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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页围岩分类围岩超前地质预报木坡水电站引水隧洞地质构造及地层岩性木坡水电站围岩划分标准岩体自稳能力名词解释隧道中围岩指的是什么？隧道衬砌结构周围的地层或岩体称为围岩。地下洞室周边由于开挖受到扰动和影响的那一部分（即产生破坏圈、松动圈和松驰圈）岩体（地质体）通常称为围岩。建立围岩分类系统的目的主要是解决地下工程支护设计问题，在围岩分类的框架内总结已有的工程经验。其实用价值，已为国内外地下工程界所公认。围岩分类能把自已遇到的工程情况与别人遇到过的工程情况联系起来进行类比，这样的分类系统实际上起着一种桥梁作用。我们的工程地质
2、工作，即使作了力求详尽的地质描述，获取了力求精确的岩石物理力学指标，而不与支护设计相结合，对围岩的整体稳定性进行分类处理和评价，这样的零散资料堆积，设计工程师是无法应用的。需工程地质工作者解决的三大稳定之一：隧道围岩的稳定隧道围岩不稳定性一般有：坍方、剥落、滑移、岩爆、碎裂松动、塑流涌出，膨胀内鼓等等，隧道稳定性就是指抵抗上述破坏，保持隧道围岩稳定，安全的力学性质。它与地质、气候、水文、人为活动等因素相关。目前围岩稳定性的研究方法主要包括：理论分析法、模拟研究法和现场试验法等。围岩分类围岩分类就是从工程应用的目的出发，依据岩体的稳定性进行的分类。岩体开挖后，洞室周围岩体应力发生变化，导致岩体应
3、力重新分布。将应力发生显著变化区域的岩体（围岩）根据工程地质成因、岩体结构、地质构造进行综合分析，以评定洞室围岩性质，判断围岩是否稳定，确定山岩压力，提出支护设计方案和确定施工方法。目前我国地下工程施工设计中经常采用的围岩分类主要有五种。1国家标准中的围岩分类。GB50086-2001锚杆喷射混凝土支护技术规范（该规范是分级与围岩的分类等同使用），该规范由冶金工业部主编。冶金、煤炭工业系统多采用该规范中围岩分类法。GB50287-99水利水电工程地质勘察规范。2普氏分类法。原苏联M.M普罗托奇雅可诺夫根据岩石坚固系数和岩体弱化系数A，对围岩进行分类，我国20世纪70年代以前在坚固岩体中大多采用
4、普氏分类法。3比耶涅夫斯地体地质力学分类。该分类法的优点是综合考虑岩石的单轴抗压强度、RQD、节理状态、节理间距、地下水等五个综合因素，确定围岩等级，再根据节理产状进行修正，最后确定将围岩分成五个等级，具有工程意义。4巴顿分类。挪威著名人士N.巴顿根据岩石质量对围岩进行定量评价、分类。在我国，20世纪60-80年代很多工程多采用巴顿围岩分类法。5水利水电地下工程围岩分类。水利水电地下工程围岩分类是根据围岩稳定性及其变形破坏机理，来判断洞室周围岩体特性。在对围岩进行分类前，该方法首先根据洞室围岩变形破坏基本类型、形式、岩体完整性、岩石强度、岩体结构和地下水等综合因素影响，定性评价围岩分类，然后再
5、根据各有关要素指标对围岩进行定量分类。各有关要素指标基本上和巴顿岩体质量指标评价中考虑的因素影响相类似。所不同的是对水文地质的影响考虑更进一步，对地下水渗透量、涌水状态压力水头值都深入研究，而最后确定水电地下工程详细围岩分类。本工程采用中小型水利水电工程地质勘察规范SL55-2005关于超前地质预报及超前勘探根据水利水电工程施工地质勘察规程SL313-20045.2.5施工期间，对未开挖洞段可能遇到的影响洞室施工安全或围岩稳定的重大工程地质问题时，应提出超前勘探的建议。5.3地质预报与建议遇下列情况时，应进行超前地质预报1深埋隧洞和长隧洞。2开挖揭露的地质情况与前期工程地质勘察资料有较大出入。
6、3预计开挖前进方向可能遇到重大不良地质现象（断层破碎带、喀斯特、软弱层带、含有害气体的地层、突泥、突水等）。5.3.2遇下列现象时，应对其产生原因、性质和可能的危害作出分析判断，并及时进行预报：1围岩不断掉块，洞室内灰尘突然增多，支撑变形或连续发生响声。2围岩顺裂缝错位、裂缝加宽、位移速率加大。3出现片帮、岩爆或严重鼓胀变形。4出现涌水、涌砂、涌水量增大、涌水突然变浑浊现象，地下水化学成分产生明显变化。5干燥岩质洞段突然出现地下水流，渗水点位置突然变化，破碎带水流活动加剧，土质洞段含水量明显增大。6地温突然发生变化，洞内突然出现冷空气对流。7钻孔时，纯钻进速度加快且钻进回水消失，经常发生卡钻。
7、5.3.3施工地质预报应包括下列内容：1未开挖洞段的地质情况和可能出现的工程地质问题。2可能出现坍塌、崩落、岩爆、臌胀、涌沙、突泥、突水的位置、规模及发展趋势，含有害气体地层的位置。5.3.4围岩处理措施建议应包括下列内容：1开挖处理的位置、范围、深度和体积。2置换、回填处理的位置、范围和深度。3固结灌浆的范围和深度。4支护的类型、范围和时机。5防渗帷幕、排水孔（洞）的位置、深度方向。6地下水的排、截、堵、引。隧洞施工超前地质预报方法浅探一、超前地质预报工作概况 超前地质预报工作概况超前地质预报为掘进施工中隧洞地质监测的重要组成部分，它包括隧洞围岩描述、水文地质监测、施工地质测绘、围岩变形监测
8、、围岩类别判别、仪器现场量测、不良地质体预报及相应的地质、测试资料分析和成果整理等工作，并及时提供超前地质预报成果资料。超前地质预报工作实施特点超前地质预报工作主要是对围岩及水文地质条件进行监测、对不良地质体进行预报，及时获取现场第一手地质资料和仪器测试数据，是地质预报工作成败的关键，同时现场地质工作和仪器测试与隧洞掘进施工相互干扰、又相辅相成。因此，进行超前地质预报的地质工程师要在充分了解前期地质工作的基础上，对隧洞的工程及水文地质条件进行认真的调查，时时跟进施工，在检修维护的空隙时间里及时的进行仪器测试，保证采集的资料、数据准确无误，并尽快提供分析成果，为围岩支护和不良地质体的超前处理提供
9、依据。二、超前地质预报工作项目和内容超前地质预报工作包括：隧洞围岩描述、围岩监测、水文地质监测、施工地质测绘、围岩类别判别等常规地质预报和超前地质勘探、超前仪器现场量测、不良地质体长距离预报等超前地质预报，以及相应的地质、测试资料分析和成果整理等工作。常规地质预报是指：对已开挖洞段及时进行地质编录、测绘、取样及试验，依据已知围岩的风化、裂隙发育状况及开挖石渣的粒径、形状、质量状况和较大渗水点的渗水量、水温、ph值、导电性等条件，预报掌子面前方未开挖地段的地质情况、可能出现的不良地质体及围岩类别。超前地质预报是指：为防止掘进时遭遇未知的不良地质体而进行的超前地质勘察、超前勘探钻孔、超前仪器测试等
10、，对隧洞掌子面前方长距离范围内的不良地质体进行预报。所采用的主要手段为：地面地质预测、超前钻孔、地质雷达测试、地震波超前测试等，然后将采集的数据进行整理，从而对不良地质体可能被揭示的位置进行预报。三、超前地质预报的方法和步骤浅析超前地质预报依据预报距离可分为长期（长距离）和短期（短距离）两种预报形式。31 长期超前地质预报长期超前地质预报分为两个部分：地面不良地质体预报勘察和隧洞内长距离仪器探测，它是由两种或两种以上的勘察技术手段和技术进行的综合预报。地面超前地质预报工作方法首先收集、整理工程区区域地质资料，结合地质调查进行资料分析，研究区域断裂发育规律，从而判断工程区优势断裂发育方向、规模及
11、可能出现的地质灾害；仔细分析前期地质资料，并进行现场复核和勘察，在地表准确鉴别不良地质体的性质、位置、岩体质量，精确调查和测量不良地质体空间展布参数；应用地面地质界面和地质体的延展规律及推算理论进行室内分析；依据前述的分析结果，对可能出现不良地质体的性质和位置进行初步预报。隧洞内仪器超前探测隧洞内仪器超前探测是在隧洞掘进中的维护保养期间，使用探测仪器进行探测，主要仪器有：tsp系列隧洞地震探测仪、浅层地震仪等。首先在隧道内人工制造一系列有规则排列的轻微震源，震源发出的地震波逼到地层界面、特别是断层破碎带等不良地质体时产生的反射波，其传播速度、延迟时间、波形、强度和方向等均与相关地质体的性质密切
12、相关，并通过不同的数据表现出来；通过震源反射波的数据采集系统（传感器和记录仪）进行数据采集，将数据输入带有处理软件的电脑，并经过计算机数学计算进行数据处理；将采集的数据资料转换为反应相关地质体反射能量的影视图像或隧道平面、剖面图；进行室内数据资料处理、分析，由工程技术人员进行解译，对隧道掌子面前方不良地质体的性质、位置和规模等予以超前地质预报。最大探测距离可达掌子面前方500m，有效探测距离150m，最高分辨率1m。32 短期超前地质预报短期超前地质预报是在长期超前地质预报的基础上进行的，预报距离为掌子面前方1550m。对于短期超前地质预报，主要是通过开挖石渣识别、掌子面地质素描，更重要的是采
13、用地质雷达或超前钻孔进行探测。前者是通过对不同地质体标志的确认，以及不良地质体出现前的前兆标志，对不良地质体可能出露的位置进行预测和判断，必要时辅助进行超前地质钻探；后者地质雷达探测属于电磁波物探技术，通过电磁波的反射波和透射波的分时采集和数据组合分析，对不良地质体的类型、规模、位置进行预测。一般性超前地质预报一般性超前地质预报是根据掘进的石渣（常规钻爆法还包括掌子面）、洞壁揭露的结构面及岩层与地表结构面及岩层的对应关系、以及揭露的不良地质体的特征，通过类比、推测预报掌子面前方是否存在不良地质体。不良地质体在被揭露之前往往表现出一些明显或不明显前兆标志，这些标志的出现，预示着隧洞即将临近不良地
14、质体，它们是超前地质预报的重要信息，因此，仔细观察、描述开挖石渣、洞壁结构面及岩层形态、量测结构面及岩层特征参数，是正确进行超前地质预报的关键。一些不良地质体的前兆标志：断层破碎带前兆标志：节理裂隙组数及密度剧增、岩石强度降低、出现压裂岩、碎裂岩、岩石风化相对强烈、泥质含量增加等。突水、突泥前兆标志：节理裂隙渗水量和组数增加、且常常含有泥质物或浑浊（常规钻爆法的炮孔中的涌水量剧增、且夹有泥沙或碎石）等。岩爆前兆标志：“饼”状开挖石渣的数量增加、洞壁在短时间内出现“饼”状脱落体或出现“片邦”现象，以及轻微的岩石崩裂声等，严重时洞壁出现飞石。地质雷达探测预报地质雷达探测预报属于电磁波物探技术，电磁
15、波通过天线向掌子面前方发射，遇到不同阻抗介质时，将产生反射波和透射波，接收机利用分时采样原理和数据组合方式，把天线接收的信号转化为数字信号，主机系统再将数字信号转化为模拟信号或彩色线迹信号，并以时间剖面的形式显示出来，供解译人员分析预报不良地质体位置、规模及可能出现的施工地质灾害类型。进行超前钻孔探测超前钻孔探测是通过携带的超前钻机或专门的地质钻机的钻探资料整理分析，包括：钻进速度、孔内情况、涌水量、岩芯描述等，分析、判断不良地质体的位置。短期超前地质预报的特点由于短期预报是在长期预报的基础上进行的，所以，预报的精度一般要超过长期超前地质预报，特别是对不良地质体性质的预报。短期超前地质预报针对性较强，一般不适合在隧洞全程进行，结合长期地质预报适时进行33 施工地质灾害的警报施工地质灾害警报是在短期超前地质预报基础上进行的，是隧洞超前地质预报的成果，对可能出现的施工地质灾害的类型、规模、位置，进行较为准确的警报，并将警报通知掘进操作手，及时采取应对措施。施工地质灾害警报的方法和步骤通过施工中出现的不良地质体前兆标志，作出正确的判断；及时提交书面的预警报告，内容包括不良地质体的前兆特征、辨认的标志、精确定位、准确定性、预测地质灾害类型及规模和造成的影响程度等。施工地质灾害类型施工地质灾害主要类型有：断层
