新建西安至成都铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程(XCZQ-5标段) 【福仁山高风险隧道超前地质预报方案】
在含煤地段,禁止采用冲击钻进,应采用湿式取芯钻进;其它地段采用冲击钻进。 (3)钻孔数量及深度
在一般地段每循环钻1个孔,在岩溶段、富水段、采空区可根据需要钻2~3孔,遇到特大异常(高水压、高瓦斯等),钻孔可增至3~5孔,深度30~50m,以探明前方地层完整性、断层、岩溶、瓦斯、采空区及地下水发育情况(水量、水压、水温、悬浮物等)。
施钻深度满足设计要求并经现场技术人员确定签认后方可停钻。循环预报搭接长度以3~8m岩盘为宜,以此做安全储备及止浆岩盘。 (4)钻孔布置及其参数
钻孔布置见下图,钻孔参数见下表。
掌子面超前钻孔布置图1
掌子面超前钻孔布置图2 掌子面超前钻孔布置图3
掌子面超前钻孔布置图4 掌子面超前钻孔布置图5
掌子面钻孔布置图
掌子面超前钻孔布置图1的钻孔参数表
孔号 1 水平角(°) 0 竖直角(°) 0 孔深(m) 30~60
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掌子面超前钻孔布置图2的钻孔参数
孔号 1 2 水平角(°) 左偏5 右偏5 竖直角(°) 上仰3 下俯3 孔深(m) 30~60 30~60 掌子面超前钻孔布置图3的钻孔参数
孔号 1 2 3 水平角(°) 左偏5 右偏5 0 竖直角(°) 上仰3 上仰3 0 孔深(m) 30~60 30~60 30~60 掌子面超前钻孔布置图4的钻孔参数
孔号 1 2 3 4 水平角(°) 左偏5 右偏5 左偏5 右偏5 竖直角(°) 上仰3 上仰3 下俯3 下俯3 孔深(m) 30~60 30~60 30~60 30~60 掌子面超前钻孔布置图5的钻孔参数
孔号 1 2 3 4 5 6 7 水平角(°) 左偏8 右偏8 左偏8 右偏8 左偏8 右偏8 0 竖直角(°) 上仰3 上仰3 0 0 下俯3 下俯3 0 孔深(m) 30~60 30~60 30~60 30~60 30~60 30~60 30~60 中国水利水电第十四工程局有限公司 27 新建西安至成都铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程(XCZQ-5标段) 【福仁山高风险隧道超前地质预报方案】
(5)资料提交
超前地质钻孔由地质技术人员进行地质编录和孔内必要的测试后,整理得到超前探孔成果,内容如下:
①钻孔柱状图,描述地层、岩性、节理裂隙特征,记录钻孔过程中有价值的信息,提出围岩完整性评价。
②记录出水位置,进行孔内水量、水压、水温等测试,预测隧道涌水量。对于水量大于1l/s的出水点,建立出水点档案,进行动态观测。 ③编写钻探报告。
6.2.7综合地质分析
综合地质分析中,常规地质预报是地质预报的基础,只有通过勘察和地质调查才能从区域范围内了解隧道通过的地层岩性、对隧道施工影响较大的地质构造、不良地质及地下水特征,再通过地质素描将勘察和地质调查得到的地质信息投影到隧道中,达到细化和补充的作用,但是常规的地质预报是用已开挖揭露的地质信息来推测前方的地质情况,只能定性推测,无法达到定量。在此基础上通过TSP、红外探水和地质雷达等手段预报,取得掌子面前方的异常信息及异常信息的位置,结合常规地质预报已得到的地质信息,来解释掌子面前方可能存在的地质问题,从而达到量化效果,但是TSP、红外探水和地质雷达等物探方法存在多解性,加上地质条件的千变万化,往往只能提供异常区可能存在的地质问题。所以我们在异常区域内实施超前水平探孔,来直接验证异常区内的地质情况。这样的一种立体的、综合的地质预报方法为隧道施工提供了更准确的地质资料,同时也为隧道施工中突发性地质灾害建立预警预报机制,为隧道施工提供更安全的保障。
其具体任务如下:
(1)根据对以上超前地质预报结果,综合分析掌子面围岩的岩性、结构、构造和地下水情况,判断掌子面前方围岩的工程地质、水文地质特征,并依此提出工程措施建议和进一步预报的方案。
(2)将掌子面出现的结构面,通过几何作图进行预报。通过作图确定隧道拱顶、边墙不稳定块体规模,提出锚固意见。
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(3)根据开挖段围岩的工程地质、水文地质特征进行预报结果的验证,提出是否修改预报方法及参数的意见。
(4)根据开挖段及掌子面水文地质情况,提出注浆止水方案的建议。
6.2.8成果资料签认、反馈及措施建议
(1)预报成果资料及时签认
地质工程师对TSP、地质雷达、红外探水及超前探孔等超前预报工作结束后,立即对预报结果分析后形成准确的分析报告,所形成的报告必须有施做人员签字,并经驻地监理工程师签字确认,当天形成最终成果报告,但若预报发现地质情况发生变化很大,或预报有断层、突泥涌水等不良地质情况的可能时,应立即以口头或书面的形式向工区项目部、指挥部、监理单位及设计单位报告。 (2)预报成果资料及时反馈
当TSP、地质雷达、红外探水及超前探孔等最终地质预报报告形成后,应立即提交给工区项目部、指挥部、监理单位及设计单位,并积极参与不良地质地段工程措施的研究,从地质角度提出意见。 (3)施工措施建议
当预报前方有断层破碎带、溶洞或其它不良地质情况时,应根据不良地质情况可能产生的灾害后果采取全面必要的安全支护措施,如采取大管棚、小导管、注浆等超前支护,开挖后及时锚喷封闭,加密格栅拱架等行之有效的安全措施,消除地质隐患,保证施工安全。
当预报前方有突泥涌水时,应配备足够的防排水设备及施工人员的逃生安全设备,如救生圈、救生管道,必要时候可设置安全防水门,并应有安全预警设备及预警人员,24小时进行安全监测。 (4)竣工资料成果报告
隧道全部贯通3个月内提交成册的最终成果报告,组成如下: ①地质素描报告 ②超前地质钻孔报告; ③TSP203超前地质探测报告;
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④红外探水报告;
⑤地质雷达超前探测报告;
⑥利用其他手段进行超前探测的报告。
7设备及人员组成
7.1主要设备
主要机具设备仪器表
项目名称 地质素描 TSP203预报 红外探测 地质雷达 地质雷达 探测 MK—5全液压钻机或其它 超前钻探 水平钻机 YQ100F风动钻机或其它 汽车 照相 资料整理 资料打印 依维柯 数码相机 计算机 打印机 客货两用车 钻孔深度30m以内 1 2 3 2 钻孔深度30~300m 视需要 CR—20B型探地雷达或其它 能探测20~30m范围 1台 设备仪器名称 地质罗盘 TSP探测仪 红外探测仪 型 号 普通型 TSP203 HY—303防爆型 性 能 能测岩层、构造面产状 能探测100m以上 能探测30m范围 数 量 视需要 1台 每工点1台 7.2人员组成 超前地质预报工作的产品为文字、图表报告,属技术服务行列,所需人员主要为地质、物探专业技术人员、钻探技术工人,地质、物探人员可以同时兼顾地质分析、红外探测、TSP203仪器的探测、钻孔岩芯、岩粉的鉴定及孔内情况的监测,但这需要复合型专业人才,一般情况下若几样预报手段同时进行,还需要各负其责。本项目超前地质预报人员组成如下:
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