五监理渝黔隧道超前地质预报实施方案.doc
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1、重庆至贵阳铁路扩能改造工程站前工程隧道超前地质预报实行大纲中国中铁编制: 复核: 审核: 审批: 中铁一局集团中铁一局渝黔铁路土建八标项目经理部2023年7月23日目录1 编制依据、编制原则和编制范围11.1 编制依据11.2 编制原则11.3 编制范围12工程概况23 地质概况23.1工程地质特性23.2水文特性23.3气象特性24地质复杂限度分级35隧道地质超前预报工作目的46超前地质预报方案56.1隧道地质超前预报工作内容56.2隧道地质超前预报技术方案57超前地质预报工作流程及操作要点167.1超前地质预报流程167.2操作要点178超前地质预报组织机构设立及投入的人力、设备资源178
2、.1组织机构设立178.2预报监控人员设备188.3预报设备199质量规定1910安全措施1911成果资料编制的内容与规定2011.1现场超前地质预报成果2011.2汇编资料2011.3超前地质预报资料规定2112工作制度2112.1现场预报监控组织机构的建议2112.2成立巡视组、督导组2112.3超前地质预报工作小组2212.4协作事项规定2212.5预报检测准备工作2313.地质预报成果的验证及技术总结的规定2413.1超前地质预报成果的验证2413.2技术总结规定2414其他需要说明的问题24附表一:人员表25附表二:机械表261编制依据、编制原则和编制范围1.1编制依据(1)铁路隧道
3、设计规范TB10003-2023(2)铁路隧道施工技术规范TB10204-2023(3)铁路工程物理勘探规程TB10013-2023(4)岩土工程勘察规范GB50021-2023(5)铁路隧道工程施工技术指南TZ204-2023(6)新建铁路工程测量规范TB10101-99(7)铁路隧道超前地质预报技术指南(铁建设【2023】105号)(8)铁路隧道监控量测技术规程TB10121-2023(9)铁路工程基本作业施工安全规程TB10301-2023(10)铁路隧道工程施工安全技术规程TB10304-2023(11)铁路隧道风险评估与管理暂行规定(铁建设【2023】-200号)(12)关于进一步明
4、确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的告知(铁建设【2023】-120号)(13)关于进一步加强铁路隧道设计施工安全管理工作的告知(建技【2023】-352号)(14)渝黔铁路YQZQ-8标隧道地勘报告、设计文献。(15)现场踏勘所取得的有关工程地质、水文等调查资料。1.2编制原则(1)遵循协议文献的原则。严格按协议规定开展隧道施工超前地质预报征询服务工作。(2)遵循“安全第一、防止为主”的原则。严格按照安全操作规程,从制度、管理、方案等方面制定切实可行的措施,保证安全。(3)遵循信息化施工原则,采用快速监测快速反馈的技术路线,强调监测及超前预报结果的反馈应用,对施工进行指导。1.
5、3编制范围改建铁路重庆至贵阳线扩能改造工程渝黔铁路隧道施工超前地质预报服务第八协议段所有隧道。2工程概况线路起于渝黔交界处D1K114+664.20,途中有羊角二号隧道(1144m)、夜郎隧道(4959米)、阳关塘隧道(451m)、何家沟一号隧道(2794.841m)、何家沟二号隧道(82m)、萎家沟1号隧道(2113m)、萎家沟2号隧道(278m)、梨树坪一号隧道(2238m)、梨树坪二号隧道(1649m)、五重角隧道(299m)、长石梯隧道(437m)、团山堡隧道(204m)、文昌阁隧道(2612m)、花园坪一号隧道(921m)、花园坪二号隧道(320m)至石溪河桥尾终点(DK164+34
6、2.17)。监理站管段线路被六标、七标正在施工的天坪隧道和新凉风垭隧道提成三段工程,即:D1K114+664.20D1K116+256.31、DK130+243DK149+773.274、DK157+690DK164+342.17三段。3地质概况3.1工程地质特性沿线的地质岩性情况涉及灰岩、页岩夹灰岩、砂岩、白云岩、白云岩夹泥、灰岩夹页岩、白云质灰岩、泥灰岩、页岩、泥岩夹砂岩、粉质黏土、块石土、红黏土等。本标段隧道地质较为复杂,重要涉及岩溶、岩堆、顺层偏压、断层、背斜、向斜、裂隙等构造。隧道施工也许碰到各种规模岩溶、洞穴、溶蚀等,极易产生股状涌水、突水、突泥、塌方等灾害,对工程导致较大的不利影
7、响。3.2水文特性本标段隧址区地层岩性及其组合特性、地下水赋存条件、水理性质和水力特性,可将隧址区地下水类型划分为:第四系松散岩类孔隙潜水、碳酸盐加碎屑岩类裂隙溶洞水、碎屑岩类加碳酸盐岩裂隙溶洞水、碳酸盐岩类溶洞水、基岩裂隙水等。本标段隧道除新娄山关隧道会出现小股的涌水,剩余所有都有较大涌水现象。预测涌水量:最小涌水量1070m3/d,最大涌水量51500m3/d。3.3气象特性测区属亚热带湿润季风气候,气候特点是冬暖春早,夏热秋凉,四季分明,无霜期长;空气湿润,降水丰沛;太阳辐射弱,日照时间短;多云雾,少霜雪;光温水同季,立体气候显着,气候资源丰富,气象劫难频繁。4地质复杂限度分级4.1、超
8、前地质预报应实行分级管理,根据地质灾害对隧道施工安全的危害限度对工程进行灾害分级,采用不同地质预报方案。4.2、根据地质灾害对隧道施工安全的危害限度,地质灾害分为以下四级。A级:存在重大地质灾害隐患的地段,如大型暗河系统,可熔岩与非可熔岩接触带,软弱、破碎、富水、导水性良好的地层和大型断层破碎带。特殊地质地段,重大物探异常地段,也许产生大型、特大型突水突泥地段,诱发重大环境地质灾害的地段,高地应力、瓦斯、天然气问题严重的地段以及认为抗洞等。B级:存在中、小型突水突泥隐患的地段,物探有较大异常的地段,断裂带等。C级:水文地质条件较好的碳酸盐及碎屑岩地段、小型断层破碎带,发生突水突泥的也许性较小。
9、D级:非可熔岩地段,发生突水突泥的也许性极小。第八协议段隧道基本情况一览表序号名称起始里程终止里程长度(m)围岩级别地质复杂限度分级级级级级1羊角二号隧道D1K114+672D1K116+0621144820194130.023B级2夜郎隧道DK130+402DK135+361495934001200359B级3阳关塘隧道DK135+739DK136+190451220231C级4何家沟一号隧道D3K139+286D3K142+0962794.8414501870474.841B级5何家沟二号隧道D3K142+241DK142+3238282C级6萎家沟一号隧道D3K142+415D3K144
10、+52821131015410460228B级7萎家沟二号隧道D3K144+575D3K144+85327811550113C级8梨树坪一号隧道D3K145+448D3K147+6862238104070920208C级9梨树坪二号隧道D3K147+800D3K149+4491649720490439B级10五重角隧道DK157+705DK158+00429990209C级11长石梯隧道DK158+208DK158+645437184253B级12团山堡隧道DK158+803DK159+007204204C级13文昌阁隧道DK159+255DK161+86726122156335121A级14
11、花园坪一号隧道D1K161+550D1K162+471921380541B级15花园坪二号隧道D1K162+645D1K162+96532011812973C级合计2055825965223665.8645隧道地质超前预报工作目的隧道是建筑在地下的隐蔽工程,地下地质条件复杂,潜在、无法预知的地质因素较多:多变的地质条件;地层破碎带/断层;岩溶;富水岩层。进行隧道地质超前预报的目的是:提供隧道掘进前方的地质情况,涉及围岩的完整性、断层破碎带和溶洞的规模及位置、不良地层的赋水情况,进而做出对围岩类别的划分和坑道开挖时稳定性的分析,为设计变更及施工方法改变提供工程地质依据,以保证隧道施工顺利进行和工
12、程安全。6超前地质预报方案6.1隧道地质超前预报工作内容具体说明隧道掌子面围岩的岩性、结构、构造、裂隙发育限度、含水情况、围岩等级等,并对预报范围内围岩的以上几个方面涉及不良地质体(破碎带、断层、岩溶等)作出判断、定位,提出相应的建议施工措施。重要内容涉及:(1)拟定掌子面范围内地质条件变化情况及对施工的影响限度;拟定也许出现塌方、滑动的部位、形式、规模及发展趋势,并提出相应解决措施。(2)拟定掌子面前方一定范围内也许出现的忽然涌水的地点、涌水量大小、地下水泥砂含量及对施工的影响;拟定也许发生的岩爆、大变形、软岩内鼓及对施工的影响限度。(3)拟定隧底、隧周一定范围内也许出现的溶洞、含水断层、含
13、水溶洞、地下暗河的地点对施工的影响;拟定也许发生的塌陷、忽然涌水对施工的影响限度。(4)对隧道将要穿过的不稳定岩层、较大断层作出预报,以便及时改变施工方法或做好应急措施。(5)判断超前地质预报所获得的工程和水文地质信息与设计文献中提供的工程和水文地质信息有无差异和变化,对地质条件的差异和变化,提出是否加强或减少原设计参数的建议及相应措施,并对开挖过程中围岩稳定性进行分析。(6)对隧道开挖进行地质跟踪编录、素描,并将设计阶段、地质预报阶段以及隧道开挖后实际情况进行对比分析;绘制隧道洞身地质展示图;地层分界线及构造线隧道内和地表相关性分析图;地质复杂地段纵、断面图。(7)根据现行围岩分级规范、规程
14、,对已开挖隧道部分的围岩情况,根据地质预报与围岩监测结果提出围岩分级建议进行分级。6.2隧道地质超前预报技术方案(1)隧道地质超前预报工作规定提供掌子面前方及开挖段范围内的地质情况;提供开挖段前方及周边的水文地质预报;提供开挖段前方及周边溶洞的规模及位置的预报;测试后24小时提交地质预报成果报告给监理或施工单位;预报成果报告应涉及掌子面前方地质情况的剖面图和简明的文字说明,通过对围岩完整性的鉴定得出的围岩类别划分,并对开挖过程中围岩稳定性的评价。(2)测试方法组合及重要工艺各测试方法的测试内容表测试内容测试方法与仪器(人)探测范围精度岩土力学信息测线及测点布置TSP202隧道震波超前预报仪10
15、0-150m精度一般好(纵横波)在隧道的一侧布置测点地质雷达20-35m精度高非直接类比掌子面上布置横两条,竖三条红外探水仪前、上、两侧30m精度一般全方位探测(拱顶、拱腰、边墙、隧底)超前钻孔30-100m精度高地质素描10m精度一般加深炮眼5m精度高地质工程师判读掌子面观测精度一般好与进尺循环同步为提高预报结果的可信限度,一般应采用两种以上的测试方法,以便将不同测试方法所获资料进行对照比较,或使不同测试方法互相补充和验证结果。采用的测试方法为地质雷达、地震反射波与地质工程师判读相结合。具体安排如下:地质超前预报测试安排地震反射波预报查明工作面前方100m150m范围内规模较大、严重影响隧道
16、施工(导致塌方)的不良地质体的性质、位置、规模及含水性;并按照不良地质体和断层影响带的理论特性,结合预测段内出露的岩石及涌水量,初步预测围岩类别,使有关各方提前掌握不良地质和围岩类别的变化,防患于未然。地质雷达具体探测掌子面前方2035米范围地层细部异常情况,再根据所探异常地质情况解读分析结果。地质工程师坚持平常坑道内观测,注意地表结构、地层岩性、支护状况的变化,结合物探资料,做出地质超前预报。在隧道的纵向测试区间如下:超前预报测区布置图上表中所述测试区间见上图所示。超前地质预报地质雷达测线布置图见下图所示。地质雷达预报测线示意图(3)地质调查分析区域地质资料的收集。熟悉设计文献、资料和图纸,
17、把握隧道所处地质、构造、水文地质背景,初步拟定隧道地表补充地质调查的范围、重点不良地质现象及重点地段。地表补充地质调查与推断。通过对隧道影响区域内补充地质调绘,对前期的地质调绘以及勘察资料进行复核对比。重点对地层岩性与构造变化,围岩风化限度进行分类归纳;对碳酸盐岩隧址区岩溶现象、限度、规模进行调查分析,掌握隧道影响区内溶蚀孔洞的空间方位及隧道的关系;对隧道影响区内水文地质环境进行调查推断,掌握隧道范围内岩溶及地下水循环系统及各类赋存条件;将隧道影响范围内断裂破碎带作为重难点调核对象,推断破碎带的规模、方位以及与隧道几何关系等。据此预测隧道在施工过程中也许发生的施工地质灾害。洞内、外观测。洞内观
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