新官莊隧道地質(zhì)超前預(yù)報PAGE共9頁第1頁改建鐵路昆明樞紐擴能改造工程新官莊隧道進口：YDK8+549～YDK8+399段隧道超前地質(zhì)預(yù)報報告(報告編號：TGP-KS1003)建設(shè)單位：昆明樞紐鐵路建設(shè)指揮部設(shè)計單位：中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司監(jiān)理單位：西南交大監(jiān)理咨詢有限公司施工單位：中鐵六局集團有限公司報告審核人：檢測負(fù)責(zé)人：檢測單位：中鐵六局集團有限公司橋隧分公司預(yù)報檢測中心二〇一〇年六月目錄TOC\o"1-2"\h\z\u一、工作概況 1二、探測方法、設(shè)備及原理 1三、測線布置 2四、探測數(shù)據(jù)整理與分析 31．探測數(shù)據(jù)初步整理 32．探測數(shù)據(jù)計算分析 3五、數(shù)據(jù)處理成果圖表 41．檢測記錄與測段巖體參數(shù)表 42．三分量P波、SH波和SV波原始記錄波形圖 53．綜合成果圖 6六、結(jié)論及建議 7附表Ⅰ 9

一、工作概況中鐵六局集團有限公司檢測中心于2010年6月14日對改建鐵路昆明樞紐擴能改造工程新官莊隧道出口YDK8+549～YDK8+399范圍段進行了隧道地質(zhì)超前預(yù)報檢測工作。工作中利用地質(zhì)理論分析既有地質(zhì)資料、并采用先進的地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)相結(jié)合，目的是為隧道施工提供工作面前方的圍巖狀態(tài)、特征，以及施工中可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害位置、規(guī)模和性質(zhì)。二、探測方法及設(shè)備1．探測方法本隧道地質(zhì)超前預(yù)報依據(jù)的技術(shù)文件是鐵路工程施工技術(shù)指南TZ214—2005《客運專線鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》，采用隧道地震反射波探測技術(shù)。隧道地震波超前預(yù)報技術(shù)TSP(TunnelSeismicPrediction)是利用地震波在不均勻、不連續(xù)地質(zhì)體中產(chǎn)生反射波，實現(xiàn)隧道地質(zhì)超前預(yù)報目的。地震波震源采用小藥量炸藥在隧道邊墻的風(fēng)鉆孔中激發(fā)產(chǎn)生，激發(fā)炮孔在洞壁一側(cè)沿直線布置，一般采用24個炮孔。地震波的接收器也安置在孔中，一般左右壁各布置一個。地震波在巖石中以球面波形式傳播，當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅綇椥圆ㄗ杩共町惤缑鏁r，例如斷層、巖體破碎帶、巖性變化或巖溶發(fā)育帶等，一部分地震信號反射回來，一部分信號透射進入前方介質(zhì)繼續(xù)傳播和發(fā)生反射（見圖2.1）。反射的地震波信號被高靈敏度的地震檢波器接收。地震波反射信號的傳播時間與傳播距離成正比，與傳播速度成反比，因此通過測量直達波速度、反射回波的時間、波形和強度，可以達到預(yù)報隧道掌子面前方地質(zhì)條件的目的。圖2.1隧道地質(zhì)超前預(yù)報原理圖接收探頭采用黃油耦合，定向安置孔中三分量檢波器；記錄檢波器接收孔、激發(fā)炮孔和隧道掌子面的里程，以及各炮孔之間的距離，填寫《隧道超前地質(zhì)預(yù)報現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄表》；爆破孔藥量一般控制在50～75克，采用炸藥起爆瞬時炸斷信號線，開路觸發(fā)采集信號的采集方式，在孔中灌滿水的條件下激發(fā)，按序依次起爆并進行數(shù)據(jù)采集。工作中對測線布置段和隧道掌子面巖體進行地質(zhì)描述，用于資料解釋。2．探測儀器設(shè)備 本次探測采用的儀器設(shè)備是TGP206型隧道地質(zhì)超前預(yù)報儀器。TGP206隧道地質(zhì)超前預(yù)報系統(tǒng)包括儀器設(shè)備的配套部分和處理軟件兩大部分，其中儀器設(shè)備的配套部分包括有TGP206型儀器主機，接收傳感器，孔中定位安裝工具和電纜等附屬設(shè)備；處理軟件部分包括采集記錄編排處理模塊、繞射波歸位處理模塊及反射波極化處理等若干模塊。

三、探測布置預(yù)報檢測時掌子面里程為YDK8+549；左右壁對稱各布置一個接收孔，接收孔里程為YDK8+590；激發(fā)孔布置在洞壁右側(cè)，激發(fā)孔的起止里程為YDK8+554～YDK8+576，激發(fā)孔的間距為1.5米，孔深為1.8米，共布置16個激發(fā)孔，激發(fā)炮孔距離當(dāng)前隧道地面的高度為0.8～1圖3.1隧道超前地質(zhì)預(yù)報探測布置示意圖四、探測數(shù)據(jù)整理與計算分析1、探測數(shù)據(jù)初步整理現(xiàn)場采集的地震波數(shù)據(jù)，通過TGPprcm版本軟件進行處理。軟件處理系統(tǒng)具有：采集記錄質(zhì)量檢查；三分量（P波、SH波和SV波）地震波的分離與提?。粰z測段巖體力學(xué)參數(shù)計算；提供構(gòu)造帶偏移與衰減成果圖、合成偏移成果圖、三分量偏移成果對比圖、構(gòu)造分布與產(chǎn)狀成果等。2、探測數(shù)據(jù)計算分析在波形處理后，從地震波形記錄中拾取縱波波至和橫波波至，根據(jù)激發(fā)點與檢波器的距離可計算圍巖的縱波速度和橫波速度,和值的大小綜合反映了圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)，根據(jù)和值可直接計算動力學(xué)參數(shù)，即計算動彈性模量、動剪切模量和泊松比，計算式如下：(4-2-1)(4-2-2)(4-2-3)式中：—縱波速度；—橫波速度；—巖體的密度；—巖體動彈性模量；—巖體動剪切模量；—泊松比。根據(jù)繞射重疊法原理（與常規(guī)地震反射資料處理中偏移流程的原理類似）計算反射界面與隧道的相對位置，即與隧道中線的交角或至掌子面的距離。數(shù)據(jù)整理分析與地質(zhì)結(jié)論的推斷是根據(jù)反射波的組合、動力學(xué)特征、巖體物理力學(xué)參數(shù)等資料，采取與既有地質(zhì)勘察資料和地質(zhì)條件相結(jié)合的方法，預(yù)報隧道掌子面前方的地質(zhì)情況，如溶洞、軟弱巖層、斷層破碎帶及富水帶等不良地質(zhì)體。五、數(shù)據(jù)處理成果圖表1．檢測記錄與測段巖體參數(shù)表表5－1工程名稱新官莊隧道出口預(yù)報里程YDK8+549～YDK8+399掌子面里程YDK8+549接收點里程YDK8+590激發(fā)點里程右壁：YDK8+554～+YDK8+576檢波器間隔1激發(fā)孔間距1第一道縱向偏移距14激發(fā)點距掌子面5測段巖體參數(shù)波速縱波Vp＝14橫波Vs＝730波速比Vp/Vs=1.96泊松比0.324彈性模量2690Mpa剪切模量1016MPa巖體密度1.91g2．三分量P波、SH波和SV波原始記錄波形圖①同側(cè)三波原始記錄波形圖（激發(fā)孔同側(cè)）②對側(cè)三波原始記錄波形圖（激發(fā)孔對側(cè)）：3．綜合成果圖六、結(jié)論及建議通過對新官莊隧道出口超前地質(zhì)預(yù)報檢測，預(yù)報隧道的YDK8+549～YDK8+399段地質(zhì)條件如下：新官莊隧道出口地質(zhì)超前預(yù)報結(jié)論表6-1序號預(yù)報里程預(yù)報長度工程地質(zhì)特征不良地質(zhì)現(xiàn)象圍巖總體評價建議1YDK8+576～+549該段為砂巖夾泥巖，無地下水發(fā)育，圍巖類別為Ⅴ級。圍巖自穩(wěn)能力差，巖體松散破碎，巖質(zhì)軟弱，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，遇水易軟化。2YDK8+549～+5202砂巖夾泥巖，無水，發(fā)育多條小型構(gòu)造破碎帶。1.YDK8+530附近發(fā)育一條與隧道右壁交角為116°的俯傾構(gòu)造；2.YDK8+523附近發(fā)育兩條與隧道右壁交角分別為67°和103°的俯傾構(gòu)造；3.YDK8+520附近發(fā)育一條與隧道右壁交角為111°的仰傾構(gòu)造。圍巖自穩(wěn)能力差，巖體松散破碎，巖質(zhì)軟弱，洞身開挖無支護易坍塌。施工中及時進行支護，注意拱頂?shù)魤K或滑塌。3YDK8+520～+50218砂巖夾泥巖，無水，發(fā)育多條小型構(gòu)造破碎帶。1.YDK8+516～+518段發(fā)育三條與隧道右壁交角在70～75°之間的構(gòu)造，構(gòu)造以俯傾為主，夾有一條仰傾構(gòu)造；2.YDK8+511～+512附近發(fā)育三條與隧道右壁交角為57°～102°之間的仰傾和直立構(gòu)造；3.YDK8+506附近發(fā)育一條與隧道右壁交角為64°的仰傾構(gòu)造。圍巖自穩(wěn)能力差，巖體松散破碎，巖質(zhì)軟弱，洞身開挖無支護易坍塌。施工中及時進行支護。4YDK8+502～+47923砂巖夾泥巖，無水，發(fā)育多條中小型構(gòu)造破碎帶。1.YDK8+498～500段發(fā)育兩條與隧道右壁交角分別為124°和116°的直立構(gòu)造；2.YDK8+486～+488段發(fā)育三條與隧道右壁交角在75～120°之間的構(gòu)造，構(gòu)造以仰傾構(gòu)造為主，夾有一條俯傾構(gòu)造；3.YDK8+482～+483段發(fā)育三條與隧道右壁交角在60～94°之間的仰傾構(gòu)造；4.YDK8+480附近發(fā)育一條與隧道右壁交角為98°的俯傾構(gòu)造。圍巖自穩(wěn)能力差，巖體松散破碎，巖質(zhì)軟弱，洞身開挖無支護易坍塌。施工中注意及時支護，做好圍巖的監(jiān)控量測，注意拱頂?shù)魤K或坍塌。序號預(yù)報里程預(yù)報長度工程地質(zhì)特征不良地質(zhì)現(xiàn)象圍巖總體評價建議5YDK8+479～+44930砂巖夾泥巖，無水，發(fā)育多條小型構(gòu)造破碎帶。1.YDK8+456～+458段發(fā)育兩條與隧道右壁交角約為95°的仰傾構(gòu)造；2.YDK8+453附近發(fā)育一條與隧道右壁交角為124°的俯傾構(gòu)造；3.YDK8+449～+451段發(fā)育兩條與隧道右壁交角約為60°的俯傾構(gòu)造。圍巖自穩(wěn)能力差，巖體松散破碎，巖質(zhì)軟弱，洞身開挖無支護易坍塌。施工中及時支護。6YDK8+449～+4282砂巖夾泥巖，無水，發(fā)育多條中小型構(gòu)造破碎帶。1.YDK8+442～445段發(fā)育三條與隧道右壁交角為78～122°之間的仰傾和直立構(gòu)造；2.YDK8+436～438段發(fā)育兩條與隧道右壁交角分別為70°的仰傾和53°的俯傾構(gòu)造；3.YDK8+430附近發(fā)育多條與隧道右壁交角約為123°的俯傾構(gòu)造，施工中主要及時支護。圍巖自穩(wěn)能力差，巖體松散破碎，巖質(zhì)軟弱，洞身開挖無支護易坍塌。施工中及時施做支護，注意洞頂?shù)魤K和坍塌。7YDK8+428～+39929砂巖夾泥巖，無水，發(fā)育多條小型構(gòu)造破碎帶。1.YDK8+421附近發(fā)育一條與隧道右壁交角為55°的俯傾構(gòu)造；2.YDK8+417附近發(fā)育一條與隧道右壁交角為61°的俯傾構(gòu)造；3.YDK8+413附近發(fā)育一條與隧道右壁交角為112°的俯傾構(gòu)造。圍巖自穩(wěn)能力差，巖體松散破碎，巖質(zhì)軟弱，洞身開挖無支護易坍塌。開挖時及時做好支護，確保隧道施工安全。建議：①施工在YDK8+523附近、YDK8+486～+488段、YDK8+482～+483段、YDK8+456～+458段和YDK8+430附近要特別注意加強支護，注意洞頂?shù)魤K和坍塌。②由于物探方法的間接性，在隧道施