隧道工程建设超前地质预测预报.pptx

会计学,1,隧道工程建设超前地质预测预报,客运专线铁路隧道工程施工技术指南,第5章.超前地质预测、预报必要性:隧道围岩是复杂多变的，不良地层结构会导致隧道坍塌、沉陷、涌水、有害气体突出等事故的发生，隧道周围一定范围内的溶洞、洞穴会给运营留下隐患。为了保证隧道安全施工和工程质量，应将综合超前地质预测、预报纳入正常施工工序中，做到有疑必探、先探后掘，是实现隧道“信息化”施工的组成部分。,第2页/共29页,野三关隧道突水突泥突石：2007年8月5日，隧道出口遭遇突水突石灾害，瞬间最大涌水量达15万m3/h，突水持续1小时后稳定为1万m3/h。伴随突水突石，多台机械设备被冲走、突石满洞堆积长度约400m，事故造成巨大经济损失和人员伤亡。,第3页/共29页,掌子面涌出的块石及巨石,第4页/共29页,第5章.超前地质预测、预报,超前地质预测、预报是隧道信息化施工的重要组成部分，施工阶段应将超前地质预测、预报纳入正常施工的工序中，根据地质、水文变化及时调整施工方法和采取相应的技术措施。超前地质预测、预报应参照京沪高速铁路工程地质勘察暂行规定、铁路工程物理勘探规程及国家现行岩土工程勘察规范等有关规定。在地质复杂的长大隧道施工中，在对区域性地质资料进行分析的基础上，采用综合地质预测、预报手段。,第5页/共29页,隧道施工期地质预测、预报至少应包括以下内容：,断层及断层影响带的位置、规模及其性质。软弱夹层的位置、规模及其性质。岩溶的位置、规模及其性质。不同岩性、围岩级别变化界面的位置。工程地质灾害可能发生的位置和规模。含水构造的位置、规模及其性质。,第6页/共29页,超前地质预测、预报目前常用的方法有常规地质法、物理勘探法、钻探法等，施工中应该将几种预报手段综合运用，取长补短，相互补充和印证。,第7页/共29页,1、常规地质法：,隧道爆破开挖后及时查看掌子面地质状况，描绘地质图。通过与设计资料的对比，提供地质情况预报，地质素描图应归入竣工资料。若设有平行导坑时，先行提供的地质资料对施工更有指导作用。常规地质法适用于为近期（320m）开挖、支护提供预报（设平导时视超前正洞的长度）。,第8页/共29页,2、物理勘探法：,用爆破、激振装置等手段产生弹性波或用仪器发射电磁波，对不同界面反射回的波形进行分析，预测、预报隧道前方的工程地质、水文地质情况，其占用隧道循环时间较少，主要适用于以下范围：,第9页/共29页,第10页/共29页,物探主要适用范围,适用于对掌子面前方和周围较大范围内的地质构造、洞穴、隐伏含水体等的探测。被探测对象与周围介质之间有明显的物理性质差异。被探测对象具有一定的规模，且地球物理异常有足够的强度。能抑制干扰，区分有用信号和干扰信号。,第11页/共29页,主要物理勘探方法及适用范围,地质雷达:近程（320m）1.探测隐伏断层、破碎带；2.探测地下岩溶、洞穴；3.探测地层划分。陆地声纳法（中、远程,采用锤击作震源）1.在隧道掌子面前方100m左右地质预告中取得好效果2.而且在浅部薄层探察、溶洞探察中显示其良好的功能。地震波法（TSP）远程（50200m）1.划分地层界线；2.查找地质构造；3.探测不良地质体的厚度和范围。红外线地下水探测:、中程（1580m）、1.探测局部地温异常现象；2.判断地下脉状流、含水带、隐伏含水体等所在的位置。,第12页/共29页,常用的物理勘探方法及适用范围,电法:直流电法1.超前探测隧道掌子面和侧帮的含水构造。2.高密度电阻法探测岩溶、洞穴、地质界线电磁法甚低频1.探测隐伏断层、破碎带；2.探测岩体接触带；3.含水构造及地下暗河等。地质雷达1.探测隐伏断层、破碎带；2.探测地下岩溶、洞穴；3.探测地层划分。红外线地下水探测1.探测局部地温异常现象；2.判断地下脉状流、脉状含水带、隐伏含水体等所在的位置,地震波法和声波法折射波法1.划分隧道围岩级别；2.测定岩体的纵波速度。反射波法1.划分地层界线；2.探测隐伏断层、破碎带；3.探测地下洞穴；4.测定含水层分布；隧道地震波法（TSP）1.划分地层界线；2.查找地质构造；3.探测不良地质体的厚度和范围。瑞雷波法1.探测隐伏断层、破碎带；2.探测岩溶、地下洞穴。,第13页/共29页,陆地声呐法（1）安全简便，无需打孔放炸药；（2）快速灵活，不耽误施工；（3）可节省打孔人工费，炸药材料费和时间成本。,第14页/共29页,3、钻探法：近程（320m）,钻探法是最直观、可靠的超前预报手段，通过对钻孔取样的分析，判断地层变化、岩性差异、地层含水量等信息，根据需要预报的距离远近可采用不同型号的钻机（或取芯、或配合钻孔窥视仪、或根据钻进的速度变化和出水量进行地质分析）。瓦斯隧道的钻探应遵循铁路瓦斯隧道技术规范（TB10120）的有关规定。,第15页/共29页,对富水隧道应及时探明地下水的储量及分布，探水的方法主要采用钻探法，另辅以电法、红外线法等。,第16页/共29页,齐岳山隧道施工进行超前水平钻探，探孔深度38m，单孔最大涌水量700m3/h，水压力3.1mPa。针对该地下水，采取“注浆堵水”方案。,第17页/共29页,超前地质预报流程,第18页/共29页,监测预警、警报管理制度,意义：对地下工程建设过程的监控量测与超前地质预报，实施施工监测险情预警、警报管理，建立快速反应机制及安全保证体系，确保施工人员、设备安全。条件：尊重科学、风险管理，不断探索；需要施工、监理、建设、监测加强协调，协同配合。,第19页/共29页,险情预警（黄色预警、紧急简报）条件及安全管理措施,预警条件1、量测变形显示较大值2、量测位移变化速率3、初期支护应力状态4、地质观察、短距离预报探测）发现：可能存在较大不良地质体（煤炭质层瓦斯，断层破碎带）、或明显富水区需进一步确认，应提出“先探后掘”，必须有防止突泥、突煤和瓦斯突出及涌水措施。,预警管理措施现场措施：发出险情预警加密监测，施工单位谨慎开挖，或超前钻孔探测后酌情推进，建设、监理单位加强检查。管理措施：必须专人值班，技术部门会商加强技术安全管理措施。,第20页/共29页,险情警报（红色警报、临兆预警）条件及应急措施,险情警报：1、塌方预兆明显，局部坍塌、洞室变形，瓦斯突出、涌水等临兆特征明显。2、量测位移变化率超限且速率不断上升、当周边位移或拱顶下沉速率大于10.0mm/d时。3、超前地质预报中（含地质观察、短距离预报探测）发现：存在重大不良地质体或涌水、大坍塌、严重威胁施工安全。存在洞室变形，瓦斯突出、涌水等临兆特征明显。,应急管理措施现场应急措施：人员、设备撤至安全地段，项目负责人留守工点，组织不间断监测。要求现场停止施工。要求立即采取各种措施确保安全。立即发出险情警报，立即报告监理、建设等相关单位。应急管理措施：项目组24小时专人值班，特急情况直接报告上级领导。发生重大安全、技术问题领导及技术部24小时值班，组织专家、顾问技术会诊，立即派人赶赴现场。,第21页/共29页,监测报告制度,监控量测报告在监控量测过程中，实时对监测结果进行整理，按要求及时提交预警报告、周报、月报，报送有关各方（业主代表、设计、土建、监理），监测报告必须保证及时性。遇有监测险情时立时电话通知业主或业主驻地代表，2h内并尽可能快地向业主提交预警报告。每周一向总监办、驻地办、设计代表、施工单位和监测预报牵头单位提交周报各1份，考虑到路线较远，可采用网络提交电子版，但下周提交周报前必须提交上周书面周报。每月月末提交监控工作月报。工程结束时，提交完整的监测总结报告及电子文档。各类报告中要有“确保安全、指导施工、修正设计”实质性反馈内容。,第22页/共29页,监测报告制度,超前地质预报报告长期地质预报：在隧道开挖前提交。中、短期地质预报：每次探测完后12日内提交，每期提交的探测报告应附上期探测与开挖揭示、设计对比情况，同时不同探测方法成果上也要进行对比。临兆预报：遇有不良地质和地质灾害预兆或发现围岩失稳、支护开裂、突水涌泥等险情时立时电话通知业主或业主驻地代表，24h内并尽可能快地向业主提交临兆预报。阶段报告：提交阶段性总结报告。总报告：工程结束，提交完整的总报告及电子文档。,第23页/共29页,铁路隧道设计施工有关标准补充规定铁建设200788号文件,第二十四条隧道施工应进行超前地质预报，超前地质预报应纳入正常施工工序。工程地质、水文地质复杂的长隧道和特长隧道，可能存在诱发重大地质灾害的隧道，地下水活跃、围岩软弱、含富水断层的隧道，高瓦斯、高地应力的隧道，可能发生突水、突泥的隧道，可委托专业队伍，采用新技术、新设备、新方法，开展第三方超前地质预报工作。第二十五条铁路隧道施工应根据铁路隧道监控量测技术规程的规定开展监控量测工作，监控量测工作应纳入正常施工工序，监控量测结果应及时反馈，指导设计与施工。隧道开挖后的围岩变形量测应按规定实施，量测数据应绘制成图。隧道施工实践证明，监控量测和综合地质预报相结合，已成功地指导了各种复杂地质条件下的隧道施工；,第24页/共29页,铁路隧道设计施工有关标准补充规定,第二十七条隧道施工应严格执行铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南等有关规定。隧道初期支护应紧跟开挖面及时施做，尽快封闭；软弱及不良地质隧道仰拱应紧跟，仰拱距开挖面距离宜控制在40m以内；洞口段、浅埋段、断层破碎带，二次衬砌应及时施作。第三十四条施工单位应编制应急预案，配备必要的报警、救援、逃生设施。隧道开工前应进行应急演练。第三十五条铁路隧道施工必须严格执行铁路工程施工安全技术规程，建立安全生产责任制，培训作业人员，持证上岗，确保隧道施工安全。,第25页/共29页,高风险施工防灾报警系统设计,规划合理的逃生路线。,第26页/共29页,宜万隧道施工防灾报警系统设计,建立风险隧道防灾报警系统，并根据不同隧道的特点，规划合理的逃生路线，设置标示和应急照明，加强演习。,第27页/共29页,宜万线岩溶高风险隧道水文监测系统专项设计,马鹿箐隧道进口（顺坡）泄水洞安全施工等级管理,第28页/共29页,感谢您的观看！,第29页/共29页,