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1、隧道工程施工超前地质预报监理实施细则一、编制依据1、铁路隧道超前地质预报技术指南 （铁建设【 2008】 105 号）；2、“关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的 通知”（铁建设【 2010】120 号）； 3、铁路隧道工程施工安全技术规程 TB10342009 J947 2009；4、设计图纸、西安铁路局有关文件。二、隧道工程地质概况1、新黄沙岭隧道设计地质概况： 新黄沙岭隧道位于陕西省商洛市境内，属秦岭中山区，地形起伏较大。隧道 穿过黄沙岭。 隧道进口位于中元古届宽坪群大理岩片岩中， 洞身位于白垩系泥岩 夹砾岩，片岩夹大理岩及碎裂中，出口段约110m位于第四系膨胀
2、土中。该隧道地层岩性复杂，受构造作用影响严重。片岩中与自垩系泥岩夹砾岩 分界面附近，软硬不均；隧道洞身 DzK133+134DzK133+279计145m DzK134+700DzK134+75（计50m段分别通过 F4f9断层破碎带，岩体破碎。 DzK136+115DzK136+22计 110m段位于膨胀土中；DzK136+030DzK136+11 段有 基座型阶地分布，可能存在基岩陡坎，对洞身有较大影响。隧道范围内地表水多为冲沟的季节性流水，水量随季节性变化显著，水量不 大。地下水为基岩裂隙水（风化裂隙水和构造裂隙水） ，在大理岩地层中可能赋 存岩溶水，预测隧道施工中可能会出现突涌水和围岩
3、失稳现象。2、新夜村隧道设计地质概况：新夜村隧道位于陕西省商州市夜村镇境内，进口位于杨源村。出口位于王 平村，穿行于秦岭南部丹江河谷区。进口地形较为陡峻，出口较为平缓，以弱性 膨胀土为主，土体教潮湿，无地下水，也无泉水出露，地质条件较好。3、胭脂岭隧道地质概况：设计图纸显示，该隧道位于秦岭中低山区陕西省 商州市下湾村北， 进口段自然坡度较陡， 出口自然坡度较平缓。 工程涉及主要地 层为坡积膨胀土，中元古届宽坪群云母石英片岩、大理岩，表层岩体较破碎，节 理发育，强分化易击碎。地下水主要为基岩裂隙水，水位埋深较大，水量较小。 出口端存在危岩落石。4、新陈家涧隧道设计显示，该隧道在秦岭山中，地形起伏
4、较大，进出口段 坡体较平缓。 工程涉及主要地层为中元古届宽坪群片岩， 云母石英片岩， 变晶结 构，片状构造表层岩体破碎，节理发育，山体中部裂隙十分发育；地下水主要为 基岩裂隙水，水位埋深在 17m。5、新石涧川一、二号隧道地质设计显示，该隧道位于陕西省商州市砚川石涧川村南秦岭山区，地形起伏较大，进出口段自然坡度，坡度 3060。工程 涉及主要地层为第四系全新统滑坡堆积， 坡积粉质黏土， 中元古届宽坪群云母石 英片岩，变晶片状构造，表层岩体破碎，节理发育，DyK119+932处发育一长大节理。地下水主要 为基岩裂 隙水，水 位埋深较大 ，水量 较小，不良 地质DyK120+018DyK120+1
5、30处有一滑坡，表层滑坡，堆积厚 4m左右，对洞身无不 良影响。6、新两岔河隧道位于商州市两岔河方党那村西南，主要地层为中元古届宽 坪群云母石英片岩，变晶结构，片状构造，岩体破碎，节理发育，褶皱构造发育。 水文地质特征：工点范围内地表水为两岔河内水， 水量不大，大气降水上游支流 补给，受季节变化大，地下水主要为基岩裂隙水，水位埋深较大，水量较小，其 水质良好，对圬工无侵蚀性。7、新戴街隧道位于商州市夜村镇境内，主要穿行于秦岭南部丹江河谷区， 进口地形陡峻，基岩裸露。出口段及洞体中部地形较为宽缓，多辟为农田。工程 设计主要地层为第四系上更系统、中更系统冲积膨胀土，上第三系砾岩夹砾石， 地质构造无
6、断裂构造发育。地下水以基岩裂隙水为主，土体较为潮湿，属贫水区。8、新东龙山隧道图纸说明显示，该随带位于秦岭中山区，商州市东南，既 有线东龙山隧道右侧约 25m,地形起伏较大。进口段自然坡度稍陡。出口段自然 山坡较缓，最大埋深45m。工程设计主要地层为第四系全新统坡积粉质黏土，中、上更新统月膨胀土。洞身基岩裂隙水不发育。综合以上各隧道地质状况描述，超前地质预报工作重点应安排在新黄沙岭 隧道，因其不良地质状况较多，有突泥、突水、岩溶、断层破碎带。其次，在新 新石涧川一号隧道发育大节理处。对其他隧道应进行开挖掌子面围岩的地质预 报，多采用浅眼（孔）勘探方法。三、组织管理宁西铁路增建二线U标监理总站由
7、主管安质副总监负责全辖区地质预报工作。各监理组组长负责各管段内隧道工程超前地质预报工作的监督落实。各监理组长进行超前地质预报现场的巡视检查并签认施工单位上报的超前地 质预报的汇编资料。届时参加会审，共同判定预测范围、部位、位置以便监 督实施。组织管理图监理三组监理四组总监1副总、监四、监理工作内容、范围及工作流程图a）工作内容：a、审批超前地质预报方案；b、超前地质预报安全防护专项方案的审批；c、人、机、料到位情况；d、现场监督检查安全操作情况；e、地质状况资料的签认；f、参加预审分析会议。b）工作范围：监理总站所管辖区域内所有隧道的超前地质预报工作的监督管理c）工作流程图:五、超前地质预报的
8、主要内容、方法、目的1、隧道工程地质预报的主要内容：隧道施工中的地质预报，是在探测或预测开挖工作前方几米至几十米，甚至几百米以上的围岩工程地质和水文地质条件的基础上，结合掘进中地质条件的变化， 及时提出预报。预报的具体内容如下：（1）对照勘测阶段的地质资料，预报地质条件的变化情况及对施工的影响程度；（2）可能出现塌方、滑动影响施工时，预报其部位、形式、规模、发展趋势， 并提出处理措施；（3）隧道将要穿过不稳定岩层、较大断层时，需施工部门改变施工方法或作应 急措施预报；（4）预报可能出现突然涌水地点、 涌水量大小、地下水泥砂含量及对施工的影 响；（5）软岩出现内鼓、片状掉块地段，应预报对施工的影
9、响程度；（6）岩体突然开裂或原有裂隙逐渐加宽时，应预报其危害程度;7）在位移量测中发现围岩变形速率加快时， 应预报对围岩稳定性的影响程度；8）浅埋隧道地面出现下沉或裂缝时，应预报对隧道稳定和施工的影响程度；9）洞口可能出现滑坡、坠石，应及时作出预报；10）预报由于施工不当，可能造成围岩失稳及其改进措施； 2、地质预报方法 ：隧道施工中的地质预报方法， 主要是根据地表和已开挖的隧道地段的地质调查和 各种探测方法取得的资料， 以及地质推断法预测开挖工作面前方一定长度范围内 围岩的工程地质和水文地质条件，一般每次预报长度为 1020m。（！）施工地质调查1）开挖面的地质素描。 一般只做掌子面和一侧边
10、墙的地质素描； 位于地质条件 复杂或重点地段， 除进行掌子面地质素描外， 还应作隧道地质展示图。 地质素面 图的内容应包括： 岩性、地质时代、岩层产状、软弱夹层、岩脉穿插情况； 主要节理裂隙的产状、规模，相互切割关系； 断层及破碎带的形态、产状及充填物特征； 地下水出水点、出露水量； 岩溶位置、规模； 不稳定块体的位置、范围。2）岩体结构面调查是为查明岩体结构类型、结构面性态及结构面的组合关系。 调查时按不同的岩组或岩段、不同构造部位，选择有代表性的边墙岩面进行 观测。测量范围一般为410川。观测内容有： 结构面产状、力学属性； 节理裂隙性态，包括延伸性、粗糙程度、张开度； 结构面充填特征、含
11、水情况。3）洞内涌水观测，除观测其水温、水质、颜色、气味等，更重要的是观测其涌 水量及变化情况，尤其对较大的股流应进行定期观测。涌水量观测方法有： 股状涌水和钻孔集中涌水可用容器直接量测； 呈降雨状的面积涌水，可按涌水面积与接水容器口面积比来推算涌水量; 可围墙的隧道内涌水，可用三角堰或梯形堰测定。（2）施工地质探测 施工地质探测是预测隧道开挖工作面前方围岩的工程地质和水文地质条件 较可靠的方法，有坑探、钻探和物探等探测方法。1 ）坑探（导坑探测）在长大的或地质条件较复杂的隧道施工中， 常采用超前导坑或平行导坑超前， 或专用的探测坑道进行探测。 根据导坑开挖揭露的围岩地质情况， 可较清楚地了
12、解并较准确地预测隧道开挖工作面前方相应地段围岩的工程地质和水文地质条 件。2）钻探 超前水平岩芯钻探。隧道中的超前水平岩芯钻孔，可以看作是隧道中的微型 导坑。它可以探测隧道开挖工作面前方几百米范围内围岩的地质情况。 隧道开挖工作面上的浅孔钻探。隧道开挖工作面上的浅孔钻探，是利用在隧道开挖工作面的炮眼孔或探水孔、声波探测孔钻进情况来探测围岩的地质情况。 这些钻孔的深度一般为几米至几十米。采用浅孔钻探方法，主要是钻进过程中，从钻进时间、速度、压力、冲洗液 的颜色、成分以及卡钻、 跳钻等和岩性、构造性质及地下水等情况掌握地质条件。 例如，在遇到断层泥时，钻进时间短、钻进速度快；钻孔冲洗液浑浊，呈白色
13、； 遇卡钻时，说明岩体破碎；遇跳钻时，则可能有空洞或溶洞等等。采用安装在钻 孔台车上的钻进测速装置， 记录钻进一定深度所需的时间， 得出钻进时间随深度 的变化曲线。根据钻进时间变化曲线，可推断预测断层在钻孔中的位置和宽度。 综合开挖工作面上不同位置的钻孔的钻进时间变化曲线， 便可大致确定断层的规 模和产状。 物探。由于不同岩石（体）的物理力学性质不同，其声波的传播速度也不相 同。因此，可根据岩石（体）的声波传播速度来判别岩体的工程地质性质，即岩 石（体）的波速越高，岩体完整坚硬，岩体质量越好。采用声波探测进行地质预报，其具体做法是：利用隧道开挖工作面上的钻爆 孔和探水孔分别作单孔测井和孔间穿透
14、测试， 根据测得的开挖工作面前方探测长 度范围内围岩的声波纵波速度， 再结合开挖工作面素描记录的地质情况， 便可分 析预测和评价围岩的工程地质。 声波测试是采用掌子面上 5 个钻爆孔和一个 15m 深的探水孔， 分别进行单孔测井和孔间穿透测试。 根据所测得数据， 将开挖工作 面前方12m长度范围内的围岩划分为与岩层产状一致的三个速度带， 并预报了各 带围岩的工程地质和每次开挖的深度，做到安全施工。（ 3）施工地质预测施工地质预测是根据施工地质调查和施工地质探测的结果， 对隧道开挖面前方一 定范围内的围岩地质条件作出推断和评估。1 ）地质雷达法地质雷达俗称探地雷达，它的试验原理为：由控制单元向地
15、层发射一组以某 一频率为中心的高频电磁波， 在传播的过程中， 电磁波遇到不同电磁性介质分界 面时，一部分电磁波能量会转换成反射波返回地面， 另一部分能量则穿透界面继 续向前传播， 再次遇到界面时， 又一部分电磁波返回地面。 在电磁波传播的过程 当中，当遇到不同的岩层或岩层的节理发育程度不同时， 电磁波的反射系数、 衰 减系数以及反射频率是不一样的。 雷达天线接收器接收到反射波， 并输送到控制 单元，将信号进行显示， 对电磁反射波所带信息进行分析， 就可获得被探地层的 层厚、岩层完整性以及岩层含水情况。2）TSP法TSP 预报系统采用回声测量原理，对开挖前方地质状况作出预报。在进行地 质预报前，在隧道边墙脚处布设测线，测线上布设炮点，即为人工震源点，用小 量炸药激发地震， 产生振动声波。 振动声波向进深方向传播， 当遇到不同介质时， 一部分声波返回， 一部分声波继续向前传播。 当继续向前传播的声波， 遇到第二 种介质时又返回， 直至振动声波能量全部被吸收。 事先设在隧道内的接收器， 分 次采集到回声波， 利用设备自带软件进行分析处理， 依次作出地质信息预报， 可 以获得探测范围内的全部岩石力学参数， 如弹性模量和泊松比等， 利用探测到的 物理力学参数，可预测进深方向及其周围岩层的构造变化
