鐵路隧道工程超前地質(zhì)預(yù)報施工作業(yè)指導(dǎo)書.docx
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上傳人:職z****i
編號:1080418
2024-09-06
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1、鐵路隧道工程超前地質(zhì)預(yù)報施工作業(yè)指導(dǎo)書編 制: 審 核: 批 準: 版 本 號: ESZAQDGF001 編 制: 審 核: 批 準: 發(fā) 布: 二XX年X月目錄一、 編制目的1二、 編制依據(jù)1三、 適用范圍1四、 超前地質(zhì)預(yù)報原則1五、 超前地質(zhì)預(yù)報的內(nèi)容1六、 超前地質(zhì)預(yù)報工作方法2七、 地質(zhì)調(diào)查法3八、 地質(zhì)素描31. 工程地質(zhì)內(nèi)容32. 水文地質(zhì)內(nèi)容4九、 TSP20341. 施工準備42. 探測工藝5十、 超前水平鉆孔7十一、 地質(zhì)預(yù)測預(yù)報設(shè)備8十二、 安全措施8超前地質(zhì)預(yù)報作業(yè)指導(dǎo)書一、 編制目的為更好地指導(dǎo)施工,規(guī)范操作,保證施工安全質(zhì)量。二、 編制依據(jù)MHTJ-7標隧道設(shè)計圖鐵2、路隧道工程施工技術(shù)指南TZ204-2008鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程TB10304-2009鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收標準TB10417-2003三、 適用范圍適用范圍為xx鐵路MHTJ-7標段項目經(jīng)理部二工區(qū)隧道超前地質(zhì)預(yù)報工程施工。四、 超前地質(zhì)預(yù)報原則1、超前地質(zhì)預(yù)測、預(yù)報是隧道信息化施工的重要組成部分,施工階段應(yīng)將超前地質(zhì)預(yù)測、預(yù)報納入施工工序進行組織管理。2、質(zhì)預(yù)測預(yù)報堅持隧道洞內(nèi)探測與洞外地質(zhì)勘探相結(jié)合、地質(zhì)方法與物探方法相結(jié)合、多種物探方法相結(jié)合、開展多層次、多手段的綜合超前地質(zhì)預(yù)報,并貫穿于施工全過程。3、超前地質(zhì)預(yù)報的結(jié)果應(yīng)體現(xiàn)出及時性,有異常情況時應(yīng)及時通知決策部門和施工單3、位,及時采取措施,使不良地質(zhì)體始終處于可控狀態(tài);在預(yù)報前方地質(zhì)情況正常的情況下,亦應(yīng)將預(yù)報結(jié)果及時通知決策部門和施工單位,使其安排正常施工工序,組織正常施工生產(chǎn)。4、地質(zhì)預(yù)報結(jié)論應(yīng)有書面報告,并及時交由決策部門和施工單位,對所有預(yù)報資料應(yīng)存檔備查。5、施工過程中應(yīng)將實際開挖的地質(zhì)情況與預(yù)報結(jié)果進行對比分析,及時總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn),以指導(dǎo)和改進地質(zhì)預(yù)報工作。6、隧道超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報應(yīng)根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害對隧道施工安全的危害程度,分級進行,并按不同級別確定相應(yīng)的方法和手段。五、 超前地質(zhì)預(yù)報的內(nèi)容隧道開挖過程中應(yīng)開展超前地質(zhì)預(yù)報工作,以獲取開挖面前方的地質(zhì)信息,并根據(jù)預(yù)報結(jié)果及時報送相關(guān)單位,以調(diào)整隧道設(shè)計,施4、工方案,實行信息化設(shè)計、信息化施工,指導(dǎo)隧道安全施工,避免發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。針對隧道工程的特點和施工技術(shù)要求,按設(shè)計要求,隧道施工期地質(zhì)預(yù)測、預(yù)報包括以下內(nèi)容:地層巖性預(yù)測預(yù)報,地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測預(yù)報,不良地質(zhì)預(yù)測預(yù)報,地下水預(yù)測預(yù)報。六、 超前地質(zhì)預(yù)報工作方法(1)全隧道進行地質(zhì)素描,地質(zhì)素描隨隧道開挖及時進行,地層巖性變化處、構(gòu)造發(fā)育部位、巖溶發(fā)育帶附近等復(fù)雜、重點地段每循環(huán)進行一次,一般地段1020m進行一次。地質(zhì)調(diào)查法工作量同隧道長度。(2)較復(fù)雜地段采用地震波反射法輔助探測。(3)在富水軟弱斷層破碎帶、熔巖發(fā)育區(qū)、煤層瓦斯發(fā)育區(qū)、重大物探異常區(qū)等復(fù)雜地質(zhì)地段應(yīng)采用超前水平鉆探預(yù)報前方地質(zhì)情況。5、超前地質(zhì)預(yù)報措施詳見后附表5-1。3050m超前鉆孔TSP203正常收集分析判斷反饋上報確定施工方案隧道施工地質(zhì)調(diào)查、素描超前深孔探測工程與水文試驗其他方法正常異常圖5-1 超前地質(zhì)預(yù)報流程圖七、 地質(zhì)調(diào)查法地質(zhì)調(diào)查法包括隧道地表補充地質(zhì)調(diào)查和洞內(nèi)地質(zhì)素描等。地質(zhì)調(diào)查法應(yīng)根據(jù)隧道已有勘察資料、地表補充地質(zhì)調(diào)查資料、洞內(nèi)開挖工作面地質(zhì)素描,通過地層層序?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,利用地質(zhì)理論、地質(zhì)作圖和趨勢分析等工具,推測開挖工作面前方可能揭示的地質(zhì)情況。隧道地表補充地質(zhì)調(diào)查應(yīng)在實施洞內(nèi)地質(zhì)超前預(yù)報前進行,并6、在實施洞內(nèi)地質(zhì)預(yù)報過程中,根據(jù)需要隨時補充。隧道地表補充地質(zhì)調(diào)查應(yīng)包括下列內(nèi)容:(1)對已有的地質(zhì)勘查成果的熟悉、核查和確認。(2)地層、巖性在隧道地表的出露及接觸關(guān)系,特別是對標志層的熟悉和確認。(3)斷層、褶皺、節(jié)理密集帶等地質(zhì)構(gòu)造在隧道地表的出露位置、規(guī)模、性質(zhì)及產(chǎn)狀變化情況。(4)地表巖溶發(fā)育位置、規(guī)模及分布規(guī)律。(5)煤層、石膏、膨脹巖、含石油天然氣、含放射性物質(zhì)等特殊地層在地表的出露位置、寬度及其產(chǎn)狀變化情況。(6)認為坑洞、走向、高程等,分析其于隧道的空間關(guān)系。(7)根據(jù)隧道地表補充地質(zhì)調(diào)查結(jié)果,結(jié)合設(shè)計文件、資料和圖紙,核實和修整超前地質(zhì)預(yù)報的重點區(qū)域。八、 地質(zhì)素描地質(zhì)素描主7、要內(nèi)容有:1. 工程地質(zhì)內(nèi)容(1)地層巖性:地層時代、巖性、層間結(jié)合程度、風化程度等。(2)地質(zhì)構(gòu)造:褶皺、斷層、節(jié)理裂隙程度特征、巖層產(chǎn)狀:斷層的位置、產(chǎn)狀、性質(zhì)、破碎帶的寬度、物質(zhì)成分、含水情況以及與隧道的關(guān)系:節(jié)理裂隙的組數(shù)、產(chǎn)狀、間距、充填物、延伸長度、張開度及節(jié)理特征、力學性質(zhì);分析組合特征、判斷巖體完整程度。(3)巖溶:巖溶規(guī)模、形態(tài)、位置、所屬地層和構(gòu)造部位、充填物成分、狀態(tài)、以及巖溶展布的空間關(guān)系。(4)特殊地層:煤層、瀝青層、含膏巖層、膨脹巖和含黃鐵層等。(5)隧道影響范圍內(nèi)的各種坑道和洞穴的分布位置及與隧道的空間關(guān)系。(6)地應(yīng)力:包括高出地應(yīng)力顯示性標志及其他發(fā)生部位,如8、巖爆、軟弱夾層擠出、探孔餅狀巖芯等現(xiàn)象。(7)塌方:塌方部位、形態(tài)、規(guī)模及隨時間的變化特征,并分析產(chǎn)生塌方的地質(zhì)原因及其對繼續(xù)掘進產(chǎn)生的影響。(8)有害氣體及放射性危險源的存在情況。2. 水文地質(zhì)內(nèi)容(1)地下水分布、出露形態(tài),圍巖的透水性、水量、水壓、水溫、顏色、泥沙含量,以及地下水活動對圍巖穩(wěn)定的影響,必要時進行長期觀測。地下水的出露形態(tài)分為:滲水,滴水,滴水成線、股水(涌水)、暗河。(2)水質(zhì)分析,地下水對結(jié)構(gòu)材料的腐蝕性。(3)出水點和地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖溶、暗河等的相關(guān)關(guān)系。(4)進行地表相關(guān)氣象。水文觀測,判斷洞內(nèi)涌水與地表徑流、降雨的關(guān)系。(5)必要時應(yīng)建立涌突水地質(zhì)檔案。(69、)圍巖穩(wěn)定性特征及支護情況:記錄不同工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件下隧道圍巖穩(wěn)定性、支護方式以及初期支護后的變形情況。發(fā)生圍巖失穩(wěn)或變形較大的地段,應(yīng)詳細分析、描述圍巖失穩(wěn)或變形發(fā)生的原因、過程、結(jié)果等。(7)影像:對隧道內(nèi)重要的和具有代表性的地質(zhì)現(xiàn)象進行攝像或錄像。九、 TSP203 TSP203隧道超前地質(zhì)預(yù)報是對地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)素描等預(yù)報方法的驗證,可更好的確定圍巖實際情況。除設(shè)計要求外,在實際地質(zhì)情況與設(shè)計地質(zhì)不符時,可進行TSP203隧道超前地質(zhì)預(yù)報驗證。每次預(yù)報距離一般為100150m,前后兩次重疊不小于10m。施工方法如下:1. 施工準備(1)請確認開挖段至掌子面之間是否至少有55m的操作10、空間;(2)施工現(xiàn)場是否已清理洞壁附近的大型設(shè)備;(3)檢測時間大約持續(xù)30分鐘左右,此檢測時間段內(nèi)施工機械等易引起干擾噪聲的其他設(shè)備應(yīng)暫停施工。2. 探測工藝TSP隧道地震波超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)布置主要包括炮孔布置、傳感器鉆孔布置、測試前準備等,整個觀測系統(tǒng)如圖7-1所示。(a) 俯視圖 (b) 剖視圖 (c) 三維視圖圖7-1 TSP203超前預(yù)報觀測系統(tǒng)布置圖(1) 炮孔布置根據(jù)施工隧洞的地質(zhì)情況和主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀確定觀測系統(tǒng)布設(shè)在 側(cè)洞壁。炮孔位置:第一炮孔S1應(yīng)盡量靠近掌子面布設(shè);炮孔數(shù)量:24個;炮孔間距:1.5m; 炮孔直徑:38mm; 炮孔孔深:1.5m;炮孔孔向:垂直洞壁并稍向下(11、向洞底)傾斜(1020);炮孔高度:距底板高度1.0m1.2m,各鉆孔應(yīng)位于同一高度,并呈直線分布。(2) 傳感器鉆孔布置鉆孔位置:距最后一個炮孔(S24) 20m;鉆孔數(shù)量:2個,一個位于炮孔同側(cè),另一個位于對側(cè)洞壁;鉆孔直徑:孔徑為42 mm 43mm;鉆孔孔深:2.0 m;鉆孔孔向:垂直于洞壁(向下傾斜角度約10);鉆孔高度:與炮孔在同一水平線上,距底板1.0m1.2m。(3) 所需耗材 高爆速炸藥1200g;要求:爆速大于6000m/s的高爆炸藥,“黑索金”最好,一級、二級巖石乳化炸藥也可以,測試時每孔藥量一般為20g-50g,共24個炮孔; 瞬發(fā)電雷管24發(fā)(多預(yù)留幾發(fā)備用); 起爆12、器一臺; 直徑為28 32mm的混凝土藥卷錨固劑80卷(24個炮孔,每孔需3卷,其余備用); 為防止炮孔坍塌,若提前鉆掘炮孔,需購置至少24個(等于炮孔數(shù)量)直徑35mm左右PVC管,在提前鉆孔鉆好后將PVC管插入炮孔以防塌孔。(4) 起爆藥爆破由最里邊炮孔開始,逐個依次裝藥聯(lián)線,起爆器起爆。(5) 成果分析采用TSP203自帶的軟件分析系統(tǒng),剔除一些明顯的干擾波,軟件自動分析,自動生成圖表,反映前方圍巖的物理特性,巖層分界線、軟弱帶、斷層的位置等信息。十、 超前水平鉆孔在富水軟弱斷層坡隧帶、熔巖發(fā)育區(qū)、煤層瓦斯發(fā)育區(qū)、重大物探異常區(qū)等復(fù)雜地質(zhì)地段應(yīng)采用超前水平鉆探預(yù)報前方地質(zhì)情況。超前探水平13、鉆孔布置示意見圖10-1。(1)超前水平鉆孔每循環(huán)鉆探長度一般為2030m,連續(xù)預(yù)報時前后兩循環(huán)搭接58m。(2)超前鉆探鉆進過程中,應(yīng)安設(shè)孔口止水裝置,防止高壓水突出,確保工作人員和機械設(shè)備的安全,并使地下水處于可控狀態(tài)。孔口管應(yīng)錨固可靠,可采用環(huán)氧樹脂、錨固劑,錨固長度宜為1.52m,孔口管外端應(yīng)露出開挖面0.20.3m,用以安裝高壓止水閥。(3)對于斷層、節(jié)理密集帶或其他破碎富水地層,斷面內(nèi)每循環(huán)可鉆1孔。圖10-1 超前水平鉆孔布置示意圖(4)在巖溶發(fā)育區(qū),斷面每循環(huán)應(yīng)鉆35個孔,并采用地質(zhì)雷達等物探手段對溶洞規(guī)模、發(fā)育情況進行精細探測,其中鉆孔數(shù)量可根據(jù)現(xiàn)場圍巖情況調(diào)整。(5)在富含14、瓦斯的煤層或富含石油天然氣的瀝青質(zhì)灰?guī)r中,可采用長短結(jié)合的鉆孔方式將巖體中有害的氣體逐漸釋放出來。(6)對于巖溶發(fā)育區(qū)及裂隙富水區(qū),除采用水平深孔超前探測外,還應(yīng)結(jié)合爆破鉆孔作業(yè),加深部分鉆孔,其深度用較爆破孔深24m。十一、 地質(zhì)預(yù)測預(yù)報設(shè)備表11-1地質(zhì)預(yù)測預(yù)報設(shè)備序號探測設(shè)備數(shù)量 方法備注1地質(zhì)羅盤儀 五臺地質(zhì)素描形成隧道地質(zhì)基礎(chǔ)資料2TSP203一臺委外遠距離探測斷層破碎帶、巖層分界面,3地質(zhì)鉆機一臺水平鉆探斷層、巖溶、瓦斯、重大物探異常段等十二、 安全措施(1)施工區(qū)域應(yīng)設(shè)警示標志,進入施工現(xiàn)場的作業(yè)人員必須戴好安全帽。(2)TSP203現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)使用靈敏度很高的高爆速炸藥,危險性15、較大,應(yīng)由專業(yè)爆破工操作。(3)鉆機使用高壓風、高壓水,管路應(yīng)連接安設(shè)牢固,并應(yīng)經(jīng)常檢查,防止管接頭脫落、管路爆裂高壓風水傷人;高壓電路接線應(yīng)由專業(yè)電工操作,一般人員不得操作。(4)鉆孔時,鉆機前方安設(shè)擋板,防止泥沙沖出傷人。 (5)進洞應(yīng)帶好安全帽、穿防高壓電的雨靴,注意操作空間上方、周圍有無安全隱患,特別是掌子面附近是否有危石存在。(6)施工現(xiàn)場應(yīng)有專人統(tǒng)一指揮,并設(shè)一名專職安全員負責現(xiàn)場的安全工作。(7)安全員應(yīng)隨時觀察周邊地質(zhì)變化,發(fā)現(xiàn)有松動滑塊現(xiàn)象,應(yīng)立即組織所有人員撤離到安全地帶。 表5-1 MHTJ-7標段二工區(qū)超前地質(zhì)預(yù)報方法序號單位工程起點里程終點里程長度(m)地質(zhì)復(fù)雜程度分16、級超前地質(zhì)預(yù)報方法備注1岳家1號DK350+819.00DK350+980.00161.00 較復(fù)雜掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查、地表監(jiān)測2岳家1號DK350+980.00DK351+080.00100.00 簡單掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查3岳家1號DK351+080.00DK351+231.00151.00 簡單掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查4岳家1號DK351+231.00DK351+423.00192.00 較復(fù)雜掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查5岳家1號DK351+423.00DK352+062.00639.00 簡單掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查6岳家1號DK352+062.00DK352+118.0056.00 簡單掌子面素描17、地質(zhì)調(diào)查7岳家1號DK352+118.00DK352+230.00112.00 較復(fù)雜掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查8岳家1號DK352+230.00DK352+300.0070.00 簡單掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查9岳家1號DK352+300.00DK352+400.00100.00 簡單掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查10岳家1號DK352+400.00DK352+540.00140.00 簡單掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查11岳家1號DK352+540.00DK352+592.5152.51 較復(fù)雜掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查12岳家2號DK352+742.54DK352+798.0055.46 較復(fù)雜掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查13岳家18、2號DK352+798.00DK352+989.00191.00 簡單掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查14岳家2號DK352+989.00DK353+019.0030.00 較復(fù)雜掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查15岳家3號DK353+217.00DK353+266.0049.00 較復(fù)雜掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查16岳家4號DK353+266.00DK353+670.00404.00 簡單掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查17岳家5號DK353+670.00DK353+715.0045.00 較復(fù)雜掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查18姚店隧道DK353+842.00DK353+900.0058.00 較復(fù)雜掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查、地表監(jiān)測表5-1 19、MHTJ-7標段二工區(qū)超前地質(zhì)預(yù)報方法序號單位工程起點里程終點里程長度(m)地質(zhì)復(fù)雜程度分級超前地質(zhì)預(yù)報方法備注19姚店隧道DK353+900.00DK354+390.00490.00 較復(fù)雜掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查20姚店隧道DK354+390.00DK354+640.00250.00 中等復(fù)雜掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查21姚店隧道DK354+640.00DK354+800.00160.00 較復(fù)雜掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查22姚店隧道DK354+800.00DK354+980.00180.00 中等復(fù)雜掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查23姚店隧道DK354+980.00DK355+230.00250.00 較復(fù)雜掌子20、面素描、地質(zhì)調(diào)查24姚店隧道DK355+230.00DK357+140.001910.00 中等復(fù)雜掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查25姚店隧道DK357+140.00DK357+500.00360.00 簡單掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查26姚店隧道DK357+500.00DK357+564.9164.91 較復(fù)雜掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查27麻科義隧道DK358+192.40DK358+238.0045.60 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查28麻科義隧道DK358+238.00DK359+840.001602.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查、TSP29麻科義隧道DK359+840.00DK360+124.00284.00 掌子面素21、描、地質(zhì)調(diào)查、TSP30麻科義隧道DK360+124.00DK360+542.00418.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查、TSP31麻科義隧道DK360+542.00DK360+820.00278.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查、TSP32麻科義隧道DK360+820.00DK361+100.00280.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查、TSP33麻科義隧道DK361+100.00DK361+260.00160.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查、TSP34麻科義隧道DK361+260.00DK361+702.00442.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查、TSP35麻科義隧道DK361+702.00DK362+130.022、0428.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查、TSP36麻科義隧道DK362+130.00DK364+940.002810.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查、TSP、加深炮孔、瓦斯監(jiān)測表5-1 MHTJ-7標段二工區(qū)超前地質(zhì)預(yù)報方法序號單位工程起點里程終點里程長度(m)地質(zhì)復(fù)雜程度分級超前地質(zhì)預(yù)報方法備注37麻科義隧道DK364+940.00DK365+665.00725.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查、TSP、加深炮孔(探孔)38麻科義隧道DK365+665.00DK365+830.00165.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查、TSP39麻科義隧道DK365+830.00DK366+073.00243.00 掌子面23、素描、地質(zhì)調(diào)查、TSP40麻科義隧道DK366+073.00DK366+408.00335.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查41麻科義隧道DK366+408.00DK366+600.00192.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查42麻科義隧道DK366+600.00DK366+863.00263.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查43麻科義隧道DK366+863.00DK366+920.9557.95 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查44麻科義隧道1斜0+0.001斜0+055.0055.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查、加深炮孔(探孔)45麻科義隧道1斜0+055.001斜0+202.00147.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查46麻科24、義隧道1斜0+202.001斜0+237.0035.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查47麻科義隧道2斜0+0.002斜0+208.00208.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查、加深炮孔(探孔)48麻科義隧道2斜0+208.002斜0+645.00437.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查49麻科義隧道3斜0+0.003斜0+280.00280.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查、TSP、加深炮孔、瓦斯監(jiān)測50麻科義隧道3斜0+280.003斜0+480.00200.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查、加深炮孔(探孔)51麻科義隧道3斜0+480.003斜0+770.00290.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查52麻科義隧道3斜0+770.003斜0+842.0072.00 掌子面素描、地質(zhì)調(diào)查