隧道实施性施工组织设计.doc

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1、 XXX隧道实施性施工组织设计一、工程概况1、编制依据、编制原则及编制范围1.1编制依据1.1.1.1改建铁路娄底至邵阳铁路扩能改造工程站前工程LSZQZH-标段施工合同1.1.1.2铁道部第四勘察设计院娄底至邵阳铁路扩能改造工程站前工程LSZQZH-标段隧道施工图纸及有关设计文件。1.1.1.3国家、铁路现行设计规范、施工规范、验收标准和有关规定。1.1.1.4爆破安全规程（GB6722-86）。1.1.1.5现行铁路工程预算定额及劳动定额。1.1.1.6现行国家及省、市、行业的有关法律、规定。1.1.1.7现场踏勘调查的相关资料。1.1.1.8投入的机械设备力量，施工技术能力及管理水平。1

2、.2编制原则1.1.2.1遵守国家、铁道部和省政府的政策法规和条例。1.1.2.2遵循本工程的招标文件和设计文件的内容及要求，严格履行标书及合同承诺。1.1.2.3严格按照ISO9001质量系列标准项目法施工的要求，进行施工管理和质量控制。1.1.2.4认真贯彻党和国家的有关政策和法规，加强水土保持和环境保护。1.1.2.5坚持实事求是原则，结合当地自然环境及气候条件，因地制宜地制定切实可行的施工方案，合理安排施工顺序。1.1.2.6依靠科技进步，应用“四新”技术，提升工艺水平。1.1.2.7统筹全局，突出重点，强调施工组织设计的科学性、实施性、操作性、严密性和可靠性。1.3编制范围娄底至邵阳

3、铁路扩能改造工程站前工程LSZQZH1标XXX隧道工程，里程为DK0+000-DK1+000。2.工程简介2.1工程简介XXX隧道起讫里程DK0+000DK0+000，全长1037m为单线隧道。隧道为直线隧道。隧道内纵坡为单面上坡，坡度为6.0，坡长1037m。本隧道位于湖南省娄底市娄星区百亩乡，隧道最大埋深约为50m。隧道进出口均有简易公路通达隧道，交通方便。V级围岩地段782m，IV级围岩地段255m。2.2隧道建筑限界及衬砌内轮廓：路段旅客列车设计行车速度不大于140km/h的单线电气化铁路隧道，根据铁路隧道设计规范（TB10003-2005J449-2005）的有关规定，建筑限界采用“

4、隧限-2A(单线)”。3.自然条件3.1地形地貌隧道位于构造剥蚀丘陵区，地势起伏变化较大，冲沟发育多为“V”字型沟谷，沟谷深切地面，高程124180m之间，相对高差56m，山坡坡度1045。隧道区内最高点标高为178.27m，最低点位于隧道出口南东方向冲沟底部，标高为124m,隧道区丘坡植被较发育，多生长有茶油树及灌木杂草，部分开辟为旱地，村舍，谷地呈阶梯状分布，均开垦，辟为水田，水塘，隧道进出口及中段冲沟处均有居民聚居。3.2地震动参数据GB18306-2001中国地震动峰值加速度区划图，中国地震动反应谱特征周期区划图。娄邵线地震动峰值加速度为0.05g（相当地震基本烈度），地震动反应谱特征

5、周期0.35。4.工程地质及水文地质4.1地层岩性沿线揭露的地层岩性从新至老为：a第四系洪冲积(Q4al+pl) (2)5-3粉质黏土、黏土，黄褐色灰褐色，硬塑，含少许角砾，层面埋深0m,层面标高136.09147.69m，层厚7.010.7m，平均8.56m,主要分布于隧道进口DK0+490DK0+530、洞身中部DK0+890DK0+280段表层，土石等级II。（2）5-2粉质黏土、黏土，黄褐色灰褐色，硬塑，含少许角砾，层面埋深7.07.8m层面标高130.08139.89m,层厚2.712.3m,平均7.5m，主要分布于洞身中部DK0+900DK0+990、DK0+146DK0+254段

6、，土石等级II.b第四系残坡积(Q4el+dl)(4)2-3粉质黏土、黏土，褐红褐黄色，软塑，含少许角砾，表层含少许植物根系，层面埋深0m,层面标高140.48149.16m，层厚1.014.1m,平均6.45m，主要分布于DK0+525DK0+903、DK0+267DK0+600段丘坡表层，土石等级为。（4）8-1岩溶漏斗充填物，主要为粉质黏土夹细角砾，褐黄色，角砾含量约60%，粉质黏土胶结，根据物探资料及钻探揭露，该层于DK0+840DK0+920(Jz-09-17-1揭露)分布，层面埋深2.4m,该层标高146.76m，层厚35.4m，土石等级。（4）8-2细角砾土，褐红色，稍密，局部呈

7、中密，稍湿，角砾含量约5070%，粉质黏土胶结，仅Jz-09-17-1揭露该层，层面埋深1.0m，层面标高141.93m，层厚13.6m，结合物探资料初步判定该层分布于隧道进口DK0+525DK0+633段表层，土石等级II。隧道进口各类土层及风化层厚度约7.914.6m,隧道出口各类土层及风化层厚度约12.814.7m。C、二叠系下统棋子桥组（P1q）：（12）2-1页岩，全风化，灰褐灰黑色、主要矿物为黏土矿物，泥质结构，薄层状构造，层厚0.87.2m钻孔揭露：分布于隧道进口里程DK0+490DK0+655段。（12）4-3泥灰岩，弱风化，灰黑色，主要矿物为方解石，泥质隐晶质结构，厚层状构造

8、，钻孔揭露：分布于隧道洞身至隧道出口里程DK0+490DK0+750地层浅部。（12）1-3灰岩，弱风化，灰白灰色，主要矿物为方解石，隐晶质结构 ， 厚层状构造，钻孔揭露:分布于隧道洞身至隧道出口里程DK0+650DK0+600段。4.2水文地质隧道区地下水类型为第四系孔隙水和岩溶、节理裂隙水，按其赋存空间及区内地层岩性及构造可分为孔隙水、岩溶裂隙水。（1）孔隙水赋存于第四系地层及页岩全风化层中，但全风化层较薄，水量匮乏；（2）岩溶，节理裂隙水主要赋存于弱风化灰岩、泥灰岩的岩溶裂隙、溶洞及节理裂隙之中，溶洞及裂隙透水性取决于其连通性，部分孔揭露钻至溶洞或溶蚀裂隙时，无返水，可见岩溶水匮乏；页岩

9、和泥灰岩接触部位裂隙亦较发育，局部地下水可能较发育。4.3地质构造隧道区地层为单一斜构造。通过钻孔Jz-09-17显示：14.6m以下为二叠系下统栖霞组（P1q）全风化页岩及弱风化泥灰岩，钻孔Jz-09-17-1显示：37.8m以下为二叠系下统栖霞组（P1q）弱风化岩。隧道进口至DK0+700有构造行迹，进口段附近在地形地貌上由丘间谷地变化成丘坡地貌。5.施工条件5.1交通条件隧道由出口端掘进，出口端交通条件便利，由娄底市X023县道扩建既有村道130m，新建便道300m至施工场地。5.2当地建筑材料分布情况隧道附近河沙缺乏，娄底市当地无河砂可用，需从株洲集中调运，采取汽车结合火车运输至娄底，

10、再经汽车运输至工地。当地碎石丰富，经检验合格后可加工用于隧道施工。水泥、钢材等可外购后从公路运输，再经施工便道运至工地。燃料沿线公路的各级市、县均有加油站，燃料供应充分。5.3施工用水施工生活用水：生产生活用水就近打井取水。5.4施工用电出口端引接当地高压供电网，安装一台630KVA变压器作为施工用电；另配备1台200KW发电机，以便停电时供电。5.5施工通讯当地可通程控电话，通讯方便。项目经理部与施工队内部采用小型程控交换机和无线电话相互联系；对外联系在当地电讯部门安装程控电话，洞内与洞口值班采用无线对讲机相互联络，联络范围约2km，满足洞内与洞外联络要求。5.6 生产生活房屋生产生活房屋采

11、用活动板房，材料加工房采用敞式大棚。5.7砼拌和站根据本隧道工程分布情况，XXX隧道出口端施工场地设置1台500型小型搅拌机，满足洞内喷射混凝土供应。在娄底市娄星区经济开发园设置1#集中拌合站，2台1200型搅拌机，到XXX隧道出口端为4km。满足XXX隧道洞内二衬、仰拱等混凝土需求；搅拌站设置见下表：搅拌站设置表序号搅拌站位置搅拌机型号数量备注1娄底市娄星区经济开发园1200型2供应XXX隧道二衬、仰拱等混凝土2XXX隧道出口（娄底市百亩乡百亩村）500型1供应XXX隧道进口喷射混凝土5.8火工品管理按火工品管理规定，娄底市娄星区百亩乡大井村设置一处火工品库。包括雷管库、炸药库和看守房，按当

12、地公安部门安全要求规定布置，并报经当地公安部门核准。由项目部正式员工看守和发放，严格执行火工品储存、管理和发放制度。5.9消防设施根据消防要求，在办公区、生活区、仓库等地按规定配备足够数量的手持灭火器、防火砂等消防器材。二、整体地质分析与判断2.1意义 施工中对整体地质分析与判断从而降低安全风险，首先对隧道围岩岩性、地质构造、节理发育程度、水文地质条件有个初步的认识，根据设计文件和对地表现场调查的资料，确定对隧道工程地质条件有影响的主要构造和不良地质构造。在施工中通过采取综合地质超前预报措施进一步确认，制定有针对性超前预报和开挖、支护及应急预案，加强过程控制，从而降低施工安全风险。2.2隧道沿

13、线地层岩土DK0+000DK0+570段，表层为第四系残坡积厚约5.0m，其下为p1q页岩，全风化，岩芯呈硬塑土状；再下为泥灰岩，灰白-灰黑色，弱风化，泥结构，中厚层状构造，溶沟溶槽发育，大小约为13m，充填物为角砾土。进口共布置2孔，其中17#孔的钻探情况与物探结果基本相符，该围岩性质差。DK0+570DK0+710隧道洞身穿越二叠系下统P1q泥灰岩，灰白-灰黑色，弱风化，泥质结构，中厚层状构造；灰褐-灰黑色，全风化，原岩结构完全破坏，岩芯呈硬塑土柱状，遇水易软化。物探判释：电阻率较低，推测洞身围岩节理裂隙，岩溶较发育，岩石较破碎。DK0+710DK0+805隧道洞身穿越二叠系下统P1q灰岩

14、，灰白色，隐晶质结构，厚层状构造，地下水主要为季节性岩溶水。物探判释：电阻率较低，推测洞身围岩节理裂隙，岩溶较发育，岩石较破碎。隧道施工中应加强地质超前预报工作，确保安全后方可施工。DK0+805DK0+350丘间谷地，为水田，本段为浅埋段，埋深010m，上部为粉质粘土夹碎石，厚1020m，上部为硬塑，基岩面附近为软塑，下伏二叠系下统栖霞组灰岩地层，弱风化，节理裂隙发育，岩溶发育。本段共布5孔，钻探揭示本段岩溶发育，其中+880左右有一大型溶沟溶槽漏斗，底部高程111.36m，充填物为角砾土，松散状，钻探时冲洗液流失。本段围岩较差，施工中极易发生塌方冒顶，加强地质超前预报，确保安全后方可施工。

15、该段最大涌水量约14244/d,正常涌水量约为1260/d，物探判释：DK0+825DK0+320段，电阻率低，风化强烈，推测洞身围岩节理裂隙，岩溶发育，岩石破碎。DK0+870DK0+918、DK0+950DK0+030和DK0+110DK0+240推测是节理裂隙，岩溶集中发育区。DK0+350DK0+000表层为粉质粘土，夹少许碎石，黄褐色，硬塑，厚1015m；二叠系下统茅口组灰岩，弱风化，隧顶围岩较薄，隧道施工中应加强地质超前预报工作，确保安全后方可施工。地下水主要为季节性岩溶水。物探判释：电阻率较低，推测洞身围岩，节理裂隙、岩溶发育，岩石教破碎。2.3围岩级别XXX隧道围岩级别分为V级

16、，其中级围岩长255m，占24.6%；V级围岩长683m，占65.8%，明洞99m，占9.6%，整体地质条件复杂，岩性变化频繁。具体分布情况如下：XXX隧道沿线围岩统计表序号起止里程长度围岩级别1DK0+000DK0+558302DK0+558DK0+6801223DK0+680DK0+8051254DK0+805DK0+870655DK0+870DK0+910406DK0+910DK0+009997DK0+009DK0+039308DK0+039DK0+1501119DK0+150DK0+1702010DK0+170DK0+2205011DK0+220DK0+2402012DK0+240DK

17、0+3208013DK0+320DK0+3503012DK0+350DK0+48013013DK0+480DK0+5406014DK0+540DK0+000252.4地质构造隧道区地层为单一斜构造。通过钻孔Jz-09-17显示：14.6m以下为二叠系下统栖霞组（P1q）全风化页岩及弱风化泥灰岩，钻孔Jz-09-17-1显示：37.8m以下为二叠系下统栖霞组（P1q）弱风化岩。隧道进口至DK0+700有构造行迹，进口段附近在地形地貌上由丘间谷地变化成丘坡地貌。2.5不良地质及特殊地质 根据物探资料及钻探揭示:隧道洞身岩溶发育或节理裂隙较发育,岩石较破碎隧道施工中应加强地质超前预报工作,确保安全后

18、方可施工。三、风险评估3.1风险评估依据铁路隧道风险评估与管理暂行规定（铁建设2007200号）关于加强铁路隧道工程安全工作的若干意见“铁建设2007102号”（2007/5/15）铁路隧道设计施工有关标准补充规定“铁建设200788号文件”（2007/4/21）铁路隧道施工作业要点手册（铁道部工程管理中心、中铁隧道集团有限公司2007/2）铁道部第四勘察设计院娄底至邵阳扩能改造工程LSZQZH-标XXX隧道施工图纸及有关设计文件中铁二十五局集团公司工程项目管理制度中铁二十五局集团公司隧道施工安全管理若干规定中铁二十五局集团有限公司娄邵铁路工程项目部安全生产管理办法实施性施工组织设计现场勘察调

19、查的相关资料3.2风险评估原则施工阶段的风险评估，在施工全过程根据风险识别情况，分阶段进行风险监控和管理，力求在确保安全、质量、工期的前提下把残余风险控制在可接受的水平上。3.3风险评估流程根据设计阶段的评估结果，进一步评估设计确定的主要风险源、风险等级以及采取的降低风险措施的实施可能性，提出施工阶段的风险评估结果及措施。风险评估流程见下图（下页）：风险评估流程图开始根据设计文件、现场调查、自身施工水平对风险进行识别和管理施工对周边环境影响的风险在施工组织设计中制定风险规避措施和残留风险的处理预案施工过程中全程对残余风险进行监控各级检查部门上结合现场情况定期或不定期进行风险检查加强风险监控、优

20、化施工方案、改变施工方法、完善管理措施和风险应对措施实施变更后的施工方案和管理措施检查结果是否满足要求周边环境对施工影响的风险工期风险及诱发的其他风险隧道施工中地质灾害的风险风险评估满足不满足3.4典型风险因素识别结合XXX隧道设计文件及风险评估依据，XXX隧道中施工风险因素如下表所示。XXX隧道施工风险因素核对表 表1 风险事件 风险因素坍塌冒顶垮塌房屋损坏其他施工准备情况见表2施工地质勘察见表3开挖情况开挖方式循环进尺爆破器材检查和落实预留变形量掌子面减压措施应力释放措施地下水处理爆破方法隧道超挖情况进洞落底挑顶断面变化处或工法转化处其他施工期防排水注浆堵水措施排水措施降水措施其他火源控制

21、洞口火源检查措施焊接切割等危险作业规章制度及执行进洞人员禁穿化纤服装其他支护及衬砌情况支护刚度超前支护预注浆隔离措施气密性混凝土施工缝沉降缝处理地层与加固与改良支护时机支护方法支护质量闭合成环周期防护情况机械设备防护人员防护其他电器设备与业电缆选型 机械设备选型电器与保护情况风电闭锁其他监控量测水量水质水压掌子面稳定情况量测器材及布置量测频率规范要求监测项目监控量测制度信息反馈及处理其他施工管理见表4隧道特征见表5其他见表6 施工准备情况风险因素核对表 表2施工准备情况气象调查与施工有关法令调查设计文件的核对情况实施性施工组织设计其他 施工地质勘察风险因素核对表 表3施工地质勘察资料收集情况常

22、规地质法情况（地质素描）超前地质预报情况其他 施工管理风险因素核对表 表4施工管理培训情况检测情况应急预案情况人员管理情况施工队伍状况机械装备程度施工质量施工经验辅助工法的掌握与应用监理情况其他 隧道特征风险因素核对表 表5隧道特征埋深断面大小长度坡度辅助坑道其他 其它风险因素核对表 表6交通事故司机运输设备交通管理道路状况通风照明情况洞外天气其他用电事故用电设计施工组织设备状况用电管理其他火灾事故火源及传播途径消防教育消防措施消防器材人员管理其他其他综上所述，XXX隧道存在的典型风险类型有：坍塌冒顶、垮塌、房屋损坏。3.5初始风险评价通过风险分析，对XXX隧道各段落中存在的初始风险评价结果见

23、下表。XXX隧道初始风险等级表 表10初始风险等级表编号SD-01日期2010.11.10隧道名称XXX隧道审核XXX阶段施工准备阶段序号风险因素风险事件安全风险投资风险工期风险环境风险第三方风险概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级1洞口坍塌冒顶42高度42高度42高度42d高度32中度2洞口房屋损坏32中度32中度32中度32中度32中度3级深埋坍塌冒顶32中度32中度32中度4岩溶发育坍塌冒顶43高度43高度43高度5岩溶发育坍塌冒顶42高度42高度42高度6浅埋垮塌32中度32中度32中度7岩溶发育坍塌冒

24、顶42高度42高度42高度8岩溶发育坍塌冒顶42高度42中度42中度9岩溶发育坍塌43高度32中度32中度10岩溶发育坍塌32中度32中度32中度11浅埋段坍塌冒顶42高度 32中度32中度综上所述，本隧道中的典型风险事件为坍塌冒顶、房屋损坏、垮塌主要风险因素为隧道所穿越的深埋段、浅埋段、岩溶发育段。3.6风险控制措施由风险分析及初始风险评估结果可知，本隧道风险事件主要为坍塌冒顶、房屋损坏、垮塌。为减缓本隧道中的坍塌冒顶、房屋损坏、垮塌，降低风险危害程度，本隧道有针对的对各段围岩采用了以下风险控制措施及实施方法，制定方案，严格按照设计施工。(1)DK0+000DK0+680段1）加强超前地质预

25、测预报,及时调整方案和支护参数，坚持仰拱超前，衬砌跟进的原则组织施工。 2）42超前小导管预支护。3）采用上下断面短台阶法施工。(2)DK0+680DK0+805段 1）加强超前地质预测报告，及时调整方案和支护参数，坚持仰拱超前，衬砌跟进的原则组织施工。2）上下断面台阶法施工。（3）DK0+805DK0+870段1）加强超前地质预测预报,及时调整方案和支护参数，坚持仰拱超前，衬砌跟进的原则组织施工。 2）42超前小导管预支护，加强基地地质探测。3）采用上下断面短台阶法施工。（4）DK0+870DK0+910段1）加强超前地质预测预报,及时调整方案和支护参数，坚持仰拱超前，衬砌跟进的原则组织施工

26、。2）洞口108超前长管棚预支护，加强基地地质探测。3）上下断面短台阶法施工。（5）DK0+910DK0+009段1）加强基底地质探测，加强开挖坡面防护。2）施工避开雨季，做好截排水措施。3）及时施做明洞及回填。(6) DK0+009DK0+039段1）加强超前地质预测预报,及时调整方案和支护参数，坚持仰拱超前，衬砌跟进的原则组织施工。2）洞口108超前长管棚预支护，加强基地地质探测。3）上下断面短台阶法施工。 (7)DK0+039DK0+350段1）加强超前地质预测预报,及时调整方案和支护参数，坚持仰拱超前，衬砌跟进的原则组织施工。 2）42超前小导管预支护，加强基地地质探测。3）采用上下断

27、面短台阶法施工。（8）DK0+350DK0+480段1）加强超前地质预测预报2）台阶法施工（9）DK0+480DK0+000段1）加强超前地质预测预报,及时调整方案和支护参数，坚持仰拱超前，衬砌跟进的原则组织施工。2）DK0+535DK0+000洞口段采用108超前长管棚预支护，其余地段采用42超前小导管预支护。3）上下断面短台阶法施工。（10）DK0+880DK0+260段1）爆破震动速度控制在5cm/s内。2）对拆除范围以外的民房及地表设置监测网点并实施监测。在采取了风险控制措施以后，对本隧道中残留的各种风险进行评估，残留风险评估结果如下表所示：XXX隧道残余风险等级表 表11残余风险等级

28、表编号SD-02日期201011.10隧道名称XXX隧道审核XXX阶段施工准备阶段序号风险因素风险事件安全风险投资风险工期风险环境风险第三方风险概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级1洞口坍塌冒顶21低度21低度21低度21低度21低度2洞口房屋损坏11低度11低度11低度21低度21低度3级深埋坍塌冒顶21低度21低度21低度4岩溶发育坍塌冒顶21低度21低度21低度5岩溶发育坍塌冒顶11低度11低度11低度6浅埋垮塌21低度21低度21低度7岩溶发育坍塌冒顶11低度11低度11低度8岩溶发育坍塌冒顶11低度1

29、1低度11低度9岩溶发育坍塌21低度21低度21低度10岩溶发育坍塌21低度21低度21低度11浅埋段坍塌冒顶11低度11低度11低度3.7风险评估成果详细见后附图XXX隧道风险评估纵断面图3.8风险评估结论通过对隧道安全、投资、工期、环境、第三方等方面系统的分析和评估，得出隧道分段的风险等级。根据隧道分段的风险等级来制定有效的对策和措施，从而来降低隧道风险等级，减少损失。从隧道风险评估纵断面图上可以得出通过制定有效的对策和措施，是可以把初始风险评估中的极高度、高度不可接受的风险等级转变为中度、低度可接受的风险等级。四、超前地质预报4.1适用范围：适用于改建铁路娄底至邵阳铁路扩能改造工程LSZ

30、QZH-1标XXX隧道地质超前预报作业，对超前地质勘探进行过程控制，保证超前地质勘探满足施工要求。 4.2超前地质预报的主要内容：1）断层及断层影响带的位置、规模及其性质。2）软弱夹层的位置、规模及其性质。3）岩溶的的位置、规模及其性质。4）不同岩性、围岩级别变化界面的位置。5）工程地质灾害可能发生的位置和规模。6）含水构造的位置、规模及其性质。4.3超前预报的主要方法采用物探法TSP地质超前预报系统或地质雷达、地质素描、超前钻探法，加深炮孔探测等综合勘探的方法进行探测，超前地质预报是制定施工方案和工程措施的主要依据，也是隧道施工的一道重要工序。隧道施工中，在重点地段,上述各种预报手段可综合采

31、用。一般地段以地质素描为主，特殊和不良地质地段则采用物探、钻探相结合的方式。实行动态监控，信息化施工。加强对围岩监测，进一步掌握围岩的特性，为施工提供可靠的技术依据。4.3.1超前地质预报与补充地质调查工作流程隧道综合超前地质预测预报的工作流程如下图：补 充 地 质 调 查掌子面地质调查与素描长距离探测：TSP,预报距离100150m中短距离探测：地质雷达，探测距离30m；超前水平钻孔，探测距离3060m。加深炮孔，探测距离5m； 探测资料判释，提出探测意见和工程措施意见综合超前地质预测预报工作流程图加深炮孔超前钻探物探法地质素描4.3.2主要实施方法实施方法：对于设计提供的地质条件复杂地段，

32、提前50m进行探测：TSP弹性波探测仪每100150m施作一次，每循环搭接长度10m；超前钻探法（每断面布置5个探孔，其中一个孔钻取岩芯）30m一个循环，每循环搭接长度5m；地质素描每掘进循环进行一次；地质雷达每30m施作一次。根据几种探测手段的探测结果进行综合分析，互相验证，提出预测预报意见和工程措施建议，及时反馈，以调整优化设计，进一步改进和完善施工工艺和方法，实施信息化动态施工管理。4.4.TSP地质预报系统采用TSP系统探测，主要用于预报掌子面前方100150m左右范围内的断层破碎带、富水带、不同岩层接触带等不良地质体的界面位置。TSP地质超前预报系统，可以进行隧道地质超前预报，扩展配

33、置又可以对开挖过程中未发现的隧道隐蔽病害（如隧底岩溶等）进行检测，和检测隧道围岩的弹性波速度、划分隧道围岩类别，以及检查混凝土衬砌与围岩之间是否存在脱空缺陷等。这种多功能仪器适应隧道弹性波多项目检测的需要，软件处理系统全部为WINDOWS编程，界面良好，处理中既有自动处理方式，也有手动处理方式，还具有深入分析异常可靠程度的追踪评估功能。TSP超前地质预报系统探测的基本原理是应用了震动(声)波的回声原理震动(声)波是由特定位置进行小型爆破所产生，布局一般是大约24个爆破点，沿着隧道左壁或者右壁平行隧道隧洞底成直线排列，孔深1.5 m，点距1.5 m，由人工制造一系列有规则排列的轻微震源，形成地震

34、震源断面。这些震源发出的地震波遇到地层层面、节理面，特别是断层破碎带界面和溶洞、暗河、岩溶陷落柱、淤泥带等不良地质界面时，将产生反射波反射震动的信号由布置在单壁或是双壁的传感器接受，并将接受的数据传送给记录单元，由于反射信号的传送时间与到地质界面的距离成正比，反射信号的强度与相关界面的性质、界面的产状密切相关从而通过反射波数据分析系统，得出相关隧道剖面及围岩相关的物理力学参数。4.4.1仪器主要技术指标：12通道 频带宽度0.5 - 4000HzVpp为24伏条件下的瞬时浮点放大，A/D 20bit 120-132db，动态范围大，信噪比高；采样率：10s、31.25s、62.5s、125s、

35、250s、500s、1 ms、2ms 八档；超长采样记录功能，采样点数：1024、2048、4096、8192、32768、65536点；采样记录长度为10ms - 32.768s具有模拟滤波器，有四档：全通、低通、高通1、高通24.4.2仪器装配：隧道地质超前预报与检测仪器的装配设计特点如下：考虑到隧道应用环境具有潮湿或滴水的特点，仪器设计为整体式、面板键盘等设计为密封触摸式键盘。仪器的模数转换器设计为大信号状态采样，有利于仪器信噪比性能的提高，仪器动态范围大于120db。考虑到多功能检测的需要，隧道地质超前预报仪器设计为独立的12个通道，通过选用专用插头改变仪器输入的接线组合，确定仪器的使

36、用状态。用于隧道地质超前预报功能，仪器具有同时输入4个三分量探头信号的能力，即同时布置4个点的预报检测；用于隧道地质检测功能，根据检测项目选择专用的插头、电缆和检波器，根据工程需要选择仪器的功能状态。4.5.地质雷达探测法地质雷达主要应用在临近含水构造地段使用，近距离探测富水含水断层。地质雷达是基于电磁波在有耗介质中的传播性工作的。发射天线发出微波频段的电磁波后，遇到不均匀介质或介质常数有差异时会发生反射，反射信号由接收天线接收记录，经微机处理形成雷达剖面图。解译人员对雷达剖面图进行解译分析，提出掌子面前不良地质体的具体位置和规模。该法对30m范围内的不良地质体，尤其是含水地质体探测效果最好。

37、4.6. 超前钻探法通过洞内外观察与地质描述、TSP弹性波探测仪、地质雷达探测仪探水等有关地质与水文资料分析，配合采用超前钻探加以验证。通过超前水平钻孔岩芯的分析，进一步探明掌子面前方的隧道围岩地质状况与水文地质的具体情况，根据探孔钻进的时间、速度、压力、成分以及卡钻力、钻芯和岩性构造性质及地下水情况，掌握隧道前方的地质条件与水文条件。这是最直观、最可靠的超前探测手段。在本隧道不良地质体多的地段，实施3孔超前钻孔。探孔布置位置：拱顶、左右拱腰各1个。采用地质钻机，超前钻孔深30m。主要用于在TSP预测到的不良地质体前30m进行钻探，以准确探测掌子面前方不良地质体的位置、规模、性质及地下水水量和

38、水压等。超前探孔施工时应注意前一循环钻孔与后一循环钻孔之间要搭接5m。另外在钻爆破孔之前，利用加长的钻杆，在开挖断面的中部和周边施钻5个孔，均为水平施钻。钻孔位置：中部1个，周边4个。孔深57m。该孔既作为探测孔，又可作为爆破孔。该短孔探测法是在TGP12、地质雷达、红外线探水仪等物探方法探测的情况下，了解掌子面前方围岩无明显的不良地质体的基础上采用的一种既保证施工安全，又加快施工进度的一种施工方法。施工中，对于已出水的超前钻孔，要进行不间断的水流量、水压的监测，绘制水量、水压的变化曲线，为制定地下水处理方案提供依据。4.7.不同地质复杂程度分级的超前地质预报方案本隧道分复杂、中等及简单三个等级：1、地质较复杂地段a、弹性波反射法应贯通地质条件较复杂地段；b、异常地段(如：地面物探和洞内弹性波反射法物探异常地段、可能存在断层地段、可溶岩与碎屑岩接触部位、水量或水压异常地段)进行掌子面地质雷达探测；c、2孔超前钻探贯通地质条件较复杂地段(前后两个循环搭接5m)；d、每循环(开挖长度2m内)12孔加深炮孔；e、进行不间断的水量、水压、降雨量监测;f、每循环进行地质素描；2、地质中等复杂地段a、弹性波反射法应贯通地质条件较复杂地段；b、异常地段(如：地面物探和洞内弹性