中国工程建设标准隧道施工超前地质预报技术规范模板.docx
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中国工程建设标准隧道施工超前地质预报技术规范模板
CECSXXX:
201X
中国工程建设标准
隧道施工超前地质预报技术规范
Technicalspecificationforgeologypredicationoftunneling
(征求意见稿)
中国XX出版社
中国工程建设标准化协会标准
隧道施工超前地质预报技术规范
Technicalspecificationforgeologypredicationoftunneling
CECSXX:
201X
主编单位:
中国电建集团
贵阳勘测设计研究院有限公司
批准单位:
中国工程建设标准化协会
施行日期:
201X年X月X日
中国XX出版社
201X北京
中国工程建设协会
隧道施工超前地质预报技术规范
CECSXXX:
201X
XX公司主编
中国XXX出版社出版
(地址:
XXXXXXXX)
(邮政编码:
XXXXXX电话:
XXXXXXXX)
XXXXX发行
XXXXXXX印刷
中国工程建设标准化协会公告
第XX号
关于发布《隧道施工超前地质预报技术规范》的公告
根据中国工程建设标准化协会批准[XXX]建标协字第XX号文《关于印发中国工程建设标准化协会XXXX年第XX批标准制、修订项目计划的通知》的要求,由XX公司等单位编制的《隧道施工超前地质预报技术规范》,经本协会组织审查,现批准发布,编号为CECSXXX:
20XX,自20XX年XX月XX日起施行。
中国工程建设标准化协会
二OXX年XX月XX日
前言
根据中国工程建设标准化协会“关于印发《2015年第二批工程建设协会标准制订、制订计划》的通知”(建标协字[2015]009号)的要求,规程编制组经广泛调查研究,认真总结工程实践经验,并在广泛征求意见的基础上,制定本规程。
本规程的主要技术内容是:
隧道施工超前地质预报的基本规定、预报设计、预报方法、综合预报、成果报告及相关附录。
根据国家计委计标[1986]1649号文《关于请中国工程建设标准化委员负责推荐性工程建设标准试点工作的通知》的要求。
现推荐给工程建设、设计、施工等使用单位及工程技术员采用。
本规程由中国工程建设标准化协会归口管理并负责解释,在使用过程中如发现需要修改或补充之处,请将意见和资料请寄送中国工程建设标准化协会XXX分会(地址:
XXXXXXX,邮编:
********)。
主编单位:
XX公司
参编单位:
XX公司
XX公司
XX公司
XX公司
**大学
水利部长江勘测技术研究所
XX公司
XX公司
XX公司
**大学
XX公司
XX公司
**市工程科学技术研究院
XX公司
长江科学院重庆分院
XX公司
XX公司
XX公司
**大学勘察设计研究院武汉分院
主要起草人:
肖柏勋王波柯玉军沙椿李术才李祺王旭明杨麟峰
刘浩魏岩峻侯爱君肖长安谢向文谭天元吴奇李秀芳
王运生丁锐汪卫毛马若龙刘学祥高建华卓越易毅
韩帅超高才坤刘斌聂利超董亮叶辉金彦王胜友
郭俊峰高源刘玉王华谭维奇
主要审查人:
目次
目次vi
1总则8
2术语9
3基本规定10
3.1一般规定10
3.2预报方法应用范围和适用条件11
3.3预报工作流程13
3.4预报试验工作15
3.5测量16
3.6预报记录17
3.7数据处理和成果解释17
3.8图件绘制18
4预报设计20
5预报方法22
5.1一般规定22
5.2地质调查分析法22
5.3地震波法25
5.4探地雷达法29
5.5瞬变电磁法31
5.6电法33
5.7超前钻探法35
5.8超前导坑法37
6不良地质体预报39
6.1一般规定39
6.2断层破碎带预报39
6.3岩溶预报40
6.4涌水突泥预报42
6.5软弱岩层预报42
6.6瓦斯地层预报43
7预报成果报告45
附录A预报方法应用47
附录B隧道地质条件复杂程度分级48
附录C隧道施工掌子面地质素描记录表49
附录D隧道内临近不良地质体地质前兆表50
附录E隧道围岩完整性及分级表51
附录F地震法观测系统布置图表52
附录G电法观测系统布置图表55
本规范用词说明56
引用标准名录57
Contents
1Generalprovisions
2Terms
3Basicrequirement
3.1Generalrequirement
3.2Applicationsscopeandapplicationsconditionofpredicationmethod
3.3Theprocedureofpredication
3.4Testworkofpredication
3.5Engineeringsurvey
3.6Recordofpredication
3.7Dataprocessingandinterpretation
3.8Drawing
4Designofpredication
5Methodofpredication
5.1Generalrequirement
5.2Geologicalsurvey
5.3Seismicreflection
5.4GPR
5.5TEM
5.6Electricitymeoth
5.7drillingaheadthecuttingface
5.8Tunnelbyadvancingshaft
6Predictionbadgeologicalbody
6.1Generalrequirement
6.2Faultbrokenzone
6.3Karst
6.4Watergushingangmudoutburst
6.5Weakformation
6.6Coalseamgas
7Resultsandreportsofpredication
AppendixAApplicationsofpredicationmethod
AppendixBClassificationformofgeologicalfactorsbyintricacy
AppendixCGeologicalketchformoftunnelconstructionconstraints
AppendixDGeologicalprecursorformofinsidethetunnelnearthebadgeologicalbody
AppendixEPerfectionandclassificationformoftunnelwallrock
AppendixFObservationsystemdesigofseismicreflection
AppendixGObservationsystemdesigofelectricitymeoth
Expanationofwordinginthisspecification
Referencelist
Additions:
Explanationitems
1总则
1.0.1为规范隧道施工超前地质预报工作,保证隧道施工超前地质预报质量,降低隧道施工安全风险,制定本规范。
1.0.2本规范适用于住房和城乡建设行业的隧道或隧道施工超前地质预报工作,也可用于市政、水利水电、交通运输、矿山等行业的隧道掘进施工超前地质预报工作。
1.0.3隧道施工超前地质预报工作除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。
2术语
2.0.1隧道Tunnel
隧道是埋置于地层内的工程建筑物,是人类利用地下空间的一种形式,包括市政隧道、水工隧洞、交通隧道、矿山隧洞等。
2.0.2隧道超前地质预报Geologicalpredicationintunnel
在隧道施工过程中,采用地质、物探和其它勘探手段分析和预测掌子面前方工程地质、水文地质和不良地质体情况的一种地质勘察方法。
2.0.3隧道地质条件复杂程度分级Classificationofgeologicalfactorsbyintricacy
通过分析和调查隧道工程地质和水文地质资料,评估地质灾害对隧道施工及环境影响程度。
2.0.4钻爆施工法Drillingandblastingmethod
使用移动式钻孔台车进行爆破开挖成型的隧道掘进施工方法。
2.0.5TBM施工法Tunnelboringmachine
采用全断面岩石掘进机进行隧道掘进的施工方法。
2.0.6地质调查法geologicalsurvey
通过分析既有地质资料、进行地表和洞内地质调查,分析和预测隧道开挖工作面前方地质情况的一种预报方法。
2.0.7地震波法seismicmeoth
利用地震波反射和散射原理探测掌子面前方一定范围内地质情况的一种预报方法。
2.0.8瞬变电法TEM
利用电磁感应原理探测隧道掌子面前方一定范围内地质情况的一种预报方法。
2.0.9探地雷达法GPR
利用探地雷达探测隧道掌子面前方一定范围内地质情况的一种预报方法。
2.0.10电法electricitymeoth
利用电法勘探原理探测隧道掌子面前方一定范围内地质情况的一种预报方法。
2.0.11超前钻探drillingaheadthecuttingface
在隧道开挖掌子面进行钻探,以获取地质情况的一种预报方法。
2.0.12超前导坑法tunneladvancingshaft
又称为超前导坑预报法,沿隧道开挖方向进行小洞径掘进,以获取地质信息的一种预报方法。
2.0.13异常体anomalousbody
物探探测到的物理场参数明显高于或低于围岩正常值的地质体。
3基本规定
3.1一般规定
3.1.1在隧道勘察设计阶段,应依据隧道地质勘察资料进行地质条件复杂程度分级、超前地质预报设计。
3.1.2超前地质预报应根据预报任务、隧道地质条件、预报方法特点、施工方式合理选择预报方法和确定现场预报工作流程。
3.1.3预报任务宜包括:
1查明隧道开挖掌子面前方一定范围内的工程地质与水文地质情况;
2查明隧道开挖段近洞壁附近不良地质体分布情况;
3为施工处理和优化工程设计提供地质资料;
4为编制竣工文件提供地质资料。
3.1.4预报内容可包括:
1地层预报,包括岩体完整性、地层岩性、软弱地层、软弱夹层、破碎地层及其它特殊岩土层等;
2构造预报,包括断层、节理密集带、褶皱轴部、破碎带等;
3不良地质体预报,包括溶洞、暗河、采空区、坑洞等;
4突水突泥预报,包括岩溶管道水、富水断层、富水褶皱、富水地层等;
5为设计变更或优化而进行的其它探测工作。
3.1.5超前地质预报应纳入隧道勘察设计和施工建设信息化工作中,建设、设计、施工、监理等参建单位在超前预报工作中分工明确、责任落实、相互配合,做到信息传递顺畅、反馈及时、决策迅速、处理得当,参建各方责任应符合下列要求:
1建设单位应负责预报方案的审批,并对超前预报过程进行监督和检查;
2勘察设计单位应在勘察设计报告中明确隧道的地质复杂程度分级,并进行超前地质预报方案设计;
3预报单位在隧道开挖施工前应编制超前地质预报实施细则,纳入施工组织设计,保证超前地质预报成果及时有效地在监理、设计、建设单位间的传送和反馈;
4监理单位应对超前地质预报工作实施监理,协调好预报方和相关方的关系;
5各参建单位应积极利用超前地质预报成果,应根据预报的突发地质情况,及时启动相关安全应急预案。
3.1.6预报单位应配备超前地质预报所需要的地质和物探专业人员。
3.1.7用于超前地质预报的仪器设备应符合相关行业技术标准的相关规定。
3.1.8预报工作应采取地质与物探结合、长短距离预报方法相结合、间接预报与直接揭露相结合的综合预报方法。
3.1.9应以地质调查分析作为基础,综合分析多种预报方法的成果资料,相互印证,得出最终的预报结论,并提出施工措施建议。
3.1.10预报应按隧道施工进度和预报方法确定预报距离和频次,循环进行。
3.1.11隧道超前地质预报应遵循循序渐进的原则,在预报初期应不断总结预报经经验,及时调整或改进预报技术和成果解释方法。
3.1.12物探预报时,激发和采集应在背景相对安静和信号相对稳定时段进行。
3.1.13物探预报测试的异常点、观测信号较弱点、仪器参数或观测装置改变情况下,应进行重复观测。
3.1.14当间接预报发现较大或重大地质异常时,应安排超前钻孔探测。
3.1.15超前地质预报应保证现场工作和预报成果的及时性。
3.1.16超前地质预报工作完成后,应整理各期预报成果和其它相关资料,编写超前地质预报总报告。
3.2预报方法应用范围和适用条件
3.2.1超前地质预报应根据隧道地质条件、预报方法特点、施工方式及附录A的规定合理选择预报方法。
3.2.2地质调查分析可应用于所有施工类型的隧道,范围宜包括:
1隧道长、中、短距离预报;
2隧道施工开挖过程中的地表地质调查;
3隧道掌子面及侧壁地质素描;
4隧道地下水观测。
3.2.3地质调查分析可独立或与其它预报方法一起进行综合预报,独立预报适用条件宜包括:
1浅埋洞段;
2地质条件复杂程度简单的洞段。
3.2.4探地雷达法应用范围宜包括:
1短距离预报;
2溶洞、暗河、采空区、坑洞等不良地质预报;
3岩溶管道水、富水断层、富水褶皱、富水地层预报;
4断层、褶皱破碎带等构造预报;
5软弱、破碎地层预报。
3.2.5探地雷达法适用条件应包括:
1预报目的体相对围岩的电介常数差异明显;
2钻爆施工洞段;
3地质复杂程度中等、复杂、很复杂的洞段;
4掌子面及侧壁相对平整,附近无金属物具和电缆;
5无强电磁场干扰。
3.2.6地震波法应用范围应包括:
1长距离预报;
2断层、溶洞、褶皱、暗河、采空区等规模较大的不良地质预报;
3软弱、破碎岩层及岩体质量分级预报。
3.2.7地震波法适用条件应包括:
1探测目的体与相邻介质应存在较明显的波阻抗差异并具有足以被探测的规模;
2断层或岩性界面的倾角应大于35°,构造走向与隧道轴线的夹角应大于45°;
3隧道应具有一定的埋深;
4地质复杂程度中等、复杂、很复杂的洞段;
5大范围岩溶水、断层水、富水褶皱、富水地层预报;
6无强机械振动干扰。
3.2.8瞬变电磁法应用范围应包括:
1中长距离预报;
2断层、溶洞、暗河、采空区等规模较大不良地质预报;
3软弱、破碎岩层预报;
4大范围岩溶水、断层水、富水褶皱、富水地层预报。
3.2.9瞬变电磁法适用条件应包括:
1预报目的体相对围岩的电阻率差异较大;
2隧道应具有一定的埋深;
3地质复杂程度中等、复杂、很复杂的洞段;
4掌子面附近无金属物具和电缆;
5钻爆施工洞段。
3.2.10电法应用范围应包括:
1短距离预报;
2岩溶管道水、断层水、褶皱构造水、地层富水层预报。
3.2.11电法适用条件应包括:
1预报目的层相对围岩极化率、电阻率差异较大;
2地质复杂程度中等、复杂、很复杂的洞段;
3钻爆及TBM施工洞段。
3.2.12超前钻孔法应用范围应包括:
1中短距离预报;
2间接预报方法无法预报洞段;
3验证或复核其它间接预报方法。
3.2.13超前钻孔法适用条件应包括:
1探测目的体距离掌子面或侧壁较近;
2地质复杂程度复杂、很复杂的洞段;
3钻爆及TBM施工洞段。
3.2.14超前导坑法应用范围应包括:
1中长距离预报;
2间接预报方法无法预报,重大涌水突泥或围岩质量很差的洞段;
3验证或复核其它间接预报方法。
3.2.15超前导坑法适用条件应包括:
1地质复杂程度很复杂的洞段;
2钻爆施工洞段。
3.3预报工作流程
3.3.1超前地质预报工作流程应按图3.3.1-1实施。
图3.3.1-1隧道施工超前地质预报工作流程图
3.3.2预报前应收集勘察阶段的地质设计资料,进行隧道沿线现场踏勘和调查,应收集和分析邻近隧道、导洞的地质资料,为编制超前预报技术方案提供资料。
3.3.3超前预报技术方案宜包括下列内容:
1概况,包括项目情况、隧道工程地质情况、地质复杂程度划分、主要地质风险、施工工艺等、可能存在的工作难点;
2工作任务,包括任务来源、工程量、质量技术要求;
3编制依据;
4预报方法与技术;
5质量控制措施;
6预期成果,包括成果形式、成果图件、成果报告;
7项目组织机构和设备,包括人员组成与分工、仪器设备;
8工作进度与工期安排;
9现场安全、职业健康和环境保护措施;
10现场配合、协调工作要求。
3.3.4超前预报实施细则宜包括下列内容:
1工程概况;
2编制依据;
3仪器设备配备情况、人员组织及联系方式;
4预报方法、工艺流程与操作要点;
5现场与相关施工方的协调及工序管理;
6成果提交、反馈方式与流程,包括与监理、设计、建设单位的联系,预报成果提交、信息传递方式等;
7安全措施;
8相关管理制度;
9地质预报成果的验证及技术总结的要求;
10其他需要说明的问题。
3.3.5超前预报正式开展前,宜选择有条件的洞段进行预报试验工作,试验预报方法效果、预报距离、选择合适的仪器参数。
3.3.6预报过程中应根据选择的预报方法的预报距离和精度、施工进度确定循环预报的方式和循环时间。
3.4预报试验工作
3.4.1预报试验工作前,应制定试验方案。
3.4.2试验工作宜利用有条件的洞段进行预报试验,了解隧道区段的地质情况和地球物理特征。
3.4.3试验工作的内容宜包括:
1物性参数测试、现场干扰信号和干扰源分布情况及强度试验;
2预报方法适应性试验;
3预报距离和解释精度试验;
4仪器工作参数选择试验;
5预报方法组合和循环预报距离试验;
6其它试验工作。
3.4.4试验期间应及时进行分析对比,作出明确结论,试验成果可作为预报成果。
3.4.5在预报中遇到局部洞段预报质量明显下降时,应做补充试验,找出原因,调整预报方法、技术参数和循环预报方式。
3.5测量
3.5.1隧道地质超前预报应使用施工测量控制网进行放点和收点。
3.5.2地下水位观测孔、水井、泉眼、沉降点等地面地质调查点或监测点测量精度应满足Ⅲ类地质勘察点精度要求;物探点、剖面点、地质坑槽点测量精度应满足Ⅱ类地质勘察点测量精度。
3.5.3剖面和测点位置与埋石应先在地形图上标出待测位置,然后在现场标定端点、折点和剖面交点。
3.5.4物探测点、剖面端点、转折点、激发点、异常点、地质观测点等标识点应进行联测。
3.5.5剖面基点与转站点应符合下列规定:
1平面基点的点位中误差,不应大于剖面比例尺图上0.2mm;高程基点的高程中误差不应大于±1/10基本等高距;
2平面基点和高程基点宜为同一点并设在剖面的端点上;
3转站点的平面位置中误差不应大于剖面比例尺图上0.3mm;其高程中误差不应大于±1/6基本等高距。
折线剖面的转折点,应按转站点的精度测定。
4一条剖面上至少要有一个高程基点。
地面剖面长度大于1000m或洞内剖面长度大于100m时,宜在两端各设置1个基点。
5转站点的高程测量应起止于高程基点或水准点。
3.5.6剖面、物探点、钻孔、地质观测点测量可选用全站仪、GNSS、激光测距仪、测量绳、测量尺等进行测量。
3.5.7剖面或观测系统测量的精度和制图比例尺可根据剖面的长短、比高的大小而定,同一条剖面应绘在一张图纸上。
3.5.8地面点应能反映地貌变化,其间距为图上1cm~3cm。
地形或洞向变换点、地物点、地质勘察点和不同剖面的交点等,均需测定其平面位置和高程。
3.5.9现场测量工作完成后,应对以下资料进行整理:
1测量记录、计算资料;
2测量成果表;
3测点分布图、剖面图。
3.6预报记录
3.6.1预报记录应包括:
1地质调查记录、地下水观测记录、地质素描图等;
2物探测试记录、仪器工作班报、资料检查验收记录;
3超前钻探或洞探地质记录。
3.6.2物探测试记录应记录仪器工作期间的有关工程信息、工作参数、物探测试数据文件等。
3.6.3仪器工作班报应记录仪器主机及辅助设备运行或安装情况。
3.6.4记录不应涂改、擦拭或撕页,对应的仪器打印记录、计算机媒体记录的数据文件号应正确,文件内容应齐全。
3.6.5现场工作完成后,应组织人员对项目全部原始记录进行自检。
3.6.6预报技术负责人应组织人员对原始记录进行检查和评价。
3.6.7预报原始资料存在下列情况之一者为不合格。
1记录不全;
2原始记录有涂改、擦拭、撕页现象,或计算机数据采集文件名错误,文件内容不符;
3使用的仪器不符合本规范规定。
3.7数据处理和成果解释
3.7.1地质调查和观测资料应整理成相应的地质图件、图表和文字说明。
3.7.2超前钻孔和超前导坑应根据现场地质和施工记录整理绘制相应的钻孔柱状图或隧道展示图。
3.7.3物探预报资料应先整理原始记录和测试数据文件,形成符合数据处理要求的数据文件格式。
3.7.4物探预报应按每种方法技术要求采用相应的计算机软件进行处理,得出相应的物探成果。
3.7.5同一期多种预报方法应进行相互印证、相互补充,得出一致的结论。
3.7.6物探成果应结合地质资料进行解译,绘制相应的预报地质成果图,应推测异常体的性状、位置、规模和延伸方向。
3.7.7对一些影响施工安全的异常应进行跟踪探测、超前钻孔探测。
3.8图件绘制
3.8.1超前地质预报制图应做到资料完整、真实准确、数据无误、图表齐全、字迹清晰、图面整洁美观。
3.8.2应符合相关行业勘测制图的规定,图幅、标题栏、图线、图例、比例尺宜符合下列要求:
1图幅宜选择A4或A3,可根据需要画出图框线、图幅线和标题栏;
2横式图幅宜以长边为水平边,立式图幅宜以短边作为水平边;
3图纸幅面不宜加大,特殊情况下需要加大时,可加长图幅的长边;
4标题栏可根据绘图单位管理规定绘制,内容宜包括单位名称、工程名称、图名、比例、图号、责任会签栏;
5各种图线宽度、颜色、线型的配置应以图形的比例、内容相协调,重点突出,主次分明,清晰美观为原则;
6图表中的字体及字号应根据图的内容适当选用,以突出重点、大小适中为原则;
7图例
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