1、會計學1隧道及地下工程超前地質(zhì)隧道及地下工程超前地質(zhì)(dzh)預報技術預報技術介紹介紹第一頁，共72頁。第2頁/共72頁第二頁，共72頁。第3頁/共72頁第三頁，共72頁。第4頁/共72頁第四頁，共72頁。第5頁/共72頁第五頁，共72頁。第6頁/共72頁第六頁，共72頁。第7頁/共72頁第七頁，共72頁。n 3 超前鉆探預報法，包括深孔水平鉆探、58m加深炮孔探測及孔內(nèi)攝影；n 4 物探方法，包括TSP隧道地震波反射法、HSP聲波反射法、陸地聲納法、負視速度法、地質(zhì)雷達、紅外探測、單孔和跨孔CT、TGP12地震波反射法等。第8頁/共72頁第八頁，共72頁。第9頁/共72頁第九頁，共72頁。第

2、10頁/共72頁第十頁，共72頁。 隧道通過地段基巖為寒武系毛田組的灰色的灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，構造單元為桐麻嶺背斜翼部，屬單斜構造，構造節(jié)理較發(fā)育，位于巖溶水季節(jié)循環(huán)帶與水平循環(huán)帶，巖溶及巖溶水發(fā)育。該段圍巖為較堅硬巖，完整性較好，穩(wěn)定性一般，初支為素噴5cm混凝土。 該段地下水較發(fā)育，處于巖溶水季節(jié)循環(huán)帶與水平循環(huán)帶，受地表水影響，拱頂?shù)嗡?邊墻滲水，本段巖溶發(fā)育，表現(xiàn)為沿節(jié)理裂隙溶隙、溶孔發(fā)育。XK3+246沿層面巖溶發(fā)育且有滲水、滴水現(xiàn)象。N11E/44SE比 例 1：200隧道地質(zhì)展示圖圍巖穩(wěn)定性及初期支護地質(zhì)特征水 文構造特征巖性特征地 層施工圍巖分級設計圍巖分級水文地質(zhì)編 制：隧道

3、方位左邊墻右邊墻工程地質(zhì)設 計里 程展 示 圖拱部開挖日期復 核：作圖日期 該段為下古生界寒武系上統(tǒng)地層，巖性為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，巖體呈灰色，中厚層，圍巖較堅硬，完整程度為較完整。C3mS36E 該段位于桐麻嶺背斜東翼及其伴生和次生的構造影響帶，節(jié)理裂隙發(fā)育，多為構造節(jié)理與風化節(jié)理，節(jié)理面平直光滑，沿節(jié)理裂隙常有地下水滲出。段內(nèi)普遍發(fā)育二組節(jié)理，其產(chǎn)狀分別為 N35W/47SW、N78W/79SW,節(jié)理間距320cm。XK3+210XK3+226發(fā)育一層間錯動，內(nèi)夾1020cm厚的斷層泥，影響寬度為1.5m。N78W/79SWN35W/47SW第11頁/共72頁第十一頁，共72頁。第12頁/共

4、72頁第十二頁，共72頁。第13頁/共72頁第十三頁，共72頁。30m+700+800正洞平導S45。EC2gN26E/46SE+751+793+710+730F1C2p第14頁/共72頁第十四頁，共72頁。第15頁/共72頁第十五頁，共72頁。探 1探 4探 2探 3第16頁/共72頁第十六頁，共72頁。第17頁/共72頁第十七頁，共72頁。第18頁/共72頁第十八頁，共72頁。（鐵路瓦斯隧道技術規(guī)范(TB101202002）n 與物探方法相比，它具有直觀性、客觀性，不存在物探手段經(jīng)常發(fā)生的多解性、不確定性。n缺點：n費用高、占用隧道施工時間長，且資料只是一孔之見。n(理論上講，由于溶洞發(fā)育

5、的復雜性、多變性，幾個鉆孔也難100%地把掌子面前方(qinfng)的管道n巖溶提前揭露預報出來。) 第19頁/共72頁第十九頁，共72頁。費用低、占用隧道施工時間短，可與爆破孔同時施作，只不過其深度較爆破孔深26m而已。這樣，風鉆探測深度總是超前每循環(huán)爆破進尺26m，保證施工安全。缺點是孔淺，且不能取巖芯。n3.2.3.3 孔內(nèi)攝影n目前用的比較少，中科院武漢巖土研究所在這方面經(jīng)驗(jngyn)比較豐富一點。第20頁/共72頁第二十頁，共72頁。子面前方子面前方100350m(圍巖完整圍巖完整(wnzhng)時可粗略預報掌子時可粗略預報掌子面前方面前方500m以上）范圍內(nèi)的地以上）范圍內(nèi)的地

6、質(zhì)情況提供了一種強有力的方質(zhì)情況提供了一種強有力的方法和工具。法和工具。第21頁/共72頁第二十一頁，共72頁。圖 TSP 超前地質(zhì)預報原理圖第22頁/共72頁第二十二頁，共72頁。第23頁/共72頁第二十三頁，共72頁。n面圖。面圖。n預報準確性預報準確性 其預報地質(zhì)體其預報地質(zhì)體距離掌子面的位置是根據(jù)距離掌子面的位置是根據(jù)24個爆個爆破孔與破孔與n接收器之間的彈性波速度的平均接收器之間的彈性波速度的平均值和地質(zhì)體反射波到達接收器的值和地質(zhì)體反射波到達接收器的時間來確時間來確n定的，由于彈性波速度的差異而定的，由于彈性波速度的差異而導致地質(zhì)體預報位置與實際情況導致地質(zhì)體預報位置與實際情況有所

7、差有所差n異。異。n預報精度預報精度 它所能反映出的它所能反映出的地質(zhì)體的寬度是根據(jù)采樣間隔和地質(zhì)體的寬度是根據(jù)采樣間隔和巖體彈巖體彈n性波速度來確定性波速度來確定(qudng)的，如的，如采樣間隔取采樣間隔取80s，彈性波速度為，彈性波速度為5000m/s，則，則n能預報出的地質(zhì)體的寬度為能預報出的地質(zhì)體的寬度為0.4m。n預報斷層、弱硬巖接觸面等預報斷層、弱硬巖接觸面等面狀結構反射信號較為明顯，而面狀結構反射信號較為明顯，而預報溶預報溶n洞等點狀地質(zhì)體則不盡如人意，洞等點狀地質(zhì)體則不盡如人意，因其預報原理和計算模型是以平因其預報原理和計算模型是以平面為計算面為計算n依據(jù)，對小型溶洞反映不明

8、顯。依據(jù)，對小型溶洞反映不明顯。第24頁/共72頁第二十四頁，共72頁。第25頁/共72頁第二十五頁，共72頁。前方前方50100m，還可用于利用，還可用于利用超前平導對正洞未開挖段地質(zhì)超前平導對正洞未開挖段地質(zhì)情況的預報情況的預報(ybo)。n下圖為下圖為ZGS1610型智能工程型智能工程探測聲波儀探測聲波儀(19962003年年) 第26頁/共72頁第二十六頁，共72頁。675674673670674665663665661+194.5 +214.5 +234.5660640620左邊墻拱頂右邊墻掌子面+214.5+194.5+234.5+194.5 +214.5 +234.5620640

9、660620640660第27頁/共72頁第二十七頁，共72頁。第28頁/共72頁第二十八頁，共72頁。與判斷。與判斷。第29頁/共72頁第二十九頁，共72頁。作的地質(zhì)雷達，作的地質(zhì)雷達，儀器密封性差，儀器密封性差，洞內(nèi)不易防水、洞內(nèi)不易防水、防潮、防塵，防潮、防塵，易造成儀器損易造成儀器損壞，特別是沒壞，特別是沒有專門的天線，有專門的天線，操作起來費時操作起來費時費力，且效果費力，且效果不好。不好。n 探測距離探測距離太短，一次只太短，一次只能探測能探測530m，與目前隧道每與目前隧道每天開挖接近天開挖接近1020m的速度極不的速度極不匹配。匹配。第30頁/共72頁第三十頁，共72頁。是比較

10、合適的。是比較合適的。n 地質(zhì)雷達在地表探測地質(zhì)雷達在地表探測530m范圍內(nèi)的地下地層或地質(zhì)異范圍內(nèi)的地下地層或地質(zhì)異常體常體(溶洞、土洞、斷裂、空隙溶洞、土洞、斷裂、空隙等等)反射信號還是比較明顯的，反射信號還是比較明顯的，也是一種比較理想的手段；灰?guī)r也是一種比較理想的手段；灰?guī)r地區(qū)隧道鋪底前采用中低頻率地區(qū)隧道鋪底前采用中低頻率的天線作為探明隧底隱伏巖溶洞的天線作為探明隧底隱伏巖溶洞穴的手段仍是大家經(jīng)常采用的。穴的手段仍是大家經(jīng)常采用的。n巖溶重點發(fā)育地段，有時也巖溶重點發(fā)育地段，有時也用地質(zhì)雷達對掌子面前方和邊墻用地質(zhì)雷達對掌子面前方和邊墻外側巖溶洞穴進行探測。外側巖溶洞穴進行探測。第3

11、1頁/共72頁第三十一頁，共72頁。反射連續(xù)剖面反射連續(xù)剖面法法”的的n簡化俗稱，其簡化俗稱，其基本原理也是基本原理也是地震地震n反射法。它是反射法。它是在隧道掌子面在隧道掌子面上用上用n錘擊方式產(chǎn)生錘擊方式產(chǎn)生彈性波，并在彈性波，并在激震激震n點旁用檢波器點旁用檢波器接收。彈性波接收。彈性波向掌向掌n子面前方傳播，子面前方傳播，遇到斷層、大遇到斷層、大節(jié)節(jié)n理、巖脈、溶理、巖脈、溶洞及其它不良洞及其它不良地質(zhì)地質(zhì)n界面會產(chǎn)生反界面會產(chǎn)生反射，由檢波器射，由檢波器接收接收n到這些反射波，到這些反射波，就能反映就能反映(fnyng)前方前方的的n不連續(xù)面。不連續(xù)面。n第32頁/共72頁第三十二頁

12、，共72頁。鐘。鐘。n 實踐認為每次預報實踐認為每次預報80100m是比較合理的。是比較合理的。第33頁/共72頁第三十三頁，共72頁。n確定鉆孔間巖確定鉆孔間巖體結構等情況，體結構等情況，借借n助醫(yī)學界助醫(yī)學界X射射線斷層掃描的線斷層掃描的基本基本n原理，結合巖原理，結合巖土的物理力學土的物理力學性質(zhì)性質(zhì)n的相關分析，的相關分析，采用射線走時采用射線走時和振和振n幅來重構巖土幅來重構巖土內(nèi)部聲速值及內(nèi)部聲速值及衰減衰減n系數(shù)的場分布，系數(shù)的場分布，通過像素、色通過像素、色n譜、立體譜、立體(lt)網(wǎng)絡的綜合展網(wǎng)絡的綜合展示，達到示，達到n直觀反映巖石直觀反映巖石（體）內(nèi)部結（體）內(nèi)部結構圖構

13、圖n像（如巖溶洞像（如巖溶洞穴的位置、規(guī)穴的位置、規(guī)模及模及n充填特性等）充填特性等）之目的。之目的。第34頁/共72頁第三十四頁，共72頁。第35頁/共72頁第三十五頁，共72頁。第36頁/共72頁第三十六頁，共72頁。而對軟弱巖石不太理想。而對軟弱巖石不太理想。第37頁/共72頁第三十七頁，共72頁。帶范圍，當應力與聲速有固定帶范圍，當應力與聲速有固定(gdng)關系的情況下，還可根關系的情況下，還可根據(jù)聲速測定巖體應力。目前聲據(jù)聲速測定巖體應力。目前聲探測法比較成功的是用于測動探測法比較成功的是用于測動彈性模量和破裂帶范圍。彈性模量和破裂帶范圍。第38頁/共72頁第三十八頁，共72頁。深

14、孔水平鉆探TSP或HSP預報地質(zhì)雷達加深炮孔探測超前水平鉆探紅外探測地質(zhì)素描地質(zhì)分析法隧道施工施工方案總工程師地質(zhì)綜合判析短距離預報中長距離預報長距離預報研究既有資料制定預報方案正常正常正常異常異常異常第39頁/共72頁第三十九頁，共72頁。第40頁/共72頁第四十頁，共72頁。結合進行預報，同時進行多孔超前鉆探探查。n B級預報：采用地質(zhì)分析法、TSP或HSP，輔以紅外探測、地質(zhì)雷達，進行必要的超前水平鉆孔。當發(fā)現(xiàn)局部地段工程地質(zhì)條件較復雜時，按A級要求實施。n C級預報：以地質(zhì)分析法為主。對重要的地質(zhì)（層）界面、斷層或物探異常地段可采用TSP進行探測，必要時采用紅外探測和超前水平鉆孔。n

15、D 級預報：采用地質(zhì)分析法。第41頁/共72頁第四十一頁，共72頁。第42頁/共72頁第四十二頁，共72頁。第43頁/共72頁第四十三頁，共72頁。第44頁/共72頁第四十四頁，共72頁。第45頁/共72頁第四十五頁，共72頁。第46頁/共72頁第四十六頁，共72頁。第47頁/共72頁第四十七頁，共72頁。(jinsho)隧道突泥、突水事故的發(fā)生。第48頁/共72頁第四十八頁，共72頁。第49頁/共72頁第四十九頁，共72頁。報結論、施工(sh gng)方法和施工(sh gng)技術建議。第50頁/共72頁第五十頁，共72頁。安排正常施工工序，組織正常施工生產(chǎn)。第51頁/共72頁第五十一頁，共

16、72頁。第52頁/共72頁第五十二頁，共72頁。第53頁/共72頁第五十三頁，共72頁。第54頁/共72頁第五十四頁，共72頁。第55頁/共72頁第五十五頁，共72頁。別是鉆探掌子面附近是否還有危石存在。n 4、若巖體中含有煤層瓦斯、石油天然氣等易燃易爆物，應采用水循環(huán)鉆，且勿干鉆，電機、照明設備、開關及其他機械設備也應采用防爆型，且不得攜帶(xidi)煙火進洞。n 5、為便于控制超前鉆孔揭露巖溶水時的水流及采取措施，孔口應安設孔口管和閘閥，但孔口管必須安設牢固，防止水壓將孔口管沖出傷人。n 6、鉆孔時，鉆機前方安設擋板，防止泥沙沖出傷人。第56頁/共72頁第五十六頁，共72頁。(cshng)

17、斷裂等構造。毛壩向斜為兩翼高凸、中間低洼的槽狀地貌，四周被志留系泥頁巖及粉砂巖所圍限頂托的二疊系及三疊系碳酸鹽巖構成的緊密向斜；向斜核部的空間形態(tài)呈長舟形狀，南北長65Km，東西寬23.5Km；平面形態(tài)呈“S”狀；桐麻嶺背斜為中間高聳，兩翼傾斜的條帶狀山脈。主要地質(zhì)問題為，該隧道存在毛壩向斜段巖溶及大規(guī)模高壓涌（突）水、冷水河淺埋段存在較大規(guī)模的河水滲漏、背斜段斷層帶巖溶及較大規(guī)模涌（突）水、硬質(zhì)巖巖爆與軟質(zhì)巖大變形、局部石油天然氣與煤層瓦斯等災害性重大工程地質(zhì)問題。第57頁/共72頁第五十七頁，共72頁。第58頁/共72頁第五十八頁，共72頁。左邊墻拱頂掌子面右邊墻掌子面掌子面掌子面第59頁

18、/共72頁第五十九頁，共72頁。探1探4探2探3第60頁/共72頁第六十頁，共72頁。第61頁/共72頁第六十一頁，共72頁。第62頁/共72頁第六十二頁，共72頁。第63頁/共72頁第六十三頁，共72頁。第64頁/共72頁第六十四頁，共72頁。第65頁/共72頁第六十五頁，共72頁。n(3)的發(fā)育情況見下圖。第66頁/共72頁第六十六頁，共72頁。(虛線為推測部分）2、同一橫斷面，正洞相應里程要滯后平導6.5m。粉 土1、平導與正洞下導坑中線距30m；DK354+263.5掌子面例圖備 注：灰 巖粉質(zhì)粘土灰 巖溶 洞FPDK354+270掌子面610m粉土夾塊石灰 巖粉質(zhì)粘土夾碎石第67頁/共72頁第六十七頁，共72頁。能否迂回繞行通過溶洞，一可以兩面夾擊處理溶洞，二可以增加隧道工作面繼續(xù)往前開挖。這一切的一切，都要建立(jinl)在對二號溶洞發(fā)育規(guī)模及方向的探測和認識上。如下圖所示，先在平導右邊墻探測，發(fā)現(xiàn)此處溶洞發(fā)育寬度更大，因而從平導右側迂回繞行基本不可能；從正洞左側迂回，便探邊挖，每走一步，都有地質(zhì)探孔指路，