤 。 此 ，为了能 够有效地预防 煤矿 书敞的 z 之 生 ．-Rf l’ 1 需要进 一 步加强煤 行 Il f， 职 j 队 建 发，提 高煤矿 职 上素 顷 ，增 职 1 安 生 意 。 t 上接 第 5 7页 第 ，项F j 部在招投标过程中就要参 与项目有关工作，一 中标 ，在施工前要 熟悉和参与设计 图纸会审，不仅要找出图 纸设计的差错 ，还要查看是 否有利 施工。 凡发现不符施工规范或与施工条件不利 时，应及时与设计、建设等有关部门沟 通，求得合理解决。第二，搞好原材料、 半成品及成品的质量监控，检查进场实物 和质保书，看其型号、规格、性能是否 符合设计要求，对易碎品、易潮、易变 形、易污染的物品在运输、堆放、安装 等环节，亦要进行监控，对进场材料还必 须 按规 定进行物 理和 化学性 能测 试 。第 三 ，分 部分项 工程是 单 位工程 质量的 基 础 ，其优劣直接影响工程质量砰定 ，质量 监控中要把它作为主要环节来抓。在按图 施工和使用合格的原材料、半成品、成品 的前提下 ，分部分项的监控工作重点应放 在按 规范 、规定 施工 ， 出现 问题立 即 纠 正。第四，关键部位、薄弱环节也是质 量监控的重点。要有专人负责 ，定期检 查 督促，发现质量问题及时加以处理和补 救 。 施工现场管理是施工企业各项管理水 的综合反映，是整个施工企业管理的基 础，搞好施工现场管理具有重大的意义。 加强施工现场管理能有效降低事故发生 率 ，在施工现场的改善人、材料、机械 以及场所的结合状态 ，减少或消除施工现 场的无效劳动，能减少施工材料的消耗， 为施工企业节支增收。因此，必须加强施 j 二 现场管理，这样才能提高合同履行率， 确立企业信誉及保证企业的效益。 i鸯 烤囊蘸 _ 0 ≤鏊蠢 鞣 甏 巷 [ f ] 尹相 飞， 梁珍培 ， 王统利 施工现场管理 的几点看法[ J ] ， 建筑市场与招标投标． 2 0 0 6 ， 4 2 9 -3 0 ， [ 2 ] 赵学伟， 鲁玺， 王哲， 任伟。 谈施工现场管 参考文献 毒 善 。 。 殪 ＼ 骋 函 逄筑 2 0 0 6 Q _ ． ＼ ⋯ 陈宝智， 王金波 ． 安全管理[ M ] ， 天津 天津 [ 5 ] 黄宝松 ．建筑项 目现场施工的质量管理 大竽出版社 I 9 9 0 与控制研究[ J ] ． 中国建设信息． 2 0 0 8 ， 4 [ 2 ] 国家安 全生产监督管理 局． 中国安全生4 9 - 5 1 产 年鉴 2 。 。 [M ] ， 北京 煤炭 工 业出 版社作 者 墒 0 ≯_Il 0 0 ≮ 萋 譬 2 0 0 s 牛 洪震[ 1 9 7 2一 ，男 ，河南新 乡人 作巷筒食 藿 理I程师 专业．I民建 L 庆军 1 9 6 4 1 1 ，贵 k l、 l黔 西能源开发有 张 东彦 1 9 6 2一 男 ，河 南新 乡人 限公 司 总经理 、高级 工程 师 助 理 工 程 师 。 专 业 工 民建 。 维普资讯