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阿卡黑一號隧道超前地質(zhì)預(yù)報專項方案-在線瀏覽

2024-11-01 22:58本頁面
  

【正文】 水高風(fēng)險 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)報專項方案 中交四航局云桂鐵路云南段項目經(jīng)理部 5 超前地質(zhì)預(yù)報工作流程 超前地質(zhì)預(yù)報工作流程見下圖 設(shè) 計 單 位 編 制 超 前 地 質(zhì) 預(yù) 報 設(shè) 計 方 案 ( I 級 風(fēng) 險 隧 道 或 高 風(fēng) 險 及 以 上 段 落 編 制 專 項 方 案 )施 工 單 位 編 制 超 前 地 質(zhì) 預(yù) 報 實 施 細(xì) 則監(jiān) 理 單 位設(shè) 計 單 位技 術(shù) 指 導(dǎo) 旁 站 監(jiān) 理施 工 單 位 、 第 三 方 預(yù) 報 單 位 按 照 設(shè) 計 要 求 和 批 準(zhǔn) 實 施 細(xì) 則 超 前 探 測施 工 單 位 向 設(shè) 計 單 位 、 建 設(shè) 單 位 提 交 超 前 預(yù) 測 預(yù) 報 報 告設(shè) 計 單 位 進 行 分 析 、 判 釋 , 提 出 超 前 地 質(zhì) 預(yù) 測 預(yù) 報 結(jié) 論無 異 常施 工 單 位 開 挖 掘 進異 常建 設(shè) 單 位參 加設(shè) 計 單 位 研 究 超 前 地 質(zhì) 預(yù) 測 預(yù) 報 補 充 設(shè) 計 方 案建 設(shè) 單 位 審 批 并 下 發(fā) 超 前 地 質(zhì) 預(yù) 測 預(yù) 報 補 充 設(shè) 計 方 案設(shè) 計 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 補 充 設(shè) 計 方 案 超 前 探 測施 工 單 位 向 、 建 設(shè) 單 位 設(shè) 計 單 位 提 交 超 前 預(yù) 測 預(yù) 報 報 告設(shè) 計 單 位 進 行 分 析 、 判 釋 , 提 交 超 前 地 質(zhì) 預(yù) 測 預(yù) 報 結(jié) 論建 設(shè) 單 位 組 織 設(shè) 計 、 監(jiān) 理 、 施 工 四 方 進 行 設(shè) 計 方 案 會 商 施 工 方 案超 前 地 質(zhì) 預(yù) 報 工 作 流 程公 司指 揮 部監(jiān) 理 單 位 進 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)報專項方案 中交四航局云桂鐵路云南段項目經(jīng)理部 6 超前地質(zhì)預(yù)報工藝流程 超前地質(zhì)預(yù)報工藝流程圖 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)報專項方案 中交四航局云桂鐵路云南段項目經(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,沿斷層、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度( MPa);σ max 為最大地應(yīng)力值( MPa)。通過層層序?qū)Ρ取⒌貙臃纸缇€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)報方法 。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。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,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。 對實施超前地質(zhì)鉆探的人員進行技術(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)情況進行合理優(yōu)化,以達(dá)到預(yù)報目的為原則。 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)情況和物探資料進行合理優(yōu)化,以達(dá)到預(yù)報目的為原則。鉆到巖溶和巖溶水時,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)報專項方案 中交四航局云桂鐵路云南段項目經(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行中距離綜 合超前預(yù)測、預(yù)報; 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)報時前后兩次重疊長度應(yīng)在 5m以上 ; 紅外探測儀進行含水體探測,探測距離一般小于 30m,連續(xù)預(yù)報時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)時間安排 地震反射波探測儀( TSP 預(yù)報系統(tǒng))一般 對隧道進行連續(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 個小時, 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,一部分地震信號反射回來(圖 2),一部分信號透射進入前方介質(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 接收器位置在 R1,掌子面位置為 R1+55,設(shè)計為 24炮, 2 個接收器(檢波器)在隧道左右邊墻同時接收?!?10176?!?20176。 ② 儀器采集參數(shù) 數(shù)據(jù)采集時,采用 XYZ 三分量同時接收, 設(shè)置適合的 采樣間隔 、 記錄長度。 激發(fā)地震波時,采用無爆炸延遲時的瞬發(fā)電雷管, 乳化 炸藥,藥量 通過試驗確定 。 (5)數(shù)據(jù)處理 采集的數(shù)據(jù)采用配套的 TSPwin 專用軟件進行處理。剔除 不合格 的 地震 道。 根據(jù) 預(yù)報長度 選取合適的用于處理的時間長度。 處理的最終成果包括 頻譜、 P 波、 SH 波、 SV 波的時間剖面、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,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段時,進場開展探測工作?,F(xiàn)場參數(shù)測量及記錄及數(shù)據(jù)采集共需約 20分鐘。測試時需有監(jiān)理旁站、施工單位到場。 本項目采用煤炭科學(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),通過探測與施工驗證,總結(jié)出正常場的特點,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(或報告)及相關(guān)的圖件。 (泉)、涌突水點、涌突泥點的位置等應(yīng)進行準(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)報專項方案 中交四航局云桂鐵路云南段項目經(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(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)槍異常范圍進行。 ⑥對現(xiàn)場無法撤離的金屬物、障礙物,在施測時應(yīng)做好詳細(xì)的記錄(金屬物或障礙物種類、位置、規(guī)模),資料解釋時便于排除干擾。 ②有較大的增益和可控動態(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壁措施;當(dāng)采用 PVC 護管時,護管
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