广乐高速T10标超前地质预报专项方案 -中国道桥网

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资料名称:	广乐高速T10标超前地质预报专项方案
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上传时间:	2012/8/22
资料类别:	施工组织
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中铁隧道集团有限公司乐昌至广东高速公路第T10合同段
隧道超前地质预报专项方案 doc共32页

2.1 工程概况
乐昌至广东高速公路T10表标段内共有2隧道，分别为长基岭隧道和龙归隧道。其中长基岭隧道为特长隧道，是广乐高速控制性工程，长基岭隧道左线长3920m，右线长3940m；龙归隧道右线长640m，左线长565m。
2.2 工程地质、水文地质
   （1）地形地貌
本合同段地处粤北山区，地势总体北高南低，地貌分为构造剥蚀中低山区、丘陵盆地及丘陵河谷三种单元，地表植被发育。长基岭隧道位于低山地貌区，最大埋深367.7m，隧道进出口坡度40o~50o。龙归隧道位于丘陵地貌区，最大埋深61.67m，隧道进出口坡度40o~50o。
（2）地质构造
本合同段位于粤北地块～粤北坳陷北部～韶关坳陷区，构造运动强烈。
长基岭隧道位于粤北凹褶束～韶关凹褶中的天门坳隆起地区，地层复杂、断层发育。断裂主要为北北东向和北东向，南北向。隧道穿越14条断层破碎带或岩溶侵蚀破碎带。
龙归隧道位于湘粤坳褶束的粤北凹褶束，以华夏构造为主体，形成以南北向褶皱-瑶山复背斜的褶皱和盆地。断裂主要为北北东向和北东向。隧道穿越1条断层破碎带。
（3）地层岩性围岩分级
段内所处位置岩性以灰岩、砂岩、页岩为主。
长基岭隧道区域出露地层为泥盆系天子岭组灰岩、侏罗系金鸡组砂岩、三叠系艮口组砂岩、石炭系石磴子组灰岩。洞身主要从灰岩、砂岩中穿过；全隧Ⅴ级围岩约占18%，Ⅳ级约占37%，Ⅲ级约占45%。
龙归隧道区域出露地层为石炭系测水组灰岩、砂岩、页岩、炭质页岩、煤层及第四系残坡积土。洞身从砂岩、灰岩不整合接触面穿过；全隧均为Ⅴ级围岩。
（4）水文地质
地表水主要为北江支流武江水系，水量受季节影响较大。长基岭隧道出口端从ZK93+500～ZK94+050地表有一条溪沟，常年有水流。地表水为表层孔隙水、裂隙水、岩溶水，地下水较为发育。地表水通过岩溶通道与地下水相连，ZK91+400～ZK91+640北侧发育岩溶洼地，形成落水洞。地下水受季节、降雨影响较大。
（5）不良地质
隧道不良地质主要为岩溶、断层、崩塌、采空区等。
①岩溶
长基岭隧道ZK90+120～ZK92+150、YK90+125～YK92+240段下伏基岩主要为D3t灰岩，ZK93+105～ZK94+040、YK93+165～YK94+065段下伏基岩主要为C1ds灰岩，13条断层分布位置及其影响带内岩溶强烈发育，隧道穿越断层位置附近，可能遇到大规模溶洞。
②断层
长基岭隧道探明要穿过13条断层破碎带或岩溶侵蚀破碎带，断层破碎带岩溶发育、岩体破碎、富水，影响范围很大，WF111、WF113和WF114等断层影响宽度均在40米以上，岩溶强烈发育；WF113、WF114、WF115断层为灰岩与砂岩、砂岩与泥质粉砂岩、泥质粉砂岩与灰岩的不整合接触带，断层带内泥质充填，岩体破碎。龙归隧道位置为粉砂岩与灰岩不整合接触带附近，ZK98+060～ZK98+070、YK98+040～YK98+050为断层破碎带，带内泥质填充。
③采空区
在K91+000～K92+400范围内，存在一开采已久的赤老顶锑矿，矿区情况复杂。
3 超前地质预报的目的和目标
目的：超前探测地层岩性、软弱层的位置、岩体完整程度、断裂带位置、宽度、破碎程度、富水性。预报突水突泥及断层破碎带具体位置及可能带来的灾害程度；提供必要的地质参数如：地下水压力、涌水量等；提供施工掌子面前方地质信息，进一步确定保证围岩稳定性的工程措施及合理的施工方法；为优化施工方案提供依据，指导施工顺利进行，确保施工安全。
目标：准确预报掌子面前方围岩地质情况及富水情况，重点预报突水突泥及断层破碎带等不良地质的具体位置、规模及影响程度。
4 地质预报的总体思路
（1）将超前地质预报纳入工序进行管理，按照“物探先行，钻探验证，有掘必探，先探后掘”的原则组织施工。
（2）按照“多源协同”综合超前地质预报的原理配备仪器和人员，遵循 “地质与物探钻探相结合，长期与短期预报相结合，多种方法相互配合” 的原则，建立综合预报体系。
（3）采用以TSP主要预报断层位置、规模，直流电法仪主要预报断层及岩溶含水情况及位置，超前地质钻探进行验证为主要手段的综合超前地质预报方法。
5 超前地质预报的内容和方法
5.1超前地质预报的内容 
地质超前预报的内容包括隧道所在地区地质分析与宏观地质预报、隧道洞身不良地质及灾害地质超前预报和重大施工地质灾害临警预报。 
（1）区域地质分析与宏观地质预报
主要预报开挖面前方的围岩级别和稳定性，及时修改设计，调整支护类型，预报洞内涌水量大小和变化规律以及对环境地质与工程的影响。 
（2）不良地质及灾害地质超前预报
主要预报开挖面前方岩性变化和不良地质的范围、规模、性质，以及突水、突泥、坍塌、岩爆等灾害地质的发生概率，提出施工预防措施；预报断层的位置、宽度、产状、性质、破碎带物质状态、充水情况、稳定程度等，提出施工对策。 
（3）重大施工地质灾害临警预报
针对开挖面前方有可能引发的大规模突水、突泥、坍塌、冒落、变形、岩爆等重大地质灾害建立临警预报系统，主要预报隧道洞身所通过的深大富水断裂、富水向斜的核部、富水砂层、软土、极软岩、煤系地层等，评判其危害程度，提出施工方案对策。
5.2超前地质预报的方法 
本标段隧道施工地质超前预报主要采用传统地质分析法、物探法、超前钻探法、先行洞预报法及特殊地质灾害所采用的相关方法。施工地质预报是一项系统性的工作，需纳入施工工序。 
（1）地质分析法 
地质调查与推断是隧道地质超前预报最基本的方法，可以随时进行，不干扰施工。地质分析法通过收集和分析地质资料、地表详细调查、隧道内地质编录、素描、数码照相等方法，了解隧道所处地段的地质条件，通过对比、论证、推断，预报隧道前方的工程地质、水文情况。 
（2）物理探测法 
物理探测法是利用物体物性差异进行地质判断的方法。利用物探技术进行超前地质预报的优点是快速、超前探测距离大、对施工干扰相对小、可以多种技术组合应用。段内隧道采用的物探方法如下：
①TSP地震波反射法 
利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波来预报隧道掘进面前方的地质状况。现场采集信号时要求没有其它震源。 
②直流电法 
利用供电极A，接收极M、N所形成电位等势线形成等势体球壳，来反映前方低阻异常区,探测前方含水体。有效探测距离80m以上。
（3） 超前地质钻探 
超前地质钻探是利用水平钻机在隧道掌子面进行水平地质钻探获取地质信息的一种地质超前预报方式。它可直接揭示隧道开挖面前方几十米的地层岩性、岩体结构完整程度、构造、地下水、岩溶洞穴填充物及其性质、岩体完整程度等资料，还可通过岩芯试验获得岩石强度等定量指标。 
（4）先行洞地质预测法 
通过先行隧道的地质预报和开挖验证，为后行隧道的开挖提供直接的地质信息和预报。，通过对先行隧道出露的地质情况进行地质编录、素描、作图，综合分析其地层岩性、地质构造、水文地质情况，根据地质理论预测相应段隧道的工程地质和水文地质条件，以及可能发生地质灾害的位置、性质、规模，并提出防治措施意见。
6 地质预报组织机构和工作流程
T10标段隧道的地质条件复杂，断层和岩溶发育，为高风险水隧道，隧道施工中地质工作尤其重要。为了更好地完成施工阶段的地质工作，组织上，项目部设立科研部，人员由技术中心派驻，成立超前地质预报预测工作组织机构，见图1，地质预报组根据隧道施工进度和开挖地质情况，及时进行地质预报，并反馈和传达预测预报信息。