超前预报技术标书

超前预报技术标书内容摘要：

时、合理地提前安排施工进度，修正施工方案，采取有效的对策和施工方法，极大地避免塌方、涌 (突 )水 (泥 )、岩爆等灾害，确保施工安全，加快施工进度，保证工程质量，降低建设成本，提高经济效益。 目前常用的超前地质预报方法依据预报的距离可分为长距离超前地质预报和短距离超前地质预报两类。 长距离超前地质预报方法主要有 TSP 隧道地震波预报技术、长距离超前水平钻孔等，短距离超前地质预报方法主要有掌子面地质素描、地质测绘、地质雷达、红外探测等。 隧道施工过程中常见的地质灾害 一般认为影响隧道工程围岩的稳定性有八大主控因素：地层岩性，地质构造，原岩应力场，地下水，地质工程环境，地下工程设计结构，开挖工艺方法与支护体系等。 其中前五大因素为客观地质因素，后三大因素为新建铁路云桂线（云南段）隧道超前地质预测预报及监控量测评估投标 文件技术部分 237 人为因素且受控于前五大因素。 （ 1）断层破碎带 在影响隧道工程地质条件的诸多地质因素中，构造碎裂断层影响最大。 断层是隧道开挖过程中最常见的不良地质现象，断层破碎带分布区段是隧道围岩最不稳定的区段。 断层及其破碎带又是岩溶发育地区溶洞水、地下暗河和淤泥带的最主要储存场所。 封闭条件好的断层及其破碎带和小断层，也是煤系地层中的高压瓦斯的主要聚集空间。 在隧道开挖后的地质环境中，这些地质因素会很快发生变化，所以断层及其破碎带是隧道发生施工地质灾害的主要根源之一。 在构造断层带， 碎裂作用与动力变质作用会极大地降低岩体强度。 由于构造破坏、强烈的节理发育及整个透水性较高，导致断层带岩体的特征是变化大、风化强烈、完整性差。 在这些地带，地下坑道拱部与边墙的稳定性都大大降低，自然应力常常发展成重力的 2～ 3 倍。 这种应力可能破坏隧道的支撑与永久衬砌，而且有的还发生岩石崩与岩爆。 当隧道横穿断层时，常伴有大量的突然涌水现象，并伴有岩石塌方事故。 （ 2）溶洞 大型溶洞和暗河主要发育在易溶岩的断层破碎带，两条或两条以上的断层交汇处，可溶岩和非可溶岩的接触界面处，可溶岩形成的较大型背向斜褶皱的核部等。 岩溶 发育地区施工的隧道，经常遇到由岩溶塌陷所形成的不良地质，如软岩较多的地层中穿过的隧道，经常会遇到岩溶陷落柱。 在构造应力和上覆岩层重力作用下，有些溶洞发生坍塌，上覆煤系地层随之塌陷，从而形成大约成柱状形态的岩溶陷落柱，这些陷落柱既可以出现在煤系地层中，也可以充填在灰岩、白云岩的溶洞中，在灰岩、白云岩之上的其它软岩地层中也可以形成类似的陷落柱。 岩溶陷落柱的地表特征主要是其形成的特殊地貌景观，如完整的煤系地层中出现圆环状的陷落洼地，新建铁路云桂线（云南段）隧道超前地质预测预报及监控量测评估投标 文件技术部分 238 周围岩层产状正常，洼地中的岩层形状杂乱，乱石林立，填充着不同地层的岩石碎块，周围岩 层略显向洼地内弯曲。 再如在黄土覆盖地区，由于雨水的下渗作用，常在地表形成陷坑或小盆地。 （ 3）岩性交界面 在隧道施工过程中经常会遇到围岩岩性变化，不同岩性的交界面导致断裂韧性变化，弹性性质变化，地应力变化，交界岩石断裂性质对水力裂缝的延伸能力影响规律，往往也是富含地下水的地方。 围岩岩性交界面处隧道施工中可能造成重大工程灾害，一方面岩层间会出现贯穿节理、角度接触；另一方面不同岩性围岩物理性质、力学性质差异很大。 在岩性变化段施工，两侧岩石物理性质不同，整体性很差，岩体自身承载能力弱，也是隧道衬砌变形或不均匀变形 较大段。 若岩性交界段在隧道洞口段，隧道洞口围岩应力重分布后没有稳定，同时隧道洞口边坡的变形也会受到很大的影响，这样会给隧道稳定性与安全性带来更大的危害。 隧道围岩软弱夹层 (如煤层等 )对隧道稳定性也很不利，隧道施工到煤层发育段，会遇到围岩中夹有煤层，隧道掌子面稳定性大降低，出现落块、坍塌等地质灾害。 （ 4）富水带 岩体富水带主要是岩体中富含裂隙水、岩洞中填充物中富含地下水及断层破碎带中富含地下水等。 富水带一般与断层破碎带相伴而生，岩体节理裂隙发育，地表水易成为地下水的补充，当与溶洞及地下暗河相连同时，可能会发生 大的涌水和突泥。 （ 5）有毒有害气体 隧道工程建设中有时不可避免的要穿越煤系地层和赋存瓦斯及其它毒害气体的地层。 当隧道穿过含瓦斯地层时，存在瓦斯燃烧或爆炸的危险；在煤质破碎及瓦斯压力高的地层还存在着煤和瓦斯突出的可能。 如果隧道新建铁路云桂线（云南段）隧道超前地质预测预报及监控量测评估投标 文件技术部分 239 穿过赋存毒害气体如硫化氢（ H2S）、二氧化氮（ NO2）的地层，在掘进过程中会发生毒气涌出，会对施工人员的生命安全造成威胁。 另外，在隧道掘进爆破过程中也会产生大量的有害气体，如硫化氢 (H2S)、二氧化硫 (SO2)、一氧化碳 (CO)、二氧化氮 (NO2)等，如果在爆破后不进行毒害气体检测，通风措施落实不到位，施工人员在含有大量毒害气体的环境中工作，会严重威胁施工人员的身体健康。 赋存有毒有害气体的地层一般为软弱围岩，尤其是含瓦斯地层中的软弱夹层，用手可捻成粉碎状，稳定性差，支护施工要求高。 因此加强有毒有害气体的检测也是隧道施工过程中重要的安全措施之一。 隧道超前地质预测预报的必要性和内容 隧道超前地质预测预报的必要性 隧道施工超前地质预测预报是在隧道设计的基础上，为保证隧道施工安全、指导隧道工程施工、提高隧道工程施工质量而开展的隧道不良地质和施工地质灾害超前预报工作。 是隧道施工 不可或缺的一道重要施工工序，不论是矿山法施工还是新奥法施工，它都是重要的工作环节。 因此，全面、完善、扎实的做好隧道施工超前地质预测预报工作既是设计单位及时进行动态设计的基本依据，又是指导隧道施工的正确决策，是保证隧道施工安全、提高工程设计和施工质量、减少和杜绝突发地质灾害发生的有效和必要的隧道工程施工的基础性工作。 长期超前地质预测预报能查明隧道掌子面前方隐伏的不良地质体的性质、种类、位置和规模，能半定量地确定掌子面前方的围岩地质条件（如不良地质体的围岩级别或富水性），以及对隧道施工的影响程度和有无发生施工 地质灾害的可能。 短期超前地质预测预报能根据地质体产状（走向、倾向和倾角），定量预报隧道掌子面已揭露的断层破碎带、特殊软岩（膨胀新建铁路云桂线（云南段）隧道超前地质预测预报及监控量测评估投标 文件技术部分 240 岩层）、煤层、富水岩层等形状规则的不良地质体向掌子面前方延伸的情况、影响隧道的距离和尖灭点。 能根据各类不良地质的前兆，定性或半定量地确定掌子面前方较近距离内是否隐伏不良地质体。 能应用仪器，定量探测掌子面前方近距离内上述隐伏的不良地质体的位置和规模。 临近警报能通过一定监测技术和手段，对塌方、片帮、掉块、岩爆和突泥突水、煤与瓦斯突出等地质灾害进行预报或警报。 超前地质预报对于隧道，特别是 地质条件复杂、工期紧的隧道快速、安全施工来说，其作用和意义尤为突出。 所以，超前地质预报应当，也必然要成为隧道施工的必不可少、不可或缺的工序。 隧道超前地质预测预报的内容 （ 1）水文地质预报：预报洞内突、涌水量的大小及其变化规律，并评价其对环境地质、水文地质的影响； （ 2）溶洞、断层及其破碎带的预报：预报溶洞、断层及其破碎带的位置、宽度、产状、性质、充填物的状态，是否为充水断层，并判断其稳定程度，提出施工措施和建议； （ 3）围岩类别及其稳定性预报：预报掌子面前方的围岩类别与设计是否吻合，并判断其稳定 性，随时提供修改设计、调整支护类型、确定二次衬砌时间的建议； （ 4）预测隧道内毒害气体含量、成分及动态变化； （ 5）对灰岩段隧道底下 10m 范围内是否存在溶洞进行探测。 （ 6）其它不良地质预报：预报掌子面前方一定范围内有无采空区、突水、突泥、岩爆及有害气体等，并查明其范围、规模、性质，提出施工措施或建议。 新建铁路云桂线（云南段）隧道超前地质预测预报及监控量测评估投标 文件技术部分 241 本工程超前地质预测预报执行的技术规范 根据拟建工程的特点及对工程超前地质预测预报工作的技术要求，本工程超前地质预测预报中的各项工作均严格按照以下规范和规程 (目前适用，但不限于以下版本，如有后继变更则以 最新版本或最新颁发者为准 )要求进行： 中华人民共和国行业标准 《铁路工程物理勘探规程》 (TB100132020)； 《铁路隧道超前地质预报技术指南》（ TZ 2042020）； 《铁路隧道监控量测技术规程》（ TB101212020） ； 《铁路隧道设计规范》（ TB10003— 2020 J449— 2020）； 《铁路隧道施工规范》（ TBJ204— 86） ； 《 客运专线铁路隧道工程 施工技术指南 》（ TZ2142020）； 《浅层地震勘查技术规范》（ DZ/T01701997）； 《铁路工程地质勘察规范》（ TB100122020） ； 《铁路工程不良地质勘察规范》（ TB100272020） ； 《铁路桥涵地基和基础设计规范》（ TB1000252020） ； 《铁路隧道超前地质预测预报和监控量测技术指南》（铁建设〔 2020〕105 号） 中华人民共和国国家标准 《建筑抗震设计规范》 (GB500112020)； 《中国地震动参数区划图》（ GB183062020）； 《工程岩体 分级标准》（ GB5021894）； 《工程测量规范》（ GB500262020）； 《土的分类标准》（ GB14590）； 新建铁路云桂线（云南段）隧道超前地质预测预报及监控量测评估投标 文件技术部分 242 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 (GB50086－ 2020)； 《有害作业场所空气采样规范》（ GB 1373392）； 《地下工程防水技术规范》 (GB50108－ 2020)等； 《岩溶地质术语》（ GB/T1232990） ； 超前地质预测预报采取的技术方案 根据新建铁路云桂线（云南段）隧道工程的具体情况，结合设计文件及设计要求，采用隧道地质调查地质分析与宏观预报、隧道洞身不 良地质长期（长距离）超前地质预报、隧道不良地质短期（短距离）超前地质预报、和重大施工地质灾害临近警报，共四个完整的、缺一不可的、系统的超前地质预报方案。 隧道区域地质调查与宏观预报 隧道不良地质宏观预报是所有后续隧道洞身不良地质体超前预报、超前水平钻探和重大施工地质灾害临近警报等地质预报的基础，是不可缺少的重要一步。 是在设计院提交隧道设计书的基础上进行的更深入的、专门化的地质工作和宏观超前地质预报方案。 隧道不良地质宏观预报采用专门的地质调查方法、专门的地质分析技术，在隧道洞身开展具体超前地质预测 预报之前，专门用于研究和预报隧道的主要不良地质类型（特别是成因类型）、成因特征、地质灾害和对隧道施工影响的一种专门超前地质预报方案，也是确定隧道洞身主要不良地质走向的惟一可采用的超前地质预测预报方案。 隧道的主要不良地质类型（特别是成因类型）、成因特征、地质灾害和对隧道施工影响，以及隧道洞身主要不良地质走向的确定，对于后续的隧道洞身各种预报成果的解译，特别是对各种物探成果的解译十分重要；因为，每个预报区段内存在的主要不良地质的类型、走向及其与隧道空间关新建铁路云桂线（云南段）隧道超前地质预测预报及监控量测评估投标 文件技术部分 243 系、两壁出露的具体位置、规模特征和对隧道施工的影响等，都 离不开前述分析得出的正确结论。 隧道洞身主要不良地质走向的确定，还对超前地质预测预报最重要手段的 TSP 超前地质预测预报来说是最重要 —— 探测壁的选择技术也至关重要 —— 主要探测壁（布设炮眼的隧道壁）要选择隧道主要不良地质走向尽量平行传感器的隧道壁。 特别是对于隧道设计的“盲区”，显得更为重要。 只有在地质分析和宏观预报的原则指导下，才能更准确、更有效地实施洞身不良体地质超前预报和施工地质灾害监测、判断及临近警报等后续预报工作。 特别是对于隧道超前地质预报占有极其重要地位的 TSP(TGP)地震波探测来说，只有通过隧道 所在地区主要洞身不良地质分析和宏观预报，才能正确选择炮眼钻孔布设边墙，才能更准确地布设炮眼的位置，才能在TSP 解译阶段选择正确的搜索角和调谐角。 所以，它更是提高 TSP 预报精度的关键技术之一。 隧道不良地质宏观预报是在隧道不良地质分析的基础上进行的，主要包括：应用超前地质预测预报的地质理论进行隧址所在地区的区域地质分析，应用超前地质预报理论进行隧道的洞身不良地质分析，应用地貌地质学知识进行隧道的洞身不良地质的地貌分析。 隧址所在地区的区域地质分析 （ 1）研究的资料 研究的资料主要为隧道设计文件和 隧址所在区域 1： 10000 地形图、地质图、地质构造图，对隧址所在区域的地形、地貌有比较详细的了解。 （ 2）分析的目标 分析的目的是应用超前地质预报的地质理论，初步分析并宏观预报隧道所在地区的主要构造方位、力学性质和构造多期活动特征及其不同方位新建铁路云桂线（云南段）隧。