行業(yè)資訊
隧道施工超前地質(zhì)預報的方法
由于隧道及其他地下工程深埋于地下,工程巖體的水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件復雜多變,根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)勘探技術(shù)水平及手段,對所取得的資料不能完全滿足于施工要求,因于隧道及其此,這些問題的解決還有待在施工中開展深入的超前地質(zhì)預報工作。
目前在隧道施工期間采用的超前地質(zhì)預報方法從專業(yè)技術(shù)方面可分為常規(guī)地質(zhì)法和物法兩大類,具體有以下幾種:①正洞地質(zhì)素描法;②斷層參數(shù)預測法;③地質(zhì)體投射法;④超前水平鉆孔法;⑤超前導坑法;⑥彈性波法;⑦電磁波法;⑧紅外探水法。
(一)地質(zhì)預報方法
1.正洞地質(zhì)素描法
隧道施工中,及時對其開挖面(掌子面、邊墻面和拱頂面)上的各種地質(zhì)現(xiàn)象進行測繪和記錄,利用已挖洞段地質(zhì)情況來預報前方可能出現(xiàn)的不良地質(zhì)現(xiàn)象。該方法分為:①巖層巖性和層待預測洪:②地質(zhì)體延伸預測法。該方法是對開挖面地質(zhì)情況如實而準確的反映。其主要內(nèi)容包括地層巖性、構(gòu)造和節(jié)理裂隙發(fā)育情況、地下水狀態(tài)、圍巖穩(wěn)定性及初期支護采用方法等。其優(yōu)點是預報時時間很短,設備簡單,不干擾施工,預報效果較好,而且為整個隧道提供了完整的地質(zhì)資料;缺點是對于與隧道夾角較大的向前傾的結(jié)構(gòu)面容易產(chǎn)生漏報。
2.斷層參數(shù)預測法
利用斷層影響帶的特殊節(jié)理或集中帶的分布規(guī)律,通過對斷層影響帶的系統(tǒng)編錄所得出經(jīng)驗公式,來預報隧道斷層破碎帶的位置和規(guī)模。由于大多數(shù)不良地質(zhì)現(xiàn)象與斷層破碎有密切的關(guān)系,故依據(jù)斷層破碎帶推斷其他不良地質(zhì)體的位置和規(guī)模。
3.地質(zhì)體投射法
在地表準確鑒別不良地質(zhì)體的性質(zhì)、位置、規(guī)模和巖體質(zhì)量,以及精確測定不良地質(zhì)體產(chǎn)狀的基礎(chǔ)上,應用地質(zhì)界面和地質(zhì)體透射公式進行預報。
4.超前水平鉆孔法
在隧道內(nèi)安放水平鉆機進行水平鉆進,根據(jù)鉆孔資料來推斷隧道前方的地質(zhì)情況。鉆孔數(shù)量、角度及鉆孔深度可人為設計和控制。由鉆進速度的變化、鉆孔取心鑒定、鉆孔沖液顏色、氣味、巖粉及遇到的其他情況來預報。此法可以反映巖體的大概情況,比較直觀,施工人員可根據(jù)實際地質(zhì)情況進行后續(xù)施工。水平鉆孔主要布置在開挖面及其附近,既可在超前導洞內(nèi)布置鉆孔,也可在主洞工作面上進行鉆探,以獲得準確可靠的地質(zhì)資料,確保施工。該法可獲得工作面前方一定距離的巖心,也可由鉆孔出水情況判斷前方有無地下水和前方何處有地下水,從而可以得到開挖面前方的地質(zhì)情況。該法是施工預報最有效方法之一,但也存在不足之處:①對垂直隨道軸線的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面預報效果較好,與隧道軸線平行的結(jié)構(gòu)面預報較差;②需占用較長的施工作業(yè)時間,費用較高。
5.超前導坑法
按導坑與正洞的相互位置分為平行導坑和正1同導坑。其中,平行導坑與正洞平行,斷,且和正洞之間有一定距離,通過對導坑開挖中遇到的構(gòu)造、結(jié)構(gòu)面或地下水等情況做地質(zhì)記錄與分析,進而對正洞地質(zhì)條件進行預報。該法的優(yōu)點是:預報成果比較直觀、精度高、預報的距離長、便于施工人員安排施工計劃和調(diào)整施工方案,還可以起到減壓放、改善通風條件和探明地質(zhì)構(gòu)造條件的作用,同時,還可用作排除地下水、斷層注漿處、擴建成第二條隧道之用。正洞導坑布置在正洞中,是正洞的一部分,其作用與平行導相比,效果更好。超前導坑的缺陷為:一是成本太高,有時需要全洞進行平導開挖;二是施工工期較長。
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