铁路隧道工程综合超前地质预报技术

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1、铁路隧道工程超前地质预测预报施工工法1、前言新建云南国际通道玉溪至蒙自段通海铁路隧道，位于云南省玉溪市通海县境内，全长10.3公里，是玉蒙线的控制性重点工程。隧道工程地质复杂，褶皱与断层均比较发育，岩体破碎，风化强烈。在施工过程中隧道内还频繁遇到岩溶、突泥、涌水（最大涌水量达230000m3/d）、坍塌、变形和煤层瓦斯等地质问题，施工难度大，工序复杂，工期十分紧张。本工法依托该隧道的施工方案和施工工艺，开展施工地质预测预报研究工作。20世纪末，我国在隧道工程的施工中将超前地质预测预报技术逐步纳入了施工工序，为确保施

2、工安全起到了非常重要的作用。近年来，超前地质预测预报技术、方法和设备都有了进一步的发展，科技含量进一步提高，经济效益和社会效益日益明显，国家规定新建隧道的施工必须全面、全过程应用该项成果。鉴于超前地质预测预报方法很多，特点各异，技术参差不齐，国内目前尚无成熟的规范，预测预报技术有较大的发展空间。为了进一步加强该项工作，针对各种方法的适用条件，合理选择预测预报方法以提高预报的准确性，特编制本工法。2、工法特点2.1明确把超前地质预测预报工作划分为长距离、中距离、短距离三个阶段，规范了不同阶段的工作内容、成果要求、仪器

3、设备配置、适用条件和距离等。2.2针对不同地质情况，明确提出了物探、钻探等仪器设备的适用范围和使用方法，把先进技术和科学管理结合起来，提高了施工的科学性。2.3对各种预测预报方法所得的数据，提出了各阶段、各种仪器设备和方法应提交资料的内容和深度以利于判译和提高预报精确度。3、适用范围本工法适用隧道及地下工程施工前的地质超前预测预报，重点核对设计文件提出的不良地质段地质状况、核对怀疑有不良地质状况地段的地质情况（尤其是重大不良地质情况）、确认不良地质及灾害地质的具体分布范围、规模、性质以及灾害发生的可能性、影响程度等

4、做出进一步的核对、补漏及验证工作，进而评判其危害程度，提出针对性的预防措施和对策，指导修正设计和完善施工方案。4、工艺原理11以具体工程为对象，在使用先进的仪器设备和智能分析方法的同时，运用系统工程的原理，坚持隧道洞内探测与洞外地质勘测相结合、地质方法与物探方法相结合、辅助导洞与主洞探测相结合，多种物探方法相结合的原则，进行深层次、多手段的地质探测。把先进技术和科学管理结合起来，经过工程实践形成的综合配套的先进施工方法。其服务对象是工程，其核心（关键技术）是对工艺中各种探测成果数据的判译，通过对获得的数据信息进行归

5、纳、对比和分析，从而尽可能准确地及早判定地层的地质状况，指导修正工程设计，优化施工方案。4.1地质分析法本法是对隧道地质状况进行宏观预测预报的基本方法。首先通过地质素描、数码影像等手段，结合地表详细调查，收集有关地质资料。然后利用地质理论和作图法，对隧道所穿过地层地质构造及特征等准确记录和标示。最后对资料进行归纳、对比、分析、论证，以宏观推断隧道通过段的工程、水文地质情况。4.2物理探测法本法是利用物体物性差异进行地质判断的一种方法。该法借助于专用物理探查仪器，探查地层各岩体的物理性质差异，通过分析和研究这些资料，

6、结合其他有关勘查成果，推断出地层一定深度范围内的地质状况。主要包括以下几种方法：4.2.1地震波法（TSP法）利用地震波在不均匀地质体中产生的反射或折射波特性来预报隧道掌子面前方的地质状况，现场采集信号时要求没有其它震动源。4.2.2声波反射法（HSP法）声波反射法是指利用声波的反射波原理进行分析预测预报。4.2.3地质雷达法地质雷达法是利用高频电磁波在不同电性界面上的反射特性进行预测预报。4.2.4红外探测法红外探测建立在红外辐射场的基础上，利用流动水体与周围岩体存在的温度差异，定性预测预报掌子面前方和隧道周围岩

7、体的含水情况。4.3超前地质钻探本法是利用新型地质钻机，在掌子面进行水平及放射向地质钻探以获取地质信息的一种准确性较高的预测预报方法。它通过对岩芯的分析、试验，直观地揭示地层岩性、岩体构造、地下水储存等资料，还可获得岩石强度等定量指标。114.4超前导洞预测法本法是在在隧道正洞中部、单侧或隧道附近，平行、超前地开挖一个小断面导洞，一般可与主体工程相结合。通过对导洞揭露的地质情况，进行直观地观察和地质素描，以准确分析其地层岩性、地质构造、水文地质情况。5、工艺流程及操作要点5.1工艺流程依据本工法适用范围、工作原理，

8、隧道超前地质预测预报应遵循地质探测判析宏观与微观相结合；长、中、短距离相结合；定性与定量指标相结合的总体工作思路。隧道超前地质施工预测预报分长距离、中长距离、短距离三个阶段，不同的工作阶段有不同的工作内容、工作重点，对应的预测预报成果及精度也不同。地质分析法研究既有地质资料制定预测预报方案地震波法长距离预报超前导洞法正常TSP或HSP法异常地质素描深孔钻探法