【正文】 水高風(fēng)險(xiǎn) ZT5 超前鉆孔（ 5孔）+加深炮眼（ 10）孔 云桂鐵路云南段站前工程 3 標(biāo)段 阿卡黑一號 隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專項(xiàng)方案 中交四航局云桂鐵路云南段項(xiàng)目經(jīng)理部 5 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作流程 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作流程見下圖 設(shè) 計(jì) 單 位 編 制 超 前 地 質(zhì) 預(yù) 報(bào) 設(shè) 計(jì) 方 案 （ I 級 風(fēng) 險(xiǎn) 隧 道 或 高 風(fēng) 險(xiǎn) 及 以 上 段 落 編 制 專 項(xiàng) 方 案 ）施 工 單 位 編 制 超 前 地 質(zhì) 預(yù) 報(bào) 實(shí) 施 細(xì) 則監(jiān) 理 單 位設(shè) 計(jì) 單 位技 術(shù) 指 導(dǎo) 旁 站 監(jiān) 理施 工 單 位 、 第 三 方 預(yù) 報(bào) 單 位 按 照 設(shè) 計(jì) 要 求 和 批 準(zhǔn) 實(shí) 施 細(xì) 則 超 前 探 測施 工 單 位 向 設(shè) 計(jì) 單 位 、 建 設(shè) 單 位 提 交 超 前 預(yù) 測 預(yù) 報(bào) 報(bào) 告設(shè) 計(jì) 單 位 進(jìn) 行 分 析 、 判 釋 ， 提 出 超 前 地 質(zhì) 預(yù) 測 預(yù) 報(bào) 結(jié) 論無 異 常施 工 單 位 開 挖 掘 進(jìn)異 常建 設(shè) 單 位參 加設(shè) 計(jì) 單 位 研 究 超 前 地 質(zhì) 預(yù) 測 預(yù) 報(bào) 補(bǔ) 充 設(shè) 計(jì) 方 案建 設(shè) 單 位 審 批 并 下 發(fā) 超 前 地 質(zhì) 預(yù) 測 預(yù) 報(bào) 補(bǔ) 充 設(shè) 計(jì) 方 案設(shè) 計(jì) 單 位監(jiān) 理 單 位旁 站 監(jiān) 理取 芯 旁 站施 工 單 位 按 照 超 前 地 質(zhì) 預(yù) 測 預(yù) 報(bào) 補(bǔ) 充 設(shè) 計(jì) 方 案 超 前 探 測施 工 單 位 向 、 建 設(shè) 單 位 設(shè) 計(jì) 單 位 提 交 超 前 預(yù) 測 預(yù) 報(bào) 報(bào) 告設(shè) 計(jì) 單 位 進(jìn) 行 分 析 、 判 釋 ， 提 交 超 前 地 質(zhì) 預(yù) 測 預(yù) 報(bào) 結(jié) 論建 設(shè) 單 位 組 織 設(shè) 計(jì) 、 監(jiān) 理 、 施 工 四 方 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) 方 案 會(huì) 商 施 工 方 案超 前 地 質(zhì) 預(yù) 報(bào) 工 作 流 程公 司指 揮 部監(jiān) 理 單 位 進(jìn) 行 簽 認(rèn)公 司指 揮 部A 、 B 類 施 工 地 質(zhì)C 類 施 工 地 質(zhì)監(jiān) 理 單 位 審 查A 、 B 類 施 工 地 質(zhì)C 類 施 工 地 質(zhì) 云桂鐵路云南段站前工程 3 標(biāo)段 阿卡黑一號 隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專項(xiàng)方案 中交四航局云桂鐵路云南段項(xiàng)目經(jīng)理部 6 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工藝流程 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工藝流程圖 云桂鐵路云南段站前工程 3 標(biāo)段 阿卡黑一號 隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專項(xiàng)方案 中交四航局云桂鐵路云南段項(xiàng)目經(jīng)理部 7 地質(zhì)復(fù)雜程度分級 地質(zhì)情況復(fù)雜程度分級見下表 復(fù)雜程度分級 影響因素 復(fù)雜 (A 級 ) 較復(fù)雜 （ B級） 中等復(fù)雜 （ C 級） 簡單 （ D級） 地質(zhì)情況復(fù)雜程度（含物探異常） 巖溶發(fā)育程度 強(qiáng)烈發(fā)育，以大型暗河、廊道、較大規(guī)模溶洞、豎井和落水洞為主，地下洞穴系統(tǒng)基本形成 中等發(fā)育，沿?cái)鄬?、層面、不整合面等有顯著溶蝕，中小型串珠狀洞穴系統(tǒng)未形成，有小型暗河或集中徑流 弱發(fā)育，沿裂隙、層面溶蝕擴(kuò)大為巖溶化裂隙或小型洞穴，裂隙連通性差，少見集中徑流，常有裂隙水流 微弱發(fā)育，以裂隙狀巖溶或溶孔為主，裂隙不連通，裂隙透水性差 涌水涌泥程度 特大型涌突水（涌水量＞ 100000m3/d） 、大型涌突水（涌水量10000～ 100000 m3/d） 、突泥，高水壓 較大型涌突水（涌水量1000～ 10000 m3/d） 、突泥 中型涌水（涌水量 100～ 1000 m3/d） 、涌泥 小型涌水（涌水量＜100 m3/d） ，涌突水可能性極小 斷層穩(wěn)定程度 大型斷層破碎帶、自穩(wěn)能力差、富水，可能引起大型失穩(wěn)坍塌 中型斷層 帶，軟弱，中～弱富水，可能引起中型坍塌 中小型斷層，弱富水，可能引起小型坍塌 中小型斷層，無水，調(diào)塊 地應(yīng)力影響程度 極高應(yīng)力（ RC/σ max＜ 4） ，開挖過程中硬質(zhì)巖時(shí)有巖爆 ，有巖塊彈出；軟質(zhì)巖巖芯常有餅化現(xiàn)象，巖體有剝離，位移極為顯著 高應(yīng)力（ RC/σmax =4～ 7） ，開挖過程中硬質(zhì)巖可能出現(xiàn)巖爆，巖體有剝離和掉塊現(xiàn)象；軟質(zhì)巖巖芯常時(shí)有餅化現(xiàn)象，巖體位移顯著 —— —— 瓦斯影響程度 瓦斯突出；瓦斯壓力 P≥ ,瓦斯放散初速度△ P≥ 10，煤的堅(jiān)固性系數(shù) f≤ ,煤的破壞類型為Ⅲ及以上 高瓦斯：全工區(qū)的瓦斯涌出量≥ m3/min 低瓦斯：全工區(qū)的瓦斯涌出量﹤ m3/min 無 地質(zhì)因素對隧道施工的影響程度 危及施工安全，可能造成重大安全事故 存在安全隱患 可能存在安全問題 局部可能存在安全問題 誘發(fā)環(huán)境問題的程度 可能造成重大環(huán)境災(zāi)害 施工、防治不當(dāng)，可能誘發(fā)一般環(huán)境問題 特殊情況下可能出現(xiàn)一般環(huán)境問題 無 注： RC為巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度（ MPa）；σ max 為最大地應(yīng)力值（ MPa）。通過層層序?qū)Ρ?、地層分界線及構(gòu)造線地下和地表相關(guān)性分析、斷層要素與隧道幾何參數(shù)的相關(guān)性分析、臨近隧道內(nèi)不良地質(zhì)體的前兆分析等，利用常規(guī)地質(zhì)理論、地質(zhì)作圖和趨勢分析等，推測開挖工作面前方可能揭示地質(zhì)情況的一種超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法 。地質(zhì)調(diào)查法包括隧道地表補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查和隧道內(nèi)地質(zhì)素描等。超前地質(zhì)鉆探 法適用于各種地質(zhì)條件下的隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，在富水軟弱斷層破碎帶、富水巖溶發(fā)育區(qū)、重大物探異常區(qū)等地質(zhì)條件復(fù)雜地段必須采用。 對實(shí)施超前地質(zhì)鉆探的人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和考核，經(jīng)考核合格后方可上崗。 超前地質(zhì)鉆孔：擬采用單孔水 平取 巖 芯鉆探法 ，超前探測 20～ 30m，驗(yàn)證中近距離物探超前探測的異常地段。各孔開孔位置應(yīng)根據(jù)超前物探資料、現(xiàn)場地質(zhì)情況進(jìn)行合理優(yōu)化，以達(dá)到預(yù)報(bào)目的為原則。 孔徑宜與爆破孔相同。 其開孔斷面布置如下圖，也可根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況和物探資料進(jìn)行合理優(yōu)化，以達(dá)到預(yù)報(bào)目的為原則。鉆到巖溶和巖溶水時(shí)，應(yīng)視情況采用超前地質(zhì)鉆探和其他探測手段，查明情況，確保施工安全。 隧 道 中 線約1 5 01302 探測孔3 探測孔4 探測孔5 探測孔6 探測孔7 探測孔8 探測孔9 探測孔1 0 探測孔約1 5 0開挖輪廓線約150約1501 探測孔內(nèi)軌頂面正洞加深炮孔開孔坐標(biāo)斷面圖 云桂鐵路云南段站前工程 3 標(biāo)段 阿卡黑一號 隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專項(xiàng)方案 中交四航局云桂鐵路云南段項(xiàng)目經(jīng)理部 11 中近距離超前物探：采用紅外探水儀器、地質(zhì)雷達(dá)等物探手段對掌子面前方先進(jìn)行中距離綜 合超前預(yù)測、預(yù)報(bào)； 地質(zhì)雷達(dá)主要應(yīng)用于洞口段、斷層破碎段、軟弱夾層、巖溶等不均勻地質(zhì)段，探測距離一般在 20～ 30m范圍內(nèi)，連續(xù)預(yù)報(bào)時(shí)前后兩次重疊長度應(yīng)在 5m以上 ； 紅外探測儀進(jìn)行含水體探測，探測距離一般小于 30m，連續(xù)預(yù)報(bào)時(shí)前后兩次重疊長度大于 5m。 本隧道物探法采用 WT2，采取 TSP203+紅外探測。 (1)時(shí)間安排 地震反射波探測儀（ TSP 預(yù)報(bào)系統(tǒng)）一般 對隧道進(jìn)行連續(xù)跟蹤測試，前后兩次搭接長度大于 10m。 現(xiàn)場共需在邊墻施做 26 個(gè)鉆孔，由駐地地質(zhì)工程師配合施工單位提前施做，鉆孔工作一般需 3～ 4 個(gè)小時(shí)， 在儀器到場前施做完成。 (2)人員安排 現(xiàn)場由地質(zhì)工程師、物探工程師進(jìn)行測試，由施工單位 配合施做鉆孔。 (3)TSP 探測 的 方法及儀器 ① TSP 原理 及 方法 TSP 方法屬于多波多分量高分辨率地震反射法。當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅綆r石波阻抗差異界面（如斷層、破碎帶和巖性變化等 )時(shí)，一部分地震信號反射回來（圖 2），一部分信號透射進(jìn)入前方介質(zhì)。數(shù)據(jù)通過 TSPwin 軟件處理，便可了解隧道 掌子 面前方地質(zhì)體的性質(zhì)（軟弱巖帶、破碎帶 、斷層、含水巖層等）和位置及規(guī)模。 系統(tǒng)主要組成： ： 12道， 24 位 A/D 轉(zhuǎn)換，采樣間隔 和 125μs ，最大記錄長度為，記錄帶寬 8000Hz 和 4000Hz，動(dòng)態(tài)范圍 120dB。5% ，頻率范圍為 ～ 5000Hz，共振頻率 9000Hz，橫向靈敏度＞ 1%，操作溫度 0℃ ～ 65℃ 。 (4)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集 ① 觀測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 接收器位置在 R1，掌子面位置為 R1+55，設(shè)計(jì)為 24炮， 2 個(gè)接收器（檢波器）在隧道左右邊墻同時(shí)接收?！?10176?！?20176。 ② 儀器采集參數(shù) 數(shù)據(jù)采集時(shí)，采用 XYZ 三分量同時(shí)接收， 設(shè)置適合的 采樣間隔 、 記錄長度。 激發(fā)地震波時(shí)，采用無爆炸延遲時(shí)的瞬發(fā)電雷管， 乳化 炸藥，藥量 通過試驗(yàn)確定 。 (5)數(shù)據(jù)處理 采集的數(shù)據(jù)采用配套的 TSPwin 專用軟件進(jìn)行處理。剔除 不合格 的 地震 道。 根據(jù) 預(yù)報(bào)長度 選取合適的用于處理的時(shí)間長度。 處理的最終成果包括 頻譜、 P 波、 SH 波、 SV 波的時(shí)間剖面、深度偏移剖面、提取的反 射層、巖石物理力學(xué)參數(shù)、各反射層能量大小等，以及反射層在探測范圍內(nèi)的 2D和 3D 空間分布。 ② 正反射振幅（紅色）表明正的反射系數(shù)，表明剛性巖層；負(fù)反射振幅（ 藍(lán) 色）指向軟弱巖層。 ④ Vp/Vs 較大的增加或泊松比 δ 突然增大，常常因流體的存在而引起。 解釋及評估結(jié)果 結(jié)合隧道地質(zhì)勘察資料、設(shè)計(jì)資料、施工地質(zhì)資料、反 射波分析成果顯示圖及巖體物理力學(xué)參數(shù)等進(jìn)行。結(jié)合巖體物理力學(xué)參數(shù)、圍巖軟硬、含水情況、構(gòu)造影響程度、節(jié)理裂隙發(fā)育程度等資料，對圍巖穩(wěn)定性做出評價(jià)，并可參照有關(guān)規(guī)范對圍巖級別初步評估。在隧道開挖接近前期探測的異常體或重點(diǎn)段時(shí)，進(jìn)場開展探測工作?，F(xiàn)場參數(shù)測量及記錄及數(shù)據(jù)采集共需約 20分鐘。測試時(shí)需有監(jiān)理旁站、施工單位到場。 本項(xiàng)目采用煤炭科學(xué)研究總院唐山分院泰普高科技開發(fā)中心研發(fā)的 HY303型紅外探測儀及其配套軟件 分析軟件。開挖面測線布置如圖 8。 (5)數(shù)據(jù)處理及成果 探測數(shù)據(jù)的分析前首先檢查探測數(shù)據(jù)的可靠性，探測數(shù)據(jù)和曲線分析與判定 以地質(zhì)學(xué)為基礎(chǔ)，通過探測與施工驗(yàn)證，總結(jié)出正常場的特點(diǎn)，先確定正常場，再確定異常場，由異常場判定含水體的存在。 隧道隱伏巖溶探查 對 阿卡黑一號 隧道灰?guī)r地段、開挖過程中發(fā)現(xiàn)巖溶的地段必須進(jìn)行 隱伏 巖溶探查。因此，隧道開挖后的隧底及洞周隱伏巖溶探查應(yīng)根據(jù)具體情況采用適宜的方法。 ，是隱伏巖溶探查的最基本手段。 （埋深＜ 3m，需要增加釬探、風(fēng)鎬等手段進(jìn)行探查。 探測隧底巖溶的物探方法主要有地質(zhì)雷達(dá)法、彈性波 CT 法等， 開挖過程中分段探查。 6．各種探查方法須提交相應(yīng)的探查說明（或報(bào)告）及相關(guān)的圖件。 （泉）、涌突水點(diǎn)、涌突泥點(diǎn)的位置等應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確測量，水量、洪水期水位等應(yīng)調(diào)查測量。 風(fēng)槍探孔 工 作要求 采用風(fēng)槍探孔對隧底及周邊巖溶進(jìn)行探查。探孔深度6m（隧底探孔在仰拱開挖后施作），斷面環(huán)向間距 5m，遇到巖溶異常時(shí)應(yīng)適當(dāng)加密、加深。 云桂鐵路云南段站前工程 3 標(biāo)段 阿卡黑一號 隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專項(xiàng)方案 中交四航局云桂鐵路云南段項(xiàng)目經(jīng)理部 17 做好釬探、風(fēng)鎬探孔記錄，每孔的里程位置須準(zhǔn)確定位，詳細(xì)記錄每孔巖溶充填物厚度、成分、軟硬程度、含水程度等。地質(zhì)雷達(dá)法可用于隧底和洞周的巖溶探查，原則上現(xiàn)場首選該方法；彈性波 CT 法主要用于隧道底部大型巖溶工點(diǎn)（與鉆探相結(jié)合）的探查。 b、外業(yè)布置 ①采用連續(xù)測量方式 ②定位標(biāo)尺間距不大于 10m。 LLLL邊墻左測線中測線右測線邊墻 ④洞周探查原則上沿隧道延伸方向布置 3 條測線，拱頂一條，左右起拱線各一條，或針對風(fēng)槍異常范圍進(jìn)行。 ⑥對現(xiàn)場無法撤離的金屬物、障礙物，在施測時(shí)應(yīng)做好詳細(xì)的記錄（金屬物或障礙物種類、位置、規(guī)模），資料解釋時(shí)便于排除干擾。 ②有較大的增益和可控動(dòng)態(tài)，輸入阻抗不小于 3kΩ . ③具有良好的各道一致性。 b、外業(yè)布置 ①被探測的地質(zhì)體相對位于掃描剖面中間，規(guī)模大于成像單元。 ③采用一發(fā)多收的兩邊扇形觀測系統(tǒng)。 c、對鉆孔的要求 ①采取適當(dāng)?shù)淖o(hù)壁措施；當(dāng)采用 PVC 護(hù)管時(shí)，護(hù)管