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1、围岩分类及木坡水电站引水隧洞地质构造等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 岩体自稳能力名词说明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阻碍的那一部分（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要紧是解决 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体会。事实上用价 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形与别人遇 到过的工程情形联系起来进行类比，如此的分类系统实际上起着一种桥梁作用。 我们的工程地质工作，即使作了力求详尽的地质描述，
2、猎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，对围岩的整体稳固性进行分类处理和评判， 如此的零散资料堆积，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固之一：隧道围岩的稳固隧道围岩不稳固性一样有：坍方、剥落、滑移、岩爆、碎裂松动、塑流涌 出，膨胀内鼓等等，隧道稳固性确实是指抗击上述破坏，保持隧道围岩稳固，安 全的力学性质。它与地质、气候、水文、人为活动等因素相关。目前围岩稳固性 的研究方法要紧包括：理论分析法、模拟研究法和现场试验法等。围岩分类确实是从工程应用的目的动身，依据岩体的稳固性进行的分类。岩体开挖后，洞室周围岩体应力发生变化，导致岩体应力重新分布。将应力 发生显著
3、变化区域的岩体（围岩）依照工程地质成因、岩体结构、地质构造进行 综合分析，以评定洞室围岩性质，判定围岩是否稳固，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纳的围岩分类要 紧有五种。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 炭工业系统多采纳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普罗托奇雅可诺夫依照岩石牢固系数和岩体弱 化系数A，对围岩进行分类，我国20世纪70年代往常在牢固岩体中大多采纳普 氏分类法
4、。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， 再依照节理产状进行修正，最后确定将围岩分成五个等级，具有工程意义。4巴顿分类。挪威闻名人士 N.巴顿依照岩石质量对围岩进行定量评判、分类。 在我国，20世纪60-80年代专门多工程多采纳巴顿围岩分类法。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依照围岩稳固 性及其变形破坏机理，来判定洞室周围岩体特性。在对围岩进行分类前，该方法 第一依照洞室围岩变形破坏差不多类型、形式、岩体完整性、岩石强度、岩体结 构和地下水等综合因素阻碍，定性评判围岩分类
5、，然后再依照各有关要素指标对 围岩进行定量分类。各有关要素指标差不多上和巴顿岩体质量指标评判中考虑的 因素阻碍相类似。所不同的是对水文地质的阻碍考虑更进一步，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。本工程采纳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依照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阻碍洞室施工安全或围岩稳固的重大 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形时，应进行超前地质预报1深埋隧洞和长隧洞。2开挖揭露的地质情形与前期工程地质勘
6、察资料有较大出入。3估量开挖前进方向可能遇到重大不良地质现象（断层破裂带、喀斯特、脆 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，应对其产生缘故、性质和可能的危害作出分析判定，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显现片帮、岩爆或严峻鼓胀变形。4显现涌水、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干燥岩质洞段突然显现地下水流，渗水点位置突然变化，破裂带水流活动 加剧，土质洞段含水量明显增大。6地温突然发生变化，洞内突然显现冷空气对流。7钻孔时，纯钻进速度加快且钻
7、进回水消逝，经常发生卡钻。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形和可能显现的工程地质问题。2可能显现坍塌、崩落、岩爆、臌胀、涌沙、突泥、突水的位置、规模及进 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、范畴、深度和体积。2置换、回填处理的位置、范畴和深度。3固结灌浆的范畴和深度。4支护的类型、范畴和时机。5防渗帷幕、排水孔（洞）的位置、深度方向。6地下水的排、截、堵、弓I。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
8、测、施工地质测绘、围岩变形监测、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要紧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，及时猎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确实调查，时时跟进施工，在检修爱护的间隙时 刻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
9、析成 果，为围岩支护和不良地质体的超前处理提供依据。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 地质情形、可能显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
10、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，对隧洞掌子面前方长距离范畴内的不 良地质体进行预报。所采纳的要紧手段为：地面地质推测、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。3. 1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 第一收集、整理工程区区域地质资料，结合地质调查
11、进行资料分析，研究 区域断裂发育规律，从而判定工程区优势断裂发育方向、规模及可能显现的地质 灾难； 认真分析前期地质资料，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，对可能显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爱护保养期间，使用探测仪器进行探 测，要紧仪器有：tsp系列隧洞地震探测仪、浅层地震仪等。 第一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、专门是断层破裂带
12、等不良地质体时产生的反射波，其传播速度、 延迟时刻、波形、强度和方向等均与相关地质体的性质紧密相关，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，并通过运算机数学运算进行数据处理； 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，最高辨论率1m。3. 2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
13、的，预报距离为掌子 面前方1550m。关于短期超前地质预报，要紧是通过开挖石渣识别、掌子面地 质素描，更重要的是采纳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，以及不良地质体显现前的前兆标志，对不良地质体可能出露的位 置进行推测和判定，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、位置进行推测。一样性超前地质预报一样性超前地质预报是依照掘进的石渣（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 特点，通过类比、估量预报掌
14、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 的显现，预示着隧洞立即临近不良地质体，它们是超前地质预报的重要信息，因 此，认真观看、描述开挖石渣、洞壁结构面及岩层形状、量测结构面及岩层特点 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： 断层破裂带前兆标志：节理裂隙组数及密度剧增、岩石强度降低、显现压 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
15、刻内显现“饼” 状脱落体或显现“片邦”现象，以及轻微的岩石崩裂声等，严峻时洞壁显现飞石。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，并以时刻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、规模及可能显现的施工地质灾难类型。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、孔内情形、涌水量、岩芯描述等，分析、判定不良地质体 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，因此，预报的精度一样要超 过长期超前地质预报，专门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，一样不适合在隧洞全程进行，结合长期地 质预报适时进行3. 3施工地质灾难的警报施工地质灾难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，对可能显现的施工地质灾难的类型、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。施工地质灾难警报的方法和步骤 通过施工中显现的不良地质体前兆标志，作出正确的判定； 及时提交书面的预警报告，内容包括不良地质体的前兆特
