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1、新建織金至畢節(jié)鐵路站前工程標(biāo)石頭寨隧道超前地質(zhì)預(yù)報方案 文件編號：版 本 號： 修改狀態(tài)： 編 制： 復(fù) 核： 審 核： 有效狀態(tài)： 目 錄1.編制依據(jù)12.概況12.1工程概況12.2氣象特征12.3地質(zhì)特征22.4地質(zhì)構(gòu)造22.5水文地質(zhì)特征32.6 特殊巖土與不良地質(zhì)33.超前地質(zhì)預(yù)報的概念、目的43.1 隧道超前地質(zhì)預(yù)報概念43.2 隧道超前地質(zhì)預(yù)報目的44.隧道超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報方法及內(nèi)容44.1地質(zhì)調(diào)查法44.2物探法64.3超前鉆探法84.4隧底隱伏巖溶探測135.石頭寨隧道超前預(yù)報采用的方法146.超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)要求156.1收集、熟悉地質(zhì)資料156.2 施工地質(zhì)編錄156.32、圍巖、地下水特性測試166.4隧道超前地質(zhì)預(yù)報應(yīng)完成的主要成果資料177.超前地質(zhì)預(yù)報人員組織機構(gòu)178.超前預(yù)報的安全防護181石頭寨隧道超前地質(zhì)預(yù)報方案1.編制依據(jù)鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)指南（鐵建設(shè)【2008】105號）；鐵路工程基本作業(yè)施工安全技術(shù)規(guī)程（TB10301-2009）；鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程（TB10304-2009）；鐵路隧道施工技術(shù)指南（TZ204-2008）；鐵路隧道風(fēng)險評估與管理暫行規(guī)定（鐵建設(shè)【2007】200號）；中鐵四局集團有限公司隧道及地下工程超前地質(zhì)預(yù)報工作管理辦法的通知；新建鐵路織金至畢節(jié)線石頭寨隧道隧道設(shè)計圖（織畢施隧-12）；2.概況2.1工程3、概況石頭寨隧道是織畢線重點控制工程，位于織金縣金龍鄉(xiāng)境內(nèi)，洞身進口位于架蓋河右岸的陡坡上，往南經(jīng)大沖、黃山壩子、巖腳至七棵樹沖溝邊出洞，屬云貴高原低中山溶蝕地貌，地面高程12041495m，自然坡度560，局部為陡崖，地形起伏較大。洞身穿越馬場斷層、依多背斜、張家寨斷層等構(gòu)造。隧道全長3498m（其中級圍巖長1770m，級圍巖長1340m，級圍巖長388m，、級圍巖占49.4%），為單線隧道，隧道最大埋深約282m。隧道施工設(shè)平導(dǎo)一處，位于隧道進口線左30m。平導(dǎo)里程DK359+272DK360+530，全長1258m（其中級圍巖長770m，級圍巖長340m，級圍巖長148m）。2.2氣象特征4、隧道所處地區(qū)沿線大部處于高海拔低緯度區(qū)，屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，沿線地形、地貌起伏較大，氣象特征相應(yīng)有所差異，總體氣候特點是溫暖濕潤，雨量充沛，夏季長而炎熱，冬季短偶有奇寒，有明顯的干濕兩季之分。每年4月至8月為雨季，9月至次年3月為旱季。夏季易澇，春秋易旱。2.3地質(zhì)特征石頭寨隧道上覆坡殘積（Q4dl+pi）粘土，斷層帶附近分布斷層角礫，下伏基巖為三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組第二段（T2g2）灰?guī)r夾泥灰?guī)r、關(guān)嶺組第一段（T2g1）泥質(zhì)白云巖、泥灰?guī)r夾泥巖、溶塌角礫巖。三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組第二段（T1yn2）灰?guī)r夾泥灰?guī)r、泥巖，永寧鎮(zhèn)組第一段（T1yn1）灰?guī)r。2.4地質(zhì)構(gòu)造石頭寨隧道屬北東向構(gòu)造體系，主要5、發(fā)育北東向的馬場斷層、依多背斜、張家寨斷層等構(gòu)造，其特征分述如下：馬場斷層：為區(qū)域性大斷層，延伸長度57Km，為正斷層，線路附近斷層走向為N59E，傾向為NW，傾角75，地貌上斷層形成斷層崖，斷層帶內(nèi)巖層產(chǎn)狀近直立。斷層破碎帶不明顯。斷層發(fā)育于三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組第一段（T1yn1）灰?guī)r地層內(nèi)。斷層北盤（上盤）巖層產(chǎn)狀N63W/45NE。斷層南盤（下盤）巖層產(chǎn)狀傾角較陡。線路在平面位置DK359+520左右通過斷層，洞身在DK359+460左右穿越斷層。依多背斜：線路附近背斜軸走向為N83E，線路于DK359+686處與背斜軸呈69角相交通過。背斜核部為三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組第一段（T1yn1）灰?guī)r6、，背斜兩翼基本對稱。背斜核部巖體破碎，巖層產(chǎn)狀平緩。張家寨斷層：為張性正斷層，線路附近斷層走向為N86E，傾向為SE，傾角66；斷層特征明顯，沿斷層走向上洼地、落水洞等巖溶多見，形成一系列的巖溶負(fù)地形。斷層破碎帶地表出露寬度3050m，破碎帶內(nèi)巖石擠壓變形嚴(yán)重，巖層產(chǎn)狀近于直立。斷層上盤為三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組第一段（T2g1）泥質(zhì)白云巖夾泥巖，受斷層影響，巖層產(chǎn)狀近直立；斷層下盤為三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組第二段（T1yn2）泥巖、泥灰?guī)r夾灰?guī)r，巖層產(chǎn)狀為N45E/79SE；根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪，線路在平面位置DK360+560左右通過該斷層，物探勘探資料顯示洞身在DK360+570+680通過斷層破碎帶。其余地7、段巖層產(chǎn)狀較平緩，主要巖層產(chǎn)狀為：NN55W/19NE、N25W/17NE、N50W/21NE等。2.5水文地質(zhì)特征地表水石頭寨隧道地表水不發(fā)育，主要接受大氣降雨補給。隧道出口端沖溝為一深切沖溝，僅有季節(jié)性流水。地下水地下水主要為巖溶水裂隙水、管道水。區(qū)內(nèi)廣泛分布可溶巖，地下水主要為巖溶裂隙水，地表水通過洼地、落水洞、溶洞及節(jié)理裂隙等下滲成為地下水，以巖溶下降泉、暗河的形式排泄于線路左側(cè)的架蓋河邊，測區(qū)地下水埋藏深，隧道洞身未見地下水露頭，僅在隧道洞身地表見零星的裂隙滲水，水量小。經(jīng)取裂隙水化驗（2011-織畢水WG-6、7）屬：HCO3-Ca2+、HCO-SO42-Ca2+型水，對砼無侵蝕性8、。隧道洞身DK361+540DK362+770段穿越三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組第一段（T2g1）泥質(zhì)白云巖、灰?guī)r夾泥巖，該地層可能夾有溶塌角礫巖，據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，本地層含有石膏，石膏和地層中所含地下水對砼具硫酸巖侵蝕，侵蝕等級H2。隧道涌水量預(yù)測根據(jù)上述含水巖組的劃分，結(jié)合地形、地貌等地質(zhì)特征，隧道涌水量分別按大氣降水入滲法（洼地法）進行計算。預(yù)測涌水量Q23600m3/d；雨季最大涌水量按：236002=47200m3/d考慮。2.6 特殊巖土與不良地質(zhì)不良地質(zhì)1、巖溶測區(qū)內(nèi)可溶巖，地表溶溝、溶槽、溶洞、溶蝕洼地、落水洞等巖溶形態(tài)多見，溶蝕洼地、落水洞等巖溶形態(tài)多沿地層分界線和斷層帶附近呈竄珠狀排列，9、巖溶中等強烈發(fā)育，隧道施工遇隱伏巖溶形態(tài)的可能性大，重點地段是斷層和背斜等構(gòu)造通過部位、地層分解線附近、地表溶蝕洼地等巖溶發(fā)育地段，隧道施工應(yīng)加強超前地質(zhì)預(yù)報和預(yù)測工作，防止涌水、突泥等災(zāi)害的發(fā)生，線路左側(cè)架蓋河為測區(qū)內(nèi)的巖溶最終侵蝕基準(zhǔn)面，河底標(biāo)高為1000m，線路標(biāo)高為12101240m，隧道至架蓋河的平面距離為5001500m不等，由此推測隧道位于巖溶垂直循環(huán)帶中。特殊巖土分布于隧道洞身DK361+540DK362+795的三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組第一段（T2g1）泥質(zhì)白云巖、泥灰?guī)r夾泥巖、溶塌角礫巖。該地層巖石可能含石膏。地下水對砼具有硫酸鹽侵蝕，侵蝕等級H2。3.超前地質(zhì)預(yù)報的概念、目的3.10、1 隧道超前地質(zhì)預(yù)報概念指在分析既有地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，采用地質(zhì)調(diào)查、物探、超前地質(zhì)鉆探、超前導(dǎo)坑等手段，對隧道開挖工作面前方的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件及不良地質(zhì)體的工程性質(zhì)、位置、產(chǎn)狀、規(guī)模等進行探測、分析判釋及預(yù)報，并提出技術(shù)措施建議。3.2 隧道超前地質(zhì)預(yù)報目的3.2.1進一步查清隧道開挖工作面前方的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，指導(dǎo)工程施工的順利進行；3.2.2可溶巖地段巖溶發(fā)育程度及巖溶水發(fā)育情況；3.2.3隧道內(nèi)巖層風(fēng)化程度，節(jié)理裂隙發(fā)育情況，巖層產(chǎn)狀等圍巖變化情況；3.2.4為編制竣工文件提供地質(zhì)資料。4.隧道超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報方法及內(nèi)容 根據(jù)石頭寨隧道地質(zhì)情況風(fēng)險源及其風(fēng)險等級，采取不同的11、超前探測方法，分別為地質(zhì)調(diào)查法、物探法及超前鉆探法。4.1地質(zhì)調(diào)查法地質(zhì)調(diào)查法包括隧道地表補充地質(zhì)調(diào)查和隧道內(nèi)地質(zhì)素描等地表調(diào)查A.地層、巖性在隧道地表的出露及接觸關(guān)系，鐵別是標(biāo)志層的熟悉和確認(rèn)；B.地表巖溶發(fā)育位置、規(guī)模及分布規(guī)律。洞內(nèi)地質(zhì)素描（包括開挖工作面地質(zhì)素描和洞身地質(zhì)素描）地質(zhì)素描隨隧道開挖及時進行，地層巖性變化處、構(gòu)造發(fā)育部位、巖溶發(fā)育帶附近等復(fù)雜、重點地段每開挖循環(huán)應(yīng)進行一次；一般地段每1020m進行一次。地質(zhì)素描的優(yōu)點是不占用施工時間，設(shè)備簡單，不干擾施工，出結(jié)果快，預(yù)報的效果好，而且為整個隧道提供了完整的地質(zhì)資料；缺點是對與隧道夾角較大而又向前傾的結(jié)構(gòu)面容易產(chǎn)生漏報，且預(yù)報12、距離短。隧道地質(zhì)素描內(nèi)容如下：A.地層巖性：描述地層年代、巖性、層間結(jié)合程度、風(fēng)化程度等；B.地質(zhì)構(gòu)造：描述皺褶、斷層、節(jié)理裂隙特征、巖層產(chǎn)狀等。斷層的位置、產(chǎn)狀、性質(zhì)、破碎帶的寬度、物質(zhì)成分、含水情況以及與隧道的關(guān)系。節(jié)理裂隙的組數(shù)、產(chǎn)狀、間距、充填物、延伸長度、張開度及節(jié)理面特性、力學(xué)性質(zhì)、分析組合特征、判斷巖體完整程度；C.巖溶：描述巖溶規(guī)模、形態(tài)、位置及所屬地層和構(gòu)造部位，充填物成分、狀態(tài)以及巖溶展布的空間關(guān)系；D.地下水的分布、出路形態(tài)及圍巖的透水性、水量、水壓、水溫、顏色、泥沙含量測定，以及地下水活動對圍巖穩(wěn)定的影響，必要時長期觀測；E.水質(zhì)分析，判定地下水對結(jié)構(gòu)材料的侵蝕性；F.13、出水點和地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖溶、暗河等的關(guān)系分析；G.巖溶隧道進行地表相關(guān)氣象、水文觀測，判斷洞內(nèi)涌水與地表徑流、降雨的關(guān)系。并建立涌突水點地質(zhì)檔案。記錄不同工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件下隧道圍巖穩(wěn)定性、支護方式及初期支護后的變形情況。隧道內(nèi)重要的和具代表性的地質(zhì)現(xiàn)象應(yīng)進行攝影或錄像。4.2物探法 TSP系列隧道地震波反射法TSP探測法適用于劃分地層界線、查找地質(zhì)構(gòu)造、探測不良地質(zhì)體的厚度和范圍。在軟弱圍巖地層或巖溶發(fā)育地區(qū)，每次預(yù)報距離采用100m，在完整的硬質(zhì)巖地層每次預(yù)報距離采用150m，并應(yīng)符合下列要求：A.探測對象與相鄰介質(zhì)應(yīng)存在較明顯的波阻抗差異并具有足以被探測的規(guī)模；B.斷層或巖14、性界面的傾角應(yīng)大于35，構(gòu)造走向與隧道軸線的夾角應(yīng)大于45。首先在隧道內(nèi)人工制造一系列有規(guī)則排列的輕微震源，震源發(fā)出的地震波逼到地層界面、特別是斷層破碎帶等不良地質(zhì)體時產(chǎn)生的反射波，其傳播速度、延遲時間、波形、強度和方向等均與相關(guān)地質(zhì)體的性質(zhì)密切相關(guān)，并通過不同的數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來；通過震源反射波的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（傳感器和記錄儀） 進行數(shù)據(jù)采集，將數(shù)據(jù)輸入帶有處理軟件的電腦，并經(jīng)過計算機數(shù)學(xué)計算進行數(shù)據(jù)處理；將采集的數(shù)據(jù)資料轉(zhuǎn)換為反應(yīng)相關(guān)地質(zhì)體反射能量的影視圖像或隧道平面、剖面圖。隧道TSP超前地質(zhì)預(yù)報由有相關(guān)資質(zhì)、證件齊全的工程質(zhì)量檢測公司承擔(dān)施做，地質(zhì)預(yù)報報告由承擔(dān)施做的單位在現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)完成后315、天內(nèi)提交到經(jīng)理部。炮孔與接收器孔的空間設(shè)計位置見表1和圖1。表1 觀測系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)表接 收 器 孔炮 孔數(shù)量2個，分別位于隧道左、右邊墻24個, 布設(shè)在隧道右邊墻（面朝掌子面）直徑50mm鉆頭鉆孔40mm鉆頭鉆孔深度2m1.5m定向垂直隧道邊墻，下傾1020垂直隧道邊墻，下傾1020高度離隧底高0.5m沿臺階地面0.5m位置距離掌子面52m第1個炮點離同側(cè)接收器孔20m，炮孔間距1.5m掌子面52m接收孔120m炮孔S1 S2 S3 S23 S24隧道軸TA接收孔21.5m下傾1020 圖1 接收器孔和炮孔平面分布地震波反射法連續(xù)預(yù)報時前后兩次應(yīng)重疊10m以上，預(yù)報距離應(yīng)符合下列要求。紅外探測16、法紅外探測是根據(jù)紅外輻射原理，即一切物質(zhì)都在向外輻射紅外電磁波的原理，通過接收和分析紅外輻射信號進行超前地質(zhì)預(yù)報的一種物探方法。紅外探測適用于定性判斷探測點前方有無水體存在及其位，不能定量給出水量大小等參數(shù)。有效預(yù)報距離應(yīng)在25m，連續(xù)預(yù)報時前后兩次重疊長度應(yīng)大于5 m，每20m一次。紅外探測的特點是可以實現(xiàn)對隧洞全空間、全方位的探測，儀器操作簡單，能預(yù)測到隧洞外圍空間及掘進前方25m范圍內(nèi)是否存在隱伏水體或含水構(gòu)造，而且可利用施工間歇期測試，基本不占用施工時間。但這種方法只能確定有無水，至于水量大小、賦水形態(tài)、具體位置沒有定量解釋。地質(zhì)雷達(dá)探測法地質(zhì)雷達(dá)探測是利用電磁波在隧道開挖工作面前方巖17、體中的傳播及反射，根據(jù)傳播速度和反射脈沖波走時進行超前地質(zhì)預(yù)報的一種物探方法。地質(zhì)雷達(dá)探測主要用于巖溶探測，亦可用于斷層破碎帶、軟弱夾層等不均勻地質(zhì)體的探測，并應(yīng)符合下列要求：A.探測目的體與周邊介質(zhì)之間應(yīng)存在明顯介電常數(shù)差異，電波反射信號明顯：B.探測目的體具有足以被探測的規(guī)模；C.不能探測極高電導(dǎo)屏蔽層下的目的體。當(dāng)前方巖體完整的情況下，可以預(yù)報20m的距離，兩次重疊長度5m，每15米一次；當(dāng)巖石不完整或存在構(gòu)造的條件下，預(yù)報距離變小，甚至小于10m。雷達(dá)探測的效果主要取決于不同介質(zhì)的電性差異，即介電常數(shù)，若介質(zhì)之間的介電常數(shù)差異大，則探測效果就好。由于該法對空洞、水體等的反映較靈敏，因而18、在巖溶地區(qū)用得較普遍。缺點是洞內(nèi)測試時，由于受干擾因素較多，往往造成假的異常，形成誤判。此外它預(yù)報的距離有限，一般不超過20m，且要占用掌子面的工作時間。4.3超前鉆探法4.3.1超長炮孔超長炮孔施做的條件在隧道開挖過程中，當(dāng)開挖面圍巖出現(xiàn)大量滲水、涌水、涌泥等特殊地質(zhì)現(xiàn)象時，施做超長炮孔探測；TSP探測預(yù)報前方地質(zhì)變化較大地段，增加超長炮孔探測；設(shè)計文件明確的地段必須施做超長炮孔探測。如果不存在以上因素，可不采用超長炮孔探測。超長炮孔施做的方法超長炮孔是利用風(fēng)鉆在隧道開挖工作面鉆小孔徑淺孔獲取地質(zhì)信息的一種方法，適用于各種用于各種地質(zhì)條件下隧道的超前地質(zhì)探測，尤其適用于巖溶發(fā)育區(qū)。在隧道內(nèi)用19、風(fēng)鉆進行鉆孔，根據(jù)鉆孔資料來推斷隧道前方的地質(zhì)情況。鉆孔主要布置在開挖掌子面，鉆孔數(shù)量、角度及鉆孔深度可人為設(shè)計和控制。鉆孔數(shù)量為每循環(huán)5個，根據(jù)實際情況可加密（孔位布置見下圖），鉆孔深度不小于5m。由鉆進速度的變化、鉆孔沖洗液顏色、氣味、巖粉及遇到的其它情況來預(yù)報，也可由鉆孔出水情況判斷前方有無地下水和前方何處有地下水，從而可以得到開挖面前方的地質(zhì)情況。此法可以反映巖體的大概情況，是施工預(yù)報最有效的方法之一，比較直觀，施工人員可根據(jù)實際地質(zhì)情況進行下一步施工組織。超長炮孔探測應(yīng)符合下列要求：孔深應(yīng)較爆破孔(或循環(huán)進尺)深3m以上；孔徑宜與爆破孔相同；孔數(shù)、孔位應(yīng)根據(jù)開挖斷面大小和地質(zhì)復(fù)雜程度20、確定；超長炮孔探測應(yīng)注意事項：在富水巖溶發(fā)育區(qū)每循環(huán)必須按設(shè)計認(rèn)真實施，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時反饋信息，嚴(yán)禁盲目裝藥放炮；加深炮孔探測嚴(yán)禁在爆破殘眼中實施；揭示異常情況的鉆孔資料應(yīng)作為技術(shù)資料保存。4.3.2超前水平鉆超前水平鉆施做的條件設(shè)計圖紙已經(jīng)明確的地段必須采用超前水平鉆探測方法；TSP探測前方地質(zhì)變化較大地段，增加超前水平鉆探測；在隧道開挖過程中，當(dāng)開挖面圍巖出現(xiàn)大量滲水、涌水、涌泥等特殊地質(zhì)現(xiàn)象時，增加超前水平鉆探測。如果不存在以上因素，不采用超前水平鉆探測，因為施做超前水平對現(xiàn)場施工進度影響很大，每循環(huán)施做時間在1020個小時之間。超前水平鉆施做方法超前水平鉆是利用鉆機在隧道開挖工作面21、進行鉆探獲取地質(zhì)信息的一種超前地質(zhì)預(yù)報方法。超前地質(zhì)鉆探主要采用沖擊鉆和回轉(zhuǎn)取芯鉆，二者應(yīng)合理搭配使用，提高預(yù)報準(zhǔn)確率和鉆探速度，減少占用開挖工作面的時間。一般地段采用沖擊鉆。沖擊鉆不能取芯，但可通過沖擊器的響聲、鉆速及其變化、巖粉、卡鉆情況、鉆桿震動情況、沖洗液的顏色及流量變化等粗略探明巖性、巖石強度、巖體完整程度、溶洞、暗河及地下水發(fā)育情況等。復(fù)雜地質(zhì)地段采用回轉(zhuǎn)取芯鉆?；剞D(zhuǎn)取芯鉆巖芯鑒定準(zhǔn)確可靠，地層變化里程可準(zhǔn)確確定，一般只在特殊地層、特殊目的地段、需要精確判定的情況下使用。比如煤層取芯及試驗、溶洞及斷層破碎帶物質(zhì)成分的鑒定、巖土強度試驗取芯等。超前水平鉆的技術(shù)要求孔數(shù)a.斷層、節(jié)理密22、集帶或其他破碎富水地層每循可只鉆一孔；b.富水巖溶發(fā)育區(qū)每循環(huán)宜鉆35個孔，揭示巖溶時，應(yīng)適當(dāng)增加，以滿足安全施工和溶洞處理所需資料為原則?？咨頰. 不同地段不同目的的鉆孔應(yīng)采用不同的鉆孔深度。b. 鉆探過程中應(yīng)進行動態(tài)控制和管理，根據(jù)鉆孔情況可適時調(diào)整鉆孔深度，以達(dá)到預(yù)報目的為原則； c.在需連續(xù)鉆探時，每循環(huán)可鉆30 m,搭接長度5m,每25m一次?？讖姐@孔直徑應(yīng)滿足鉆探取芯、取樣等的要求；富水巖溶發(fā)育區(qū)超前鉆探應(yīng)終孔于隧道開挖輪廓線以外58 m。超前水平鉆的工作要求實施超前地質(zhì)鉆探的人員應(yīng)經(jīng)技術(shù)培訓(xùn)和考核，經(jīng)考核合格后方可上崗。鉆探前地質(zhì)技術(shù)人員應(yīng)進行技術(shù)、質(zhì)量交底。超前鉆探過程中應(yīng)在現(xiàn)23、場做好鉆探記錄，包括鉆孔位置、開孔時間、終孔時間、孔深、鉆進壓力、鉆進速度隨鉆孔深度變化情況、沖洗液顏色和流量變化、涌砂、空洞、振動、卡鉆位置、突進里程、沖擊器聲音的變化等。超前鉆探過程中應(yīng)及時鑒定巖芯、巖粉，判定巖石名稱，對于斷層帶、溶洞填充物、煤層、代表性巖土等應(yīng)拍攝照片備查，并選擇代表性巖芯整理保存，重要工程鉆探過程監(jiān)理應(yīng)進行旁站。在富水地段進行超前鉆探時必須采取防突措施；測鉆孔內(nèi)水壓時，需安裝孔口管，接上高壓球閥、連接件和壓力表，壓力表讀數(shù)穩(wěn)定一段時間后即可測得水壓。應(yīng)加強鉆進設(shè)備的維修與保養(yǎng)，使鉆機處于良好狀態(tài)；強化協(xié)調(diào)和管理，各方應(yīng)積極配合，減少和縮短施鉆時間。超前水平鉆鉆進中防地24、下水突出措施超前鉆探鉆進中應(yīng)防止地下水突出，可采取安設(shè)孔口管和控制閘閥等措施，確保工作人員和機械設(shè)備的安全，同時應(yīng)使地下水處于可控狀態(tài)。在富水區(qū)實施超前地質(zhì)預(yù)報鉆孔作業(yè)，必須先安設(shè)孔口管，并將孔口管固定牢固，裝上控制閘閥，進行耐壓試驗，達(dá)到設(shè)計承受的水壓后，方可繼續(xù)鉆進。特別危險的地區(qū)，應(yīng)有躲避場所，并規(guī)定避災(zāi)路線。當(dāng)?shù)叵滤畨毫Υ笥谝欢〝?shù)值時，應(yīng)在孔口管上焊接法蘭盤，并用錨桿將法蘭盤固定在巖壁上。富水區(qū)隧道超前地質(zhì)鉆探時，發(fā)現(xiàn)巖壁松軟、片幫或鉆孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等異狀時，必須停止鉆進，立即上報有關(guān)部門，并派人監(jiān)測水情。當(dāng)發(fā)現(xiàn)情況危急時，必須立即撤出所有受水威脅地區(qū)的人員，然后25、采取措施，進行處理?？卓诠苠^固可采用環(huán)氧樹脂、錨固劑，亦可采用快凝高強度微膨脹的漿液錨固，錨固長度宜為l.52.0 m，孔口管外端應(yīng)露出工作面0.20.3 m，用以安裝高壓球閥。三孔超前鉆控布置圖五孔水平鉆孔布置圖4.4隧底隱伏巖溶探測由于石頭寨隧道穿越可溶巖地層,隧道開挖后,仰拱施工前需對隧道基底隱伏巖溶進行探測，全隧道均需施做基底探測。石頭寨隧道基底探測主要采用地質(zhì)雷達(dá)探測法。地質(zhì)雷達(dá)探測是利用電磁波在隧道開挖工作面前方巖體中的傳播及反射，根據(jù)傳播速度和反射脈沖波走時進行超前地質(zhì)預(yù)報的一種物探方法。地質(zhì)雷達(dá)探測主要用于巖溶探測，亦可用于斷層破碎帶、軟弱夾層等不均勻地質(zhì)體的探測。當(dāng)前方巖體完26、整的情況下，可以預(yù)報20m的距離，兩次重疊長度5m，每15米一次；當(dāng)巖石不完整或存在構(gòu)造的條件下，預(yù)報距離變小，甚至小于10m。雷達(dá)探測的效果主要取決于不同介質(zhì)的電性差異，即介電常數(shù)，若介質(zhì)之間的介電常數(shù)差異大，則探測效果就好。由于該法對空洞、水體等的反映較靈敏，因而在巖溶地區(qū)用得較普遍。缺點是洞內(nèi)測試時，由于受干擾因素較多，往往造成假的異常，形成誤判。此外它預(yù)報的距離有限，一般不超過20m，且要占用掌子面的工作時間。5.石頭寨隧道超前預(yù)報采用的方法石頭寨隧道超前預(yù)報段落表序號里 程 范 圍長 度（m）WT-2（TSP203+紅外探水）WT-3（TSP203+地質(zhì)雷達(dá)+紅外探水）ZT-1（超前27、水平鉆1孔+超長炮孔5孔）ZT-2（超前水平鉆2孔+超長炮孔5孔）ZT-4（超前水平鉆3孔+超長炮孔5孔）ZT-5（超前水平鉆5孔+超長炮孔10孔）1DK359+272DK359+4401682DK359+440DK359+490503DK359+490DK359+6201304DK359+620DK359+7701505DK359+770DK359+9101406DK359+910DK359+980707DK359+980DK360+5305508DK360+530DK361+0004709DK361+000DK361+50050010DK361+500DK361+82032011DK36128、+820DK62+32050012DK362+320DK362+70038013DK362+700DK362+77070合計3498m石頭寨隧道進口平導(dǎo)超前預(yù)報段落表序號里 程 范 圍長 度（m）WT-2（TSP203+紅外探水）WT-3（TSP203+地質(zhì)雷達(dá)+紅外探水）ZT-1（超前水平鉆1孔+超長炮孔5孔）ZT-2（超前水平鉆2孔+超長炮孔5孔）ZT-4（超前水平鉆3孔+超長炮孔5孔）ZT-5（超前水平鉆5孔+超長炮孔10孔）1DK359+272DK359+4401682DK359+440DK359+490503DK359+490DK359+6201304DK359+620DK359+729、701505DK359+770DK359+9101406DK359+910DK359+980707DK359+980DK360+530550合計2958m石頭寨隧道和平導(dǎo)全部采用地質(zhì)調(diào)查法、地質(zhì)素描法。6.超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)要求6.1收集、熟悉地質(zhì)資料了解工程區(qū)內(nèi)宏觀的地質(zhì)環(huán)境、大型構(gòu)造形跡的發(fā)育分布規(guī)律以及工程圍巖所處的具體構(gòu)造部位、巖體的結(jié)構(gòu)特征、節(jié)理裂隙發(fā)育程度、巖體完整性、巖石(體)強度、地下水狀態(tài)等；掌握全隧道的地質(zhì)背景，指出存在的不良地質(zhì)問題和地段，還要知道各段圍巖的穩(wěn)定程度、可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的位置、規(guī)模、性質(zhì)和防治措施，目的在于保證隧道施工設(shè)計、施工方法和措施能順應(yīng)地質(zhì)情況的變化,30、適時做出符合施工實際的調(diào)整和修改。6.2 施工地質(zhì)編錄對已開挖段地質(zhì)狀態(tài)作詳細(xì)真實的描述，可作為超前預(yù)報的依據(jù)，該內(nèi)容包括巖性、巖石堅硬程度及完整情況、斷層及破碎帶、節(jié)理裂隙、地下水狀態(tài)、不良地質(zhì)現(xiàn)象等作編錄；調(diào)整確定物探超前地質(zhì)預(yù)報的部位；現(xiàn)場采集巖土、水試樣。具體內(nèi)容包括：6.2.1工程地質(zhì)測繪、編錄作好正洞內(nèi)地層、巖性的劃分和描述，核對地層分界線在隧道洞身的實際位置，進一步確定各斷帶及其主、次斷層（包括影響帶）的位置、產(chǎn)狀、斷層帶的物質(zhì)組成、寬度、富水性及工程性質(zhì)。對洞壁巖體主要結(jié)構(gòu)面進行定性及定量統(tǒng)計量測，查明主要結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、性質(zhì)、延伸長度、張開寬度、粗糙程度、蝕變、密度、地下水及充31、填情況等，并分析優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面對圍巖穩(wěn)定性的影響。對巖體受構(gòu)造影響程度、節(jié)理發(fā)育程度、巖體完整程度及圍巖穩(wěn)定狀態(tài)等進行詳細(xì)編錄，據(jù)此對圍巖類別及其他地質(zhì)參數(shù)進行修正，并提出有針對性的支護、襯砌或超前加固措施意見。對斷帶、節(jié)理密集帶、巖性接觸帶、地下水富集帶、巖性變化頻繁或軟硬相間及掌子面地質(zhì)情況與地面調(diào)繪出入較大等重點地段進行詳細(xì)的調(diào)查和分析評價。根據(jù)量測資料，分段統(tǒng)計、分析巖體各種數(shù)據(jù)，完成隧道正洞施工地質(zhì)超前預(yù)報綜合測試分段報告。根據(jù)正洞、輔助坑道施工地質(zhì)條件的變化，進行隧道動態(tài)設(shè)計和動態(tài)施工管理。6.2.2水文地質(zhì)測繪、編錄通過對正洞、輔助坑道內(nèi)不同時代、不同巖性圍巖富水性及涌水量的動態(tài)變化32、觀測，分析、驗證隧道的富水性分區(qū)和涌水量的大小、涌水的補給來源，涌水產(chǎn)生的條件、影響范圍、涌水形式等。在洞內(nèi)，通過現(xiàn)場實地調(diào)查、測量出水點位置、地下水類型、出水形式（滴狀、線狀、股狀及片狀）以及水量大小、變化；水量的動態(tài)變化測試，主要是在節(jié)理密集帶、斷層破碎帶及中等和弱富水區(qū)的邊緣部位等易出現(xiàn)突水、涌水的地段進行。根據(jù)上述地表、洞內(nèi)的水文地質(zhì)測試預(yù)報，進行隧道富水段及脈狀含水地段的涌水預(yù)測、預(yù)報。在富水段、脈狀含水段及邊緣部位，施工中可能發(fā)生涌（突）水災(zāi)害，應(yīng)根據(jù)地層巖性、節(jié)理、斷層、出水量變化情況等預(yù)測施工掌子面前方及正洞發(fā)生涌（突）水的部位、規(guī)模及危害程度，提出相應(yīng)的防、疏、排水措施。地表33、水水量動態(tài)變化測試，根據(jù)工程需要選擇洞口和地表合適的位置，對可能影響隧道涌水量變化的隧道進、出口附近及洞身經(jīng)過的的井、泉等溝谷地表水及相關(guān)的泉水，進行動態(tài)觀測，測試水位及水量的變化，測試周期初步定為一個月(雨季應(yīng)縮短測試周期)。6.3圍巖、地下水特性測試 巖石物理力學(xué)試驗根據(jù)工程需要，對巖石物理力學(xué)特性進行補充測試。水化學(xué)測試根據(jù)工程需要采取地下水樣，進行水質(zhì)分析試驗，查明水質(zhì)情況，評價地下水對混凝土的侵蝕性及對周邊環(huán)境影響的評價。6.4隧道超前地質(zhì)預(yù)報應(yīng)完成的主要成果資料隧道超前地質(zhì)預(yù)報總報告及圖件；隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報縱斷面圖（1：5001：1000）。隧道測量與超前預(yù)報報告及圖件；隧道水34、文地質(zhì)超前預(yù)報報告；隧道物探測試綜合分析報告；隧道物探測試綜合成果圖；隧道物探分段測試及超前預(yù)報分析評價報告；隧道各種圍巖巖體物理、力學(xué)試驗、測試分析評價報告，水質(zhì)分析報告；各種原始資料裝訂成冊。7.超前地質(zhì)預(yù)報人員組織機構(gòu)由于隧道施工風(fēng)險大，超前地質(zhì)預(yù)報工作尤為重要。針對這種情況，一分部成立了專門的超前預(yù)報小組，小組成員由分部總工任組長，工程部長對超前地質(zhì)預(yù)報工作進行督促落實，對超前預(yù)報變化段提前編制施工方案，并將預(yù)報資料與現(xiàn)場實際開挖的地質(zhì)情況進行對比，具體操作、數(shù)據(jù)收集人員由工程部技術(shù)主管、技術(shù)員組成。超前預(yù)報資料整理出來后，及時上報到分部主管領(lǐng)導(dǎo)、分部總工和各分管領(lǐng)導(dǎo)處。超前預(yù)報小組成35、員見下表。超前預(yù)報小組成員一覽表 序 號姓 名性 別出生年月職稱學(xué)歷專 業(yè)職責(zé)1邵建龍男1977.9工程師大專土木工程技術(shù)負(fù)責(zé)人2馬培廣男1982.11工程師本科彈藥工程與爆破技術(shù)部門負(fù)責(zé)人3吳章五男1988.5技術(shù)員大專道路橋梁石頭寨隧道出口地質(zhì)描述具體實施責(zé)人4崔少勇男1987.11技術(shù)員大專道路橋梁石頭寨隧道進口和平導(dǎo)地質(zhì)素描具體實施負(fù)責(zé)人注：表中未包括現(xiàn)場測試的技術(shù)熟練工人和其它后勤人員。8.超前預(yù)報的安全防護超前地質(zhì)預(yù)報人員應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)、執(zhí)行隧道施工安全規(guī)程，超前鉆探人員還應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)、執(zhí)行鉆探安全技術(shù)操作規(guī)程。新參加人員(含臨時工)上崗前，必須經(jīng)過安全生產(chǎn)教育，具有安全生產(chǎn)的基本知識，36、并應(yīng)在班長或技術(shù)熟練人員的指導(dǎo)下工作。隧道超前地質(zhì)預(yù)報實施過程中應(yīng)積極識別各種安全源，保障人員和機械設(shè)備的安全。進入隧道工作必須穿戴合體的工作服(天然氣、瓦斯隧道嚴(yán)禁穿著易于產(chǎn)生靜電的服裝)、防護靴、安全帽和防塵(防毒)口罩等防護用品。嚴(yán)禁上班前和工作中飲酒。地質(zhì)預(yù)報工作必須在現(xiàn)場爆破作業(yè)結(jié)束(必要時初期支護)后進行，開始工作前應(yīng)觀察操作空間上方、周圍有無安全隱患，特別是鉆探開挖工作面附近是否還有危石存在，確保預(yù)報人員的的安全。高處作業(yè)時作業(yè)臺架必須安設(shè)牢固，臺架周圍應(yīng)設(shè)置防護欄，凡患有高血壓、心臟病等不適應(yīng)高處作業(yè)者不得上架作業(yè)。當(dāng)隧道巖體中含有煤層瓦斯、石油天然氣等易燃易爆物時，必須嚴(yán)格執(zhí)行國家現(xiàn)行的煤礦安全規(guī)程、鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)程等的有關(guān)規(guī)定。超前地質(zhì)預(yù)報工作應(yīng)采用防爆型的儀器、設(shè)備。當(dāng)采用非防爆型時，在儀器設(shè)備及操作空間20 m范圍內(nèi)瓦斯?jié)舛缺仨毿∮?。超前鉆探必須采用水循環(huán)鉆或濕式鉆孔，嚴(yán)禁攜帶火源進洞。彈性波反射法超前地質(zhì)預(yù)報現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)使用的炸藥和雷管必須由持有爆破證的專人領(lǐng)用，爆破作業(yè)必須由專業(yè)爆破工操作。非專業(yè)人員嚴(yán)禁從事爆破作業(yè)。鉆機使用的高壓風(fēng)、高壓水的各連接部件均應(yīng)采用符合要求的高壓配件，管路應(yīng)連接安設(shè)牢固，并應(yīng)經(jīng)常檢查，防止管接頭脫落、管路爆裂高壓風(fēng)、水傷人；高壓電路接線應(yīng)由專業(yè)電工操作。18