超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)在巖溶隧道施工中的應(yīng)用
更新時間:2021-04-10 17:51
|
閱讀量:
一、工程概況
本標(biāo)長隧道1座,單洞累計長度4556米,設(shè)計車速:80 km/h,雙洞分離式隧道建筑限界凈寬10.25m,隧道限界凈高5.0m。
官舟隧道為分離式長隧道,隧道左洞起訖樁號為:ZK30+765-ZK33+060,長2295米,隧道右洞起訖樁號為:YK30+800-YK33+061,長2261米。
二、彈性波(TSP203)法簡介
(一)彈性波(TSP203)法:利用人工激發(fā)的地震波在不均勻地質(zhì)體中所產(chǎn)生的反射波特性來預(yù)報隧道開挖工作面前方地質(zhì)情況,用于劃分地層界線、查找地質(zhì)構(gòu)造、探測不良地質(zhì)體的厚度和范圍。
?。ǘ┏暗刭|(zhì)預(yù)報概念及特點:超前地質(zhì)預(yù)報是在隧道開挖時,對掌子面前方的圍巖與地層情況做出超前預(yù)報。
三、超前地質(zhì)預(yù)報原理
TSP和其它地震反射波方法一樣,采用了回聲測量原理。地震波在巖石中以球面波形式傳播,當(dāng)遇到巖石物性界面(如斷層、巖石破碎帶和巖性變化等)時,一部分地震信號反射回來,一部分信號透射進(jìn)入前方介質(zhì)。反射的地震信號被檢波器接收,反射信號的傳播時間和反射界面的距離成正比,故而能提供一種直接的前方不良地層的數(shù)據(jù),再通過專用軟件的分析處理,判讀出前方的地質(zhì)狀況。
四、超前地質(zhì)預(yù)報方法綜合應(yīng)用
?。ㄒ唬┩ㄟ^已有的地質(zhì)、水文資料總結(jié)統(tǒng)計后對圍巖范圍做出一定的預(yù)判,確定出容易出現(xiàn)巖溶溶洞的范圍。
(二)每一百米做一次TSP,進(jìn)一步確定掌子面前方圍巖情況,精確圍巖段落,將不好的圍巖段落進(jìn)行判別。
?。ㄈ└鶕?jù)地質(zhì)調(diào)查法和TSP分析得到的數(shù)據(jù)對掌子面進(jìn)行開挖,在到達(dá)預(yù)測圍巖情況較差段落時使用地質(zhì)雷達(dá)法對前方圍巖情況進(jìn)行再次探測,準(zhǔn)確確定掌子面前方是否有溶洞。
(四)如果開挖到掌子面附近存在大量滲水時,或使用地質(zhì)雷達(dá)探測到掌子面前方出現(xiàn)大型溶洞,掌子面前方大型溶洞如果距離較遠(yuǎn)采用超前水平探孔,如果距離較近采用加深炮孔進(jìn)行探測。
(五)如果開挖到掌子面附近存在大量滲水,且使用各種探測手段均出現(xiàn)上下貫通型溶洞時,先使用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測如果下方出現(xiàn)溶洞就采用地質(zhì)鉆對下方溶洞進(jìn)行探測。
(六)探測目的:1、探測是否有溶洞出現(xiàn);2、探測溶洞大?。?、探明溶洞中是否有充填物;4、探明是否為地下暗河,探明是否會出現(xiàn)突水突泥的情況,提前做好預(yù)警;5、探明掌子面前方地質(zhì)情況。
五、超前地質(zhì)預(yù)報實施方案
隧道施工過程的地質(zhì)超前預(yù)報預(yù)測,主要是根據(jù)地表和已經(jīng)開挖的隧道的地質(zhì)調(diào)查和各種探測方法取得的資料,以及地質(zhì)推斷法預(yù)測開挖工作面前方一定長度范圍內(nèi)圍巖的工程地質(zhì)條件。如:地面地質(zhì)調(diào)查法、洞身地質(zhì)素描法、鉆速測試法、鉆探孔法、涌水量觀測、有害氣體預(yù)測、巖體結(jié)構(gòu)面量測和圍巖變形觀測。物探測試主要有TSP法、地質(zhì)雷達(dá)法。
預(yù)測時根據(jù)地質(zhì)條件的不同,采用一種或幾種方法組合綜合預(yù)報,以工程地質(zhì)法(包括圖析法及地質(zhì)素描法)進(jìn)行超前宏觀預(yù)報為前提,結(jié)合TSP203超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)、地質(zhì)雷達(dá)、超前探孔、經(jīng)驗法等綜合手段,分長期預(yù)報、中期預(yù)報、短期預(yù)報三個階段對隧道巖體特征、斷層、涌水等不良工程地質(zhì)進(jìn)行超前預(yù)測預(yù)報:
采用TSP系統(tǒng)與地質(zhì)分析法相結(jié)合進(jìn)行長期(長距離)(>80m范圍)地質(zhì)預(yù)報;采用儀器和鉆孔進(jìn)行30~80m距離的中期地質(zhì)預(yù)報;利用臺車鉆孔和地質(zhì)雷達(dá)、紅外探測儀相結(jié)合,進(jìn)行距離小于30m的短期地質(zhì)預(yù)報;采用在鉆爆循環(huán)中加深(4m)3~5個炮孔進(jìn)行掌子面前方4m范圍的下一循環(huán)的探測。結(jié)合掌子面地質(zhì)素描預(yù)測法進(jìn)行掌子面作業(yè)影響區(qū)域內(nèi)的當(dāng)前地質(zhì)預(yù)報。
對物探異常區(qū)采用鉆孔進(jìn)行驗證,以便指導(dǎo)施工。
六、超前地質(zhì)預(yù)報應(yīng)該預(yù)防的問題
(一)TSP彈性波反射法連續(xù)預(yù)報時,須進(jìn)行搭接預(yù)報,前后應(yīng)重疊10米以上,保證不出現(xiàn)漏測區(qū)域及驗證上次預(yù)報結(jié)論。
(二)采用潛孔鉆連續(xù)預(yù)報時,鉆孔深30~50米,前后兩循環(huán)鉆孔應(yīng)重疊5~8米。
七、官舟隧道超前地質(zhì)預(yù)報方法設(shè)計
八、預(yù)報成果的提交
每次檢測后1天之內(nèi)提交最終技術(shù)報告,報告內(nèi)容包括:不良地質(zhì)體的性質(zhì)、位置和規(guī)模;圍巖類別及相關(guān)參數(shù);提出相應(yīng)的技術(shù)措施與可行性建議。報告成果及時向現(xiàn)場技術(shù)人員進(jìn)行交底,與現(xiàn)場技術(shù)人員保持密切聯(lián)系,并且隨著隧道的開挖對預(yù)報成果進(jìn)行驗證,改進(jìn)探測布置,提高預(yù)報的準(zhǔn)確率。
上一篇:
隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)綜述
下一篇:
海南將對G98環(huán)島高速公路寧遠(yuǎn)河等三座橋梁進(jìn)行定期檢測