超前地质预报方案Word文件下载.docx

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专业监理工程师：

总监理工程师：

年月日

监理总部审核意见：

重庆市轨道交通总公司重庆市城市建设档案馆重庆市建设工程质量监督总站监制

重庆西部国际会展中心配套市政交通

（高义口至会展北站）工程

超前地质预报实施方案

拟制：

审核：

审批：

重庆会展中心支线工程项目经理部

二0一0年五月三十日

高义口～会展北站暗挖区间超前地质预报工作实施方案

一、概述

该实施方案根据高义口～会展北站隧道设计文件，结合现场实际情况，制定预报方案。

超前预报主要是加强施工期间的地质工作，是在开挖之前，除根据开挖时揭露出来的实际地质情况，校正补充地勘时未能查到的资料外，还要根据这些成果资料，分析推断掌子面前方的地质情况，是否存在前期勘察时没有查到的不良地质体，以便预先采取措施。

二、工程简介

1、工程概况

重庆市西部国际会展中心配套市政交通工程（高义口-会展北站施工段）会展中心站及区间隧道工程，本施工段工程起于K8+765.800（高义口站东端），止于K11+945（会展北站南端），全长3179.2m。

本标段位于重庆市渝北区悦来街道柑子园村，从南到北工程量依次是：

高义口至张家溪大桥单洞双线区间隧道373.074m（K8+765.800至K9+138.874）、张家溪主跨80m连续钢构大桥172m，（K9+138.874至K9+310.874）、张家溪大桥至会展中心站区间隧道1614.886m（K9+310.874至K10+925.760，其中约1231m为单洞双线隧道，约383m为单洞单线隧道）、会展中心站282m（K10+925.760至K11+207.76）、会展中心站至会展北站区间737.24m临时的施工出碴支洞共计971.835m。

全线沿途主要是村庄,由于新会展中心建设，大部分房屋已经拆迁。

地形多为山坡和农田。

2、水文气象条件

气温：

多年平均气温18.3℃，月平均最高气温是8月为28.1℃，月平均最低气温在1月为5.7℃。

极端最高气温43℃，出现日期：

2006年8月15日；

极端最低气温-1.8℃，出现日期：

1955年1月11日。

湿度：

年蒸发量1079.2mm；

最大年蒸发量1347.3mm；

年平均相对湿度79%；

年平均绝对湿度17.7hpa；

最热月份相对湿度70%左右，最冷月份相对湿度81%左右。

降水量：

多年平均降水量1082.6mm左右，降雨多集中在5～9月，其降雨最高达746.1mm左右，日降雨量大于25mm以上的日数占全年降雨日数的62%左右，小时最大降雨量可达62.1mm。

3、隧道工程地质情况

各层岩土特征分述如下：

经地面地质调查和钻孔揭示，勘察区出露的地层由上而下依次为第四系全新统人工填土层（Q4ml）、残坡积层（Q4el+dl）及侏罗系中统上沙溪庙组（J2s）沉积岩层。

2.3.1第四系全新统（Q4）

①人工填土层（Q4ml）

素填土：

灰褐色，主要由砂岩、砂质泥岩块（碎）石和少量建筑垃圾、生活垃圾组成。

骨架颗粒径30～100mm为主，含量20～40%不等，结构主要呈松散～稍密状，堆填时间1～5年不等，主要分布在K0+818～K1+578、K3+870～K6+720和K8+828～K9+072三段。

②残坡积层（Q4el+dl）

粉质粘土：

紫褐色，紫红色，呈可塑状。

干强度中等，韧性中等，稍有光滑，无摇震反应。

槽谷段一般厚度3～6m，丘包地段一般厚度度0～2m，在拟建工程沿线地表广泛分布。

2.3.2侏罗系中统上沙溪庙组（J2s）

砂质泥岩：

紫色、紫红色、粉砂泥质结构，中厚层状构造。

主要矿物成份为粘土矿物。

表层强风化带一般厚度0.50～1.50m，强风化岩心呈碎块状，风化裂隙发育；

中风化岩心呈柱状、长柱状，岩体较完整，岩石单轴饱和抗压强度4～7MPa。

砂岩：

灰色、砖红色，细粒结构，中厚层状构造，钙质胶结。

主要矿物成份有：

石英、长石。

强风化层厚度0.50～1.20m，强风化岩心多呈，碎块状、短柱状；

中风化岩心呈柱状、长柱状，岩体较完整，岩石单轴饱和抗压强度23～30MPa。

会展中心至礼嘉段市政交通工程位于川东南孤形地带，华蓥山帚状褶皱束东南部，构造骨架形成于燕山期晚期褶皱运动。

勘察区域位于观音峡背斜与铜锣峡背斜之间的复式向斜地带，沿拟建轨道走向分别穿越复式向斜的次级构造——沙坪坝背斜、悦来向斜。

区域内的构造线走向呈NNE——SSW向，无断层通过，节理（裂隙）发生与构造运动密切相关，以走向NEE～SWW和走向NW～SE两组较发育。

三、超前地质预报的目的

通过超前地质预报，可以了解和判断掌子面前方一定距离内不良地质的性质、位置、宽度和影响隧道的长度，由此判断地下水情况、围岩级别和对施工的影响，进而达到以下目的：

1、为制定施工方案和措施提供可靠的参数，如地下水压力、水量、不良地质的位置、大小及规模等；

2、为隧道安全施工，合理的选择衬砌类型、施工方法、支护设计提供依据；

四、超前地质预报的主要项目及内容

主要对隧道开挖面前方一定距离的岩溶、岩溶突水（突泥）、断层破碎带、浅埋段、高地应力（可能产生硬岩爆和软弱围岩塑性变形）和瓦斯等有害气体的灾害地质的施工探测。

对照勘测阶段的地质资料，预测、预报地质条件变化及其对施工的影响。

针对不同地段的工程地质情况采用不同的预报手段，以达到既预报准确又节省有限预报资源的目的。

超前地质预报由超前地质预报组来完成，超前地质预报工作内容主要包括：

1、不良地质预报及灾害地质预报：

预报掌子面前方一定范围内有无突水、突泥、岩爆及有害气体等，并查明其范围、规模、性质，提出施工措施或建议；

2、水文地质预报：

预报洞内突涌水量的大小及其变化规律，并评价其对环境地质、水文地质的影响；

3、断层及其破碎带的预报：

预报断层的位置、宽度、产状、性质、充填物的状态，是否为充水断层，并判断其稳定程度，提出施工对策；

4、围岩类别及其稳定性预报：

预报掌子面前方的围岩类别与设计是否吻合，并判断其稳定性，随时提供修改设计、调整支护类型、确定二次衬砌时间的建议等；

五、超前地质预报的主要方法

超前地质预报工作采用“全面正规、长短结合、贯穿全程、因地制宜”的工作原则。

长距离预报和短距离预报兼而有之、搭配进行。

不论长距离预报还是短距离预报，都要经过2种以上方法进行综合预报，以便相互补充、验证，提高准确率。

本隧道超前地质预报采用超前钻孔及地质素描两种方法对隧道地质情况进行分析。

1、超前钻孔预报方法

超前钻孔是隧道施工期超前地质预报方法中最直接的方法，是隧道施工中的重要工序，是对其他探测手段成果的验证和补充。

超前钻孔能最直接地揭示掌子面前方的地质特征，准确率很高。

其通过钻孔钻进速度测试和所采取的钻孔岩芯的观察及相关试验获取隧道掌子面前方岩石的强度指标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度及地下水状况等诸多方面的资料，是中短距离超前地质预报必不可少的手段。

（1）超前钻孔不取芯钻探

利用钻机的冲击力、推力及扭力的变化，配合回水颜色及岩屑的观察，记录钻进时间、钻进速率，并据此来推断前方的地质状況。

不取芯钻探的施作时间较短、费用较低（与取芯钻探比较），若隧道前方有地下水层，可以通过不取芯钻孔探测并排水。

2、利用工作面地质述描与正洞地质编录结合预报

地质素描是对开挖面的地质情况如实而准确的反映，是判断围岩类别的最直接的资料，也是用以推断掌子面进深方向围岩状况的主要参照物和推断进深方向地质状况的边界条件。

利用地质理论将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量等准确记录下来并绘制成图表，结合已有勘测资料，进行隧道开挖面前方地质条件的预测预报。

地质素描占用施工时间很短，设备简单，不干扰施工，成果快速，预报效果较好，而且为整个隧洞提供了完整的地质资料；

（1）掌子面地质素描

主要内容如下：

①岩性：

是最基本的地质资料。

主要描述岩石名称、颜色、结构、构造、矿物成分、风化程度等。

②断层：

是地壳上主要的构造痕迹，它的形成、特性及规模决定地区地质构造复杂程度，对隧道施工影响极大，是开挖时发生塌方的主要地质原因之一。

主要描述断层位置、产状、断层破碎带宽度及构造类型、断层性质及其与其它断层的关系、派生节理产状、密度及充填物等。

③贯穿性节理：

是造成块体塌方的主要原因之一。

主要描述节理产状、密度、宽度、延伸情况、节理面特征（光滑、粗糙、起伏不平）、出露位置等。

④岩脉：

岩脉侵入的位置往往是地壳的薄弱点。

我们主要描述岩脉的岩性，出露位置、宽度、接触关系、破碎情况、风化程度等。

⑤地下水：

地下水增加了隧道施工难度。

地层渗水影响喷射混凝土的质量，如在断层带内岩体破碎，或节理被次生粘土充填地段有水，则会大大降低围岩的自稳能力，增加坍塌甚至突水的可能。

主要描述出水点位置、出水状态（滴、流、涌）、水量、出水点附近有无沉淀物等。

同时了解水对混凝土的侵蚀性。

（2）数据处理分析

包括确定围岩级别变化及围岩变化趋势，分析掌子面前方断层破碎带等构造、软层发育分布相关性等。

（3）提交预报报告

将收集的地质资料定期上报，针对特殊情况及时汇报。

（4）施工验证

隧道开挖后及时与预报进行核对，验证预报与实际情况的差别，不断总结经验以提高预报精度。

3、断层参数预测法

利用断层影响带的特殊节理或集中带的分布规律，通过对断层影响带的系统编录，来预报隧洞断层破碎带的位置和规模。

由于大多数不良地质现象与断层破碎带有密切的关系，故依据断层破碎带推断其它不良地质体的位置和规模。

六、针对特殊地质段的处理方法

根据隧道设计图纸、地质勘查分析及周边环境，隧道在施工过程中可能会有涌水及断层破碎带等不良地质，如发现异常地质现象，立即向监理、设计单位、业主汇报现场的实际情况，组织人员对前方的地质情况做进一步的勘查。

当确定前方地质情况后针对具体情况按以下方法进行处理。

1、涌水出现处理方法：

（1）、采用超前钻孔将水排除法。

（2）、采用超前小导管注浆法堵水、止水或超前固岩注浆法堵水。

（3）、采用井点降水或深井降水，对于渗透水较小时，也可采用洞内降水法降低地下水。

同时做好抽出水后的地面排水工作。

（4）、承压水排放和高压水处理施工法。

在不影响围岩稳定的情况下，可采用注浆前排水降压，也可采用超前钻孔、辅助坑道排水，首先采用排水法降低地下水的压力，然后进行注浆封堵涌水，在注浆过程中应先周围注浆，对准水源方向注，切断水源，最后顶水注浆，将涌水堵住。

在此施工中，我们必须高度重视而做好防排水工作，务必将涌水或裂隙水引至洞外的排水系统之中。

2、断层破碎带处理方法：

（1）、断层宽度较小,岩体组成物为坚硬岩块且挤压紧密,围岩稳定性相对较好,隧道通过这样的断层,可不变施工方法,与前后段落的施工方法一致,避免频繁变更施工方法,影响施工进度,但过断层带要加强初期支护和适当的辅助施工措施渡过断层带。

如超前锚杆与径向锚杆配合，加厚喷射砼，并增设钢筋网等措施。

必要时可增设格栅架。

（2）、一般断层破碎带,采用径向锚杆、钢筋网、喷砼、格栅钢架等加强初期支护，并在拱部施作超前小导管周壁预注浆，对洞周岩体进行预加固和超前支护。

开挖后及时施作拱部初喷砼，径向锚杆，挂钢筋网，格栅钢架。

（3）、断层出露于地表沟槽,且隧道为浅埋,可采用地面砂浆锚杆结合地面加固和排泄地表水及防止地表水下渗等措施。

（4）、当断层宽度大,岩体极破碎时,可采用注浆管棚和钢架超前支护,管棚长度一般20m～40m,能一组管棚穿过断层破碎带,则采用一组管棚,但受地质和施工条件限制,断层宽度大,可分组设置,纵向两组管棚的搭接长度不小于3.0m。

管棚用钢管直径80～150mm,一般多采用Φ108厚壁热扎无缝钢管,环向钢管中心间距为管径的2～3倍即30～40cm,钢架根据地质情况，采用型钢或格棚，其间距0.5～0.75m一榀,开挖后及时施做锚、网、喷、钢架等初期支护。

七、地质预报小组成员

组长：

项目总工

副组长：

测量主管

组员：

工程部长、质检工程师、技术员、测量员

八、超前预报实施保证措施

1、提高预报精度的措施

将综合超前地质预测预报纳入施工工序，贯穿于隧道施工全过程将综合超前地质预测预报作为作业循环必不可少的环节，像对待钻孔爆破一样纳入施工程序。

坚持预报先行、先探后掘，坚持在查清前方地质情况的前提下进行掘进施工。

2、为准确预报提供人员、技术保证

（1）、成立专职的地质工作室

成立以项目总工为组长、技术人员、施工人员、质检人员组成的地质工作室。

地质预报由地质工作室负责，其它施工、质检人员予以配合，进行资料收集、统计、分析和编制信息预报成果，由主管技术人员予以复核，并报设计、监理，为变更设计、修改施工方法提供依据。

（2）、与科研单位、业主、设计、监理部门以及兄弟施工单位紧密协作，切实做好超前地质预报工作。

（3）、在隧道掘进施工时，每个作业循环指定专门的地质工程师，及时对掌子面进行地质素描。

（4）、对已披露的实际地质情况与前期地质预报内容相比较，评估预报的准确性，不断总结经验，为以后的超前预报工作积累经验。

（5）、经分析、整理的地质资料作为施工技术资料存档。

3、采取有针对性的科学合理的预测预报程序

为保证隧道的施工安全，有效地采取针对性措施，确定并选择有效的施工方案，为动态设计提供理论性指导，在地质素描的基础上，采取综合超前地质预测预报系统，以确保预测预报结果的准确性。

对工作面前方30m范围内进行短距离的地下水定性探测；

采用地质钻机对探测结果进行验证。

在不良地质带，每循环钻孔时均实施15m的超前浅孔探测，通过增加孔数，放大外插角，以弥补深孔探测的盲区，提高超前预测预报的准确度。

从而探测出断层、风化槽、节理裂隙的发育规模、几何型态和介质填充构造特点。

根据设计提供的地质资料，结合地质观测资料，有针对性地采取相应的预报措施。

4、从工程整体出发，加强与有关单位协作，实现资源共享

施工中我们将坚决服从业主的统一指挥，与业主、设计、监理、地质勘查单位以实现地质预报资源共享。

同时不断根据各方反馈信息，及时调整预测预报手段，提高预报准确性。

为整个工程的顺利安全施工贡献力量。