铁路隧道工程超前地质预报方案

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1、中铁二局龙厦铁路LX－Ⅲ标第一项目经理部目录1工程概况22地质预报目的23地质预报方法23.1地震反射波法（TSP203、TGP206、TGP207、负视速度法）33.2水平声波反射法（HSP）43.3地质雷达法44预报隧道55技术保证65.1技术力量保证65.2仪器设备保证66施工组织66.1组织机构及人员安排66.2项目执行程序76.3设备准备87预报方案97.1基本思路97.2基本方案97.3预报成果1111中铁二局龙厦铁路LX－Ⅲ标第一项目经理部1工程概况由我部承建龙厦铁路LX－Ⅲ标南靖段工程范围主要位于南靖县和溪镇及金山镇境内，起讫里程为

2、DK36+160～DK50+000，全长13.84km。其中隧道工程依次为：和溪隧道，长4429m；石观音隧道，长5091m；埔顶隧道，长280m。隧道工程洞身地质主要为花岗闪长岩和黑云母花岗岩，围岩较完整，主要为II、Ⅲ级围岩；洞口及隧道受断层和岩性分界面影响的局部地段节理发育，围岩较破碎，为Ⅳ、V级围岩。2地质预报目的（1）超前探测地层岩性变化界面、软弱层界面、煤层界面、断裂带界面；（2）超前探测岩溶洞穴、岩溶通道及岩溶发育带的位置、规模、充填状况；（3）预报突水突泥位置及带来的灾害程度；（4）为动态设计提供相关的地质参数；（5）确定合理的工程

3、措施及合理的施工方法。3地质预报方法目前在国内外隧道建设中使用较广泛的地质预报技术，传统的方法有地质素描法、水平钻探法、超前平导法等；近十年来，物探方法较广泛应用，有地震方法中的反射波法、瑞雷面波法、极小偏移距法、水平声波反射法；电磁法中的地质雷达法、瞬变电磁法，红外探水法；直流电法等。这些方法中根据多年预报经验，除11中铁二局龙厦铁路LX－Ⅲ标第一项目经理部红外探水法和直流电法在机理上和使用边界条件不当，不能使用外，其他方法使用得当，均应有较好的效果。本次预报采用地震反射波法地质预报系统和地质雷达法。3.1地震反射波法（TSP203、TGP206

4、、TGP207、负视速度法）地震反射波法是一种快速、有效、无损的隧道地质预报技术，能迅速连续超前地提供开挖的前方的三维空间的工程地质状态。根据观测系统的差异和使用的仪器不同，常用的方法有三：铁道部科研成果负视度法，瑞士引进的TSP203法和水电物探研究所最新推出的TGP206、TGP207法。其基本原理均是采用地震反射回声测量原理（见图）。地震波在指定的震源点（通常在隧道的左边墙或右边墙，布成一组排列炮点）用小量炸药或机械振动激发产生。地震波在岩石中以球面波形式传播，当地震波遇到岩石物性界面（即波阻抗差异界面，例如断层、岩石破碎带和岩性变化等）时，

5、一部分地震信号发射回来，一部分信号透射进入前方介质。反射的信号将被高灵敏度的地震检波器接收，反射信号的传播时间和反射界面的距离成正比，故而能提供一种直接的测量。国内工程单位在隧道地质预报中常用的仪器主要是：北京水电物探研究所生产的TGP206型和TGP207型地震反射预报系统、瑞士安伯格公司生产的TSP202型和TSP203型地震反射预报系统和使用常规地震仪的负视速度法。其系统特点是：1.预报最长距离可达200m（作中距离和近距离跟踪预报效果更佳）；11中铁二局龙厦铁路LX－Ⅲ标第一项目经理部2.操作简单，对工作环境无要求，不占用掌子面，对施工过程

6、无妨碍；3.30分钟内完成测量准备工作，测量一次的时间，不同的观测系统分别为10～60分钟；4.对不良地质体的性质判断较准确，分辨率可达到0.5m，预报的距离误差小于5%；5.配套分析软件，可方便地完成数据处理和评估；6.采用TBM法和盾构法施工时，用TGM207型地震发射预报系统，可连续作业，重复相关，全程跟踪。3.2水平声波反射法（HSP）水平声波反射法即HSP法，是弹性波反射法的一种，利用声波在地层中传播、反射原理，通过信号采集系统接收反射信号，预报隧道施工开挖面前方及周围区域的地质情况。实质是：将发射源、接收换能器布置在隧道两侧的浅孔内，发

7、射、接收位置均在平行于隧道地面的同一水平面上，即构成一“水平声波剖面”，在该剖面内空间激发并接收振动（声波）信号，采用时域、频域中的时差、频差与地质相结合的方法确定反射面的空间方位并“投影”到该剖面上，从而确定反射面的出露情况及性质，可对掌子面前方50m内的地质状况进行预报。该方法特点是对反射界面倾角没有限制，探测时不占用掌子面。3.3地质雷达法地质雷达法是由发射天线在掌子面上，向前方发11中铁二局龙厦铁路LX－Ⅲ标第一项目经理部射一高频脉冲电磁波，当其在传播过程中遇到不同的目标体（岩石体、断层、破碎、空洞等）的电性界面时，有部分电磁能量被反射回来

8、，由接受天线接受，并由主机记录，得到界面反射回到接受天线的双程走时t，当地下介质的波速己知时，可根据测到的t值求得目标体的