武隆隧道巖溶地質(zhì)超前預(yù)報(bào)綜合技術(shù)

主要介紹tsp203和zgs1610兩套超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)探測原理,及其在滬蓉西高速公路夾活巖隧道1#橫洞工區(qū)巖溶地質(zhì)施工中的應(yīng)用情況,對兩種物探方法的預(yù)報(bào)結(jié)果與開挖后的實(shí)際情況進(jìn)行了比較,并將兩種超前探測方法用于預(yù)報(bào)的特點(diǎn)進(jìn)行比較。

文章主要介紹tsp203和zgs1610兩套超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)探測原理,在滬蓉西高速公路夾活巖隧道橫洞工區(qū)巖溶地質(zhì)施工中的應(yīng)用情況,進(jìn)行預(yù)報(bào)結(jié)果與開挖情況的對照,并將兩種超前探測方法的特點(diǎn)進(jìn)行比較。

巖溶隧道中溶洞發(fā)育存在復(fù)雜性,對其進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測是隧道安全施工的重要保障.在簡述地質(zhì)雷達(dá)基本工作原理基礎(chǔ)上,探討了地質(zhì)雷達(dá)探測溶洞的可行性,并介紹了地質(zhì)雷達(dá)的探測技術(shù)和測量方法.文章依托牛旺三號(hào)隧道,采用地質(zhì)雷達(dá)sir-3000對隧道現(xiàn)場掌子面采集數(shù)據(jù),并結(jié)合施工現(xiàn)場開挖進(jìn)行驗(yàn)證.現(xiàn)場開挖情況與預(yù)報(bào)結(jié)果基本吻合,表明地質(zhì)雷達(dá)在巖溶隧道超前預(yù)報(bào)中的準(zhǔn)確性.溶洞對應(yīng)的地質(zhì)雷達(dá)波形圖有明顯的特征:反射波以低頻波為主,同相軸錯(cuò)斷,振幅明顯增強(qiáng),并伴隨弧形繞射現(xiàn)象.

五龍山隧道中部穿越區(qū)域巖溶發(fā)育。采用\"以地質(zhì)法為基礎(chǔ)、以hsp聲波反射法為主要手段的綜合超前預(yù)報(bào)技術(shù)\

采用hsp聲波反射法、tsp-203地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)和地質(zhì)雷達(dá)對五龍山隧道巖溶地質(zhì)進(jìn)行測試分析,實(shí)踐證明該綜合預(yù)報(bào)技術(shù)的實(shí)施是成功的,在預(yù)報(bào)過程中應(yīng)始終堅(jiān)持\"地質(zhì)法基礎(chǔ)\

巖溶地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法研究——以某隧道的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法為例，根據(jù)與巖溶產(chǎn)生直接相關(guān)的斷層破碎帶的存在與否，論述了地質(zhì)測繪法、斷層參數(shù)法、tsp探測法等三種有效的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，說明了幾種超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法綜合運(yùn)用于預(yù)報(bào)掌子面前方地質(zhì)條件的可行性...

油氣長輸管道山嶺隧道穿越經(jīng)常會(huì)遇到巖溶地質(zhì)情況,巖溶地質(zhì)的處理是否成功,直接關(guān)系到隧道施工的安全。通過對川氣東送管道工程在鄂西山地巖溶發(fā)育地區(qū)的山嶺隧道穿越設(shè)計(jì)和施工情況進(jìn)行分析介紹,對隧道巖溶地質(zhì)的處理措施和適用方式進(jìn)行了研究與探討,初步形成了一套處理隧道巖溶地質(zhì)問題的措施和方法,為油氣長輸管道用隧道的設(shè)計(jì)和施工提供一定的參考。

1.大支坪隧道出口工程概況大支坪隧道位于湖北省巴東縣大支坪鎮(zhèn)境內(nèi),東起支井河,中間經(jīng)大支坪鎮(zhèn),西至野三河。大支坪隧道為宜萬鐵路十三座動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)隧道之一、也被列為全線八座ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道之一,隧道全長8772m,內(nèi)設(shè)人字坡;大支坪隧道出口工點(diǎn)施工里程dk134+000～dk138+912,全長4912m,其中有1427m雙線段、133m燕尾段、余為分離式復(fù)線。隧道最大埋深495m;隧道ⅰ線與ⅱ線之間每隔300m左右設(shè)置橫通道一個(gè)。

隧道巖溶問題是隧道施工過程中的突出問題。近年來,隨著國家加大力度支持中西部地區(qū)鐵路、公路建設(shè),隧道施工過程中時(shí)常遇到巖溶涌突水、突泥、頂板溶洞充填物陷落冒頂、地板塌陷等問題。巖溶地區(qū)超前預(yù)報(bào)問題,多年來一直是地球物理領(lǐng)域的一大難題,未能形成統(tǒng)一概念、理論和方法。本文介紹一種新型探測技術(shù)\"真正的反射層析成像\"(truereflectiontomography)—trt技術(shù)。

在進(jìn)行巖溶地質(zhì)的隧道施工時(shí),由于其地質(zhì)的特殊性導(dǎo)致經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)涌水或其他巖溶問題影響工程的施工.本文通過對大獨(dú)山隧道巖溶地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查,深入分析了關(guān)于在巖溶地區(qū)進(jìn)行隧道施工的應(yīng)對措施與施工技術(shù).

結(jié)合斗蓬山隧道施工的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作,分析了各種探測技術(shù)的適應(yīng)性,探討了巖溶地區(qū)隧道施工綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)和方法,可為我國同類工程施工的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作提供有價(jià)值的借鑒。

在巖溶地區(qū)單一的預(yù)報(bào)方法難以全面準(zhǔn)確地預(yù)測不良地質(zhì)情況。通過比較tsp、地質(zhì)雷達(dá)、瞬變電磁、紅外探測及超前鉆探等隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法的各自特點(diǎn),結(jié)合貴廣鐵路ggtj-1標(biāo)斗篷山隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作,介紹了上述各自超前地質(zhì)預(yù)報(bào)手段在實(shí)際工程中的運(yùn)用,針對巖溶地質(zhì)預(yù)報(bào)總結(jié)出簡便有效的tsp、地質(zhì)雷達(dá)和超前鉆孔3種預(yù)報(bào)方法,并最終形成巖溶地區(qū)綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)。

收 集 已 有 的 資 料 和 研 究 的 成 果 實(shí) 地 踏 勘 以 及 詳 細(xì) 勘 察 室內(nèi) 對所 有收 集的 資料 分析 以及 對隧 道通 過區(qū) 地質(zhì) 條件 有新 的認(rèn) 識(shí) 進(jìn) 駐 隧 道 施 工 現(xiàn) 場 開 展 預(yù) 報(bào) 中長 期施 工地 質(zhì)超 前預(yù) 報(bào) 短期 或跟 著超 前地 質(zhì)預(yù) 報(bào) 地質(zhì)體投影法 斷層參數(shù)法 水文地質(zhì)測繪法 物探法 地質(zhì)雷達(dá)法 臨近前兆法 超前水平鉆孔法 同位素連通法 地質(zhì)編錄前推法 超前導(dǎo)洞法 超深風(fēng)鉆孔法 負(fù)視速度法 直達(dá)地震波法 直達(dá)聲波法 tsp法 陸地聲納法 針對具體工程的 地質(zhì)情況、施工情 況從預(yù)報(bào)的效率、 效果、手段的可操 作性、經(jīng)濟(jì)成本等 幾個(gè)方面綜合考 慮，不斷比選，選 出短期預(yù)報(bào)最優(yōu) 的手段 針對具體工 程的地質(zhì)情 況、施工情 況從預(yù)報(bào)的 效率、效果、 手段的可操 作性、經(jīng)濟(jì) 成本等幾個(gè) 方面綜合考 慮，不斷比 選，選出短

介紹了tsp系統(tǒng)及探地雷達(dá)在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基本原理。以tsp系統(tǒng)及探地雷達(dá)綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)在廈深鐵路某隧道的應(yīng)用為例,進(jìn)一步驗(yàn)證了該綜合探測技術(shù)在隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。

概略論述了巖溶或者地質(zhì)復(fù)雜隧道隧洞廣義的施工地質(zhì)災(zāi)害超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù),其中包括tsp探測解譯、斷層參數(shù)預(yù)測法預(yù)報(bào)隧道斷層和地面不良地質(zhì)體投射法等3種長期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)新技術(shù),包括地質(zhì)雷達(dá)探測解譯、掌子面編錄預(yù)測法、不良地質(zhì)前兆預(yù)測法等3種短期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)新技術(shù),還包括施工地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、判斷和警報(bào)新技術(shù)

隧道施工中對隧道掌子面前方一定范圍內(nèi)的地質(zhì)情況進(jìn)行超前探測和預(yù)測預(yù)報(bào)是保證隧道施工安全的關(guān)鍵技術(shù)。在宜萬鐵路金子山隧道巖溶富水區(qū)施工中,引進(jìn)了tsp203隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)、地質(zhì)雷達(dá)、紅外線測水儀等先進(jìn)儀器進(jìn)行多途徑超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。針對當(dāng)前物理探測存在的多解性的特點(diǎn),在施工實(shí)踐中逐漸形成了以中長超前物探和超前水平地質(zhì)鉆探驗(yàn)證為主,輔以短距離地質(zhì)素描超前分析和施工前超長炮孔加密確認(rèn)的\"多階段、多手段、多層次\"的\"綜合立體式超前預(yù)報(bào)技術(shù)\"。以此技術(shù)為依托對強(qiáng)巖溶區(qū)富水隧道施工進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)測、預(yù)報(bào),成功地穿越了金子山隧道進(jìn)口工區(qū)巖溶富水帶。

針對湖北大廣高速公路建設(shè)中紫荊山高巖溶隧道工程,利用tsp超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù),并結(jié)合隧道工程地質(zhì)情況,通過準(zhǔn)確預(yù)報(bào)工作,闡述了tsp超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基本原理和方法,探討了該技術(shù)在紫荊山隧道施工過程中的應(yīng)用效果,并將預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)際工程進(jìn)行對比,驗(yàn)證了該技術(shù)的可靠性。

經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展推動(dòng)了偏遠(yuǎn)山區(qū)高速公路建設(shè),往日崎嶇狹窄的盤山道路正在陸續(xù)被高等級(jí)公路替代,在實(shí)際施工過程中,保留原始風(fēng)貌人跡罕至的偏遠(yuǎn)山區(qū)多存在洼地、漏斗、落水洞、塌陷、溶洞、溶隙、暗河等多種溶洞地貌,直接影響到公路隧道施的工質(zhì)量、施工安全和施工進(jìn)度.如何選用合理、經(jīng)濟(jì)的隧道溶洞施工處理措施已成為公路隧道建設(shè)的熱點(diǎn)問題.

在巖溶地區(qū)隧道施工過程中,涌水、涌泥(砂)已經(jīng)成為隧道施工的第一大害。對巖溶水進(jìn)行準(zhǔn)確及時(shí)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào),是當(dāng)前巖溶地區(qū)隧道設(shè)計(jì)與施工中亟待研究與解決的關(guān)鍵問題。應(yīng)用地質(zhì)學(xué)、巖溶學(xué)理論對隧道進(jìn)行地質(zhì)分析,運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)模型對隧道不同段落進(jìn)行突水風(fēng)險(xiǎn)評價(jià),進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)。根據(jù)各種物探方法的優(yōu)缺點(diǎn)和對巖溶水預(yù)報(bào)的敏感性,結(jié)合綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法、原則,優(yōu)化了綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的預(yù)報(bào)方案和流程,提高了巖溶水位置探查的準(zhǔn)確性,并在滬蓉西高速公路烏池壩隧道予以實(shí)施。施工過程中,嚴(yán)格實(shí)施綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù):通過地質(zhì)分析和模糊數(shù)學(xué)模型,把烏池壩隧道劃分為具有不同地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的地段,在不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)地段,制定了不同的預(yù)報(bào)方案。通過實(shí)施該綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案,成功預(yù)報(bào)了隧道掌子面前方的巖溶水,證實(shí)了該方案的科學(xué)性和可行性。

闡述了tsp系統(tǒng)的探測原理,著重講解了tsp在巖溶隧道中探測溶洞、斷層等地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)用,結(jié)果表明,tsp超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)在長大巖溶隧道建設(shè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用,對安全信息化施工具有重要意義。

巖溶隧道水文與工程地質(zhì)條件非常復(fù)雜，通常難以在勘察階段探明可能引發(fā)施工期地質(zhì)災(zāi)害的不良地質(zhì)體性質(zhì)、規(guī)模和具體位置。本文提出一種綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，將傳統(tǒng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法結(jié)合在一起，相互補(bǔ)充與驗(yàn)證，針對成蘭鐵路躍龍門隧道復(fù)雜的地質(zhì)情況進(jìn)行探測，重點(diǎn)采用激發(fā)極化法對含導(dǎo)水構(gòu)造的展布情況進(jìn)行三維定位，并結(jié)合靶向鉆孔及后續(xù)開挖進(jìn)行驗(yàn)證。該綜合超前預(yù)報(bào)方法對類似地質(zhì)條件下的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作具有指導(dǎo)意義。

文章針對巖溶隧道的地質(zhì)特征及病害類型,在介紹地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的內(nèi)容、技術(shù)特點(diǎn)及所用方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)法,并結(jié)合廣西靖西至那坡高速公路各固隧道施工實(shí)例,探討了該方法的使用效果。實(shí)踐證明,該方法能全面、及時(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)隧道掌子面前方地質(zhì)情況。