7超前地质预报作业指导书汇总.docx
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7超前地质预报作业指导书汇总
新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程
***标段隧道工程
编号:
***
超前地质预报作业指导书
单位:
***集团有限公司
***标段项目经理部
编制:
审核:
批准:
201*年*月*日发布201*年*月*日实施
目录
1.适用范围-1-
2.作业准备-1-
3.技术要求-1-
4.施工程序与工艺流程-2-
5.施工要求-3-
6.劳动组织-14-
7.材料要求-14-
8.设备机具配置-14-
9.质量控制及检验-15-
10.安全及环保要求-18-
1.适用范围
适用于蒙华铁路***标段***隧道。
2.作业准备
2.1内业技术准备
在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计,阅读、审核施工图纸,熟悉以下规范、标准、条例:
(1)《铁路隧道超前地质预报技术指南》
(2)《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008)
(3)《民用爆炸物品安全管理条例》
(4)国家、行业相关标准、规范、规程、指南。
超前地质预报人员需接受项目技术交底和安全教育。
制定安全保证措施及应急预案。
收集隧道地质条件,隧道埋深,围岩级别等信息。
2.2外业技术准备
确认人员、材料、设备机具、作业环境满足作业需求。
3.技术要求
(1)配置适用的超前地质预报设备,保证精确预报,满足施工需求。
(2)及时出具超前地质预报报告,为优化设计提供依据,指导现场施工。
(3)纳入工序管理,每循环进行地质素描,按要求进行地质预报。
4.施工程序与工艺流程
4.1施工程序
地质预报→信息分析上报→确认安全→隧道开挖。
4.2工艺流程
超前地质预报工艺流程图见图4.1。
图4.1超前地质预报工作流程图
5.施工要求
5.1施工准备
(1)超前地质预报人员到场。
(2)仪器设备状态良好,满足施做需求。
(3)地质预报施做方案明确。
5.2施工工艺
结合隧道地质条件,超前地质预报工作采用由面到点、长短结合、地面调查与洞内预报相结合、定性与定量相结合的方法,确保预报的准确性。
5.2.1地质素描
(1)在隧道开挖后及时记录掌子面地质情况,每循环施做。
描述地层地质时代、岩层厚度、层间结合程度、岩层产状、岩性、岩石硬度、风化程度;断层破碎带的宽度、成分、胶结程度、含水情况以及与隧道的关系;节理裂隙的特征、组数、产状、间距、充填物质、延伸长度、张开度,节理面的起伏情况及节理裂隙的组合状况;地应力、岩溶、膨胀岩等对隧道影响产生的现象;出水点位置、水量、水压、水温、水色、悬浮物(泥砂等)测定;地质环境(地层、构造、岩溶、暗河等)的关系;与地表相关气象、水文观测;洞内涌水与地表径流、降雨的关系;必要时进行水样分析。
(2)根据地质素描得到地层岩性、地质构造、不良地质、水文地质特征等,判定围岩完整性和围岩分级,结合勘察和地质调查取得的地质资料预测隧道前方地质情况。
(3)对拱顶和左右边墙进行素描、数码摄像,绘制地质展示图(60m/张)。
5.2.2TSP探测
(1)测线布置
①接收器孔
位置:
在隧道边墙,距离掌子面大约55m。
数量:
2个,隧道左、右边墙各一个。
直径:
φ43-45mm/孔深2m。
布置:
沿轴径向,用环氧树脂固结,向上倾斜10°左右。
高度:
离地面约1.2m。
②炮孔
位置:
隧道单侧边墙。
第一个炮孔离接收器20m,其余炮孔间距为1.5m。
数量:
24个。
直径:
38mm/孔深1.5m。
布置:
沿轴径向,向下倾斜10-20°。
高度:
离地面约1.2m。
(2)数据采集与分析
TSP探测超前地质预报系统分为洞内数据采集和室内分析处理两大部分。
①洞内数据采集
洞内数据采集主要由接收器、数据记录设备以及起爆设备三部分组成。
TSP探测洞内数据采集示意图,见图5.1。
施做时按照“钻孔→安装接收器→装药→连线→起爆→接收信号→拆线、清理设备”的程序进行。
②室内计算机分析处理
采集的TSP数据,通过TSPwin软件进行处理。
TSPwin软件处理流程通过“数据设置→带通滤波→初至拾取→拾取处理→炮能量均衡→Q估计→反射波提取→P-S波分离→速度分析→深度偏移→提取反射层”11个主要步骤进行速度分析,将反射信号的传播时间转换为距离,探明反射层在探测范围内的2D或3D空间分布,并根据反射波的组合特征及其动力学特征解释地质体的性质。
图5.1TSP探测洞内数据采集示意图
③提交资料
室内分析处理在24小时内完成并提交正式成果报告,报告包括工作概况,探测的方法、设备及原理,测线布置。
对测试结果分析,并出具成果报告。
报告包括现场数据记录表、岩石参数曲线图、二维结果图、岩石参数表等内容。
(3)预报范围
一般预报距离为100-150m,采用连续重叠式预报,每次搭接不小于10m。
5.2.3地质雷达
(1)预报方法
①掌子面超前探测
测线布置根据TSP预报结果确定,一般布置三条测线(两横一竖),每次测长30m,循环搭接5m。
雷达原理示意图见图5.2。
②隧底探测
正洞可溶岩段,隧底布置3条纵向测线(左、中、右),探测深度10m。
图5.2雷达原理示意图
(2)施工工序衔接
掌子面前方探测,数据采集前对掌子面进行平整处理,使雷达天线与掌子面有较好的耦合,移走掌子面附近其他的金属物体。
隧底探测时,隧底浮渣要清除。
(3)成果资料
对数据进行必要的处理(如编辑、滤波、增益、褶积、道分析、速度分析和消除背景干扰等)后,导出时间剖面。
在时间剖面中标出探测对象的反射波组,确定反射体的形态和规模。
解释确定反射体的位置、形态,推断其充填情况。
必要时制作模型进行反演解析。
然后提交测线布置图、原始记录、时间剖面、解析参数和解析结果等资料。
5.2.4超前钻孔
(1)钻进方式
采用矿研180钻机冲击钻进。
钻进效果见图5.4。
必要时采用取芯钻进。
(2)钻孔数量及深度
超前地质钻孔的位置、孔深、数量等,由地质人员根据其他预报手段获得的成果结合掌子面附近的地质情况综合分析确定。
钻孔布置示意见图5.5。
钻孔深度一般30~60m。
以探明前方地层完整性、断层、岩溶及地下水发育情况。
图5.3钻进效果图
图5.4钻孔布置示意图
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。
循环预报搭接长度为3~5m岩盘,以此做安全储备及止浆岩盘。
(3)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。
整理得到超前钻孔成果,成果内容包括:
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。
(4)编写钻探报告。
5.2.5加深炮孔
每循环施做,沿开挖洞身周边均匀布置。
根据地质复杂程度,正洞每循环5~7个,辅助坑道每循环3~5个,孔深超过开挖进尺3~5m。
相邻两循环加深炮孔的位置适当错开。
利用风钻进行加深钻孔,孔径30~40mm。
钻孔完成后及时向现场管理人员反馈信息,有异常报告至现场主要管理人员、经理部总工,并报监理、设计院、晋豫指挥部采取措施。
5.3上报制度
(1)即时报告
当地质工程师发现地质情况发生不良变化时,即刻将相关地质信息向工区、项目部、现场监理、设计单位报告,积极参与不良地质工程措施的研究。
(2)日常报告
每次完成地质预报工作后,对地质素描、超前探孔等资料及时向工区、项目部、现场监理、设计提供。
红外探测、TSP、超前钻孔、地质雷达等,两日内将报告上报项目部、监理、设计单位、建设指挥部。
(3)信息反馈
地质预报资料形成后及时报送给监理、设计单位、建设指挥部,特殊不良地质请建设指挥部组织四方会勘,根据报告分析前方地质情况,制定相应方案。
6.劳动组织
根据中条山隧道的实际情况,结合设计超前地质预报方法进行人员配置。
超前地质预报人员配置表,见表6.1。
表6.1人员配置表
序号
工种或职务
人数
1
地质预报组负责人
1
2
地质工程师
3
3
物探工程师
1
4
TSP爆破工
2
5
超前钻孔队长
1
6
高级钻工
12
7
机修工
1
8
专职资料员
1
7.材料要求
TSP探测采用2#乳化炸药,导爆管引爆,满足火工品要求。
8.设备机具配置
根据***隧道的实际情况,结合设计超前地质预报方法进行设备配置。
设备机具配置表,见表8.1。
表8.1仪器设备及型号配置表
序号
仪器设备及型号
数量
1
TSP超前地质预报仪
1台
2
数码照相机Canon
2部
3
矿研H180
1台
4
计算机
4台
5
打印机
2台
7
汽车
1台
8
地质罗盘
4部
9.质量控制及检验
9.1质量控制
(1)按照设计文件、《铁路隧道超前地质预报技术指南》、建设单位有关要求及技术交底开展预报工作,使预报质量得到有效的控制,从而切实保证预报的精度和质量。
(2)现场采集工作结束后,内业数据分析、处理以及报告编写应及时,成果报告应有编制、复核、审核。
(3)把预报、检测结果与实际开挖情况进行比对,不断总结,调整各种参数、方案组合等,对预报做出修正,提高准确性。
9.2质量检验
(1)地质素描在开挖后及时进行,对掌子面、边墙、拱顶及底板围岩的工程地质及水文地质特征进行详细描述,描述要真实贴切,辅以适当的图形、图片。
在开挖满60m后,及时对素描资料进行汇总,并形成展示图。
(2)TSP超前探测
①对炮孔及接收器孔进行测量,其参数满足设计要求;接收器套管安装要耦合完好,尤其是前端口;检测噪音在低于78dB时方可接收数据,接收到的信号要初值明显;曲线隧道预报的终点不能偏离隧道中线30m。
TSP数据采集时对每一炮的波幅进行调节,记录不好或存在干扰时应重新放炮。
②TSP每次探测100~150m,采取重叠式预报,搭接长度不小于10m,保证预报精度。
可溶岩发育地段每次预报距离100~120m;完整的硬岩每次预报120~150m;第三系、第四系地层考虑地震波衰减,控制在100m/次以内。
(3)超前钻孔
两次循环的超前水平钻探搭接长度不小于5m。
钻孔参数见表9.1、9.2、9.3。
表9.1掌子面超前钻孔1孔参数表
孔号
水平角(°)
竖直角(°)
孔深(m)
1
0
0
30~60
表9.2掌子面超前钻孔2孔参数表
孔号
水平角(°)
竖直角(°)
孔深(m)
1
左偏5
上仰3
30~60
2
右偏5
下俯3
30~60
表9.3掌子面超前钻孔3孔参数表
孔号
水平角(°)
竖直角(°)
孔深(m)
1
左偏5
上仰3
30~60
2
右偏5
上仰3
30~60
3
0
0
30~60
(4)地质雷达
①地质雷达探测距离不超过25m,在岩溶发育地段采用雷达波形判定。
两次预报搭接长度不小于5m。
②现场数据采集在掌子面进行,采集前对掌子面进行平整处理,使雷达天线与掌子面能有较好的藕合,掌子面附近不得有其它的金属物体。
③雷达记录清晰,反射波形、同相轴明显,不合格的记录应重测。
对合格的记录应根据记录的情况进行必要的处理(如:
编辑、滤波、增益、褶积、道分析、速度分析和消除背景干扰等),得出时间剖面。
10.安全及环保要求
10.1安全要求
(1)未按规定进行监控量测不得进洞。
(2)监控量测出现红色预警未处理时不得继续作业。
(3)人员到达工作面后,首先检查工作面是否处于安全状态,支护是否稳定。
(4)作业人员进入施工场地必须正确配戴劳动保护用品。
(5)从事爆破的特殊作业人员必须持证上岗。
(6)装药与钻孔不得平行作业。
(7)坚决落实爆破物品登记制度,实行爆破物品及爆破器材领用专人负责制,指定专职安全员和材料员进行爆破材料的领用。
领出但未使用爆破物品退库处理,严禁施工人员私自留存爆破物品。
10.2环保要求
(1)全面控制施工污染,减少污水、粉尘及噪声污染。
(2)每次预报完成后,做到“工完、料尽、场地清”。
(3)超前探孔、加深炮孔过程中产生的污水经三级沉淀后排放。
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