《隧道超前地质预报地质综合分析技术贵阳院.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《隧道超前地质预报地质综合分析技术贵阳院.ppt（59页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、隧道超前地质预报地质综合分析技术,汇报人：叶 勇日 期：2010年8月,前言,1,地质综合分析基本要求,2,地质综合分析主要方法,3,地质综合分析实施要点,4,结束语,5,目 录,随着国民经济建设的飞速发展，特别是实施西部大开发以来，水利水电、铁路、公路工程中新建隧道，而这些隧道工程都具有 的共同特点，且往往地表地势险要，洞线通过的地质条件复杂。,一、前言,工程规模越来越宏大,洞径大、埋藏深、洞线长,勘察设计阶段的工作重点往往关注的是，与工程的安全、稳定、经济、运行特点相关的，而对于 地质条件受自然条件、勘察技术、经济问题的局限，,一、前言,地质条件,影响局部施工的,、局部的地质情况在勘察设计
2、阶段一般都不,要求详细查明。,主要,小的,但一些局部的、分散的、随机的不良地质洞段却是施工最大的安全隐患，主要表现为隧道施工中塌方、涌水、涌泥、岩爆、有害气体等地质灾害。,一、前言,由于这些灾害的发生具有突发性，给施工带来预想不到的困难和危害，因此，加强隧道（洞）施工超前地质预报工作是隧道（洞）施工安全管理的重要环节，是隧道（洞）施工的重要技术保障。以地质分析为主线，多种方法综合运用的超前地质预报体系是提高预报准确率的有效方法。,一、前言,前言,1,地质综合分析基本要求,2,地质综合分析主要方法,3,地质综合分析实施要点,4,结束语,5,目 录,二、地质综合分析基本要求,地质综合分析需通过从理
3、论到实践的过程，要求预报地质人员具有较全面的，有丰富的工程实践经验。具体工作中要求：（1）地质人员具有较全面的基础地质理论，实际 工作经验及编制综合图件的能力和技能；（2）力求在隧道工程施工前补充完善工程设计资 料，根据前期勘察资料及地表调查资料编写 宏观预测地质分析报告；,地质知识和物,探知识,二、地质综合分析基本要求,地质综合分析需通过从理论到实践的过程，要求预报地质人员具有较全面的，有丰富的工程实践经验。具体工作中要求：（3）施工过程中随工程进展及时收集洞内开挖段 地质资料，并力求做到全面准确；（4）及时归纳汇总地质、物探、钻孔探测资料，逐步完善充实综合图件内容；,地质知识和物,探知识,
4、二、地质综合分析基本要求,地质综合分析需通过从理论到实践的过程，要求预报地质人员具有较全面的，有丰富的工程实践经验。具体工作中要求：（5）综合判译各种物探成果，避免多解性影响，提高预报的准确性；（6）对工程重点洞段的地质综合分析成果，应及 时提交指导施工；,地质知识和物,探知识,二、地质综合分析基本要求,地质综合分析需通过从理论到实践的过程，要求预报地质人员具有较全面的，有丰富的工程实践经验。具体工作中要求：（7）通过开挖对比验证预报资料的准确性，对存 在的偏差及时分析原因，从中找出规律，使 下次预报更加准确可靠。,地质知识和物,探知识,前言,1,地质综合分析基本要求,2,地质综合分析主要方法
5、,3,地质综合分析实施要点,4,结束语,5,目 录,地质综合分析其实是一个系统的工作，就具体开展的某项工作而言，其方法很多，亦都有一定效果。根据工程性质、工程区基本地质条件和地质环境的不同，其手段和方法的应用亦各有所异，因此在选择手段、方法时应据工程实际情况合理应用。,三、地质综合分析主要方法,1、地质法 地质法是地质综合分析最基本的方法，不管物探法还是钻孔探测法，都是地质分析方法向前方延伸的手段。同时对物探和钻孔超前探测资料的任何解释和应用，都离不开施工过程中观测和收集的地质判断，缺少了这一基础环节，采用任何超前探测方法都很难取得好的效果。,三、地质综合分析主要方法,1、地质法 在实施地质法
6、的过程中，使用的方法主要有：1）地质投影法 2）地质层序法 3）工程地质类比法 4）地质编录法,三、地质综合分析主要方法,1、地质法1）地质投影法主要是针对地下工程纵剖面图的修正编制，它也是隧道（洞）工程预报中最主要的图件之一，与工程区的地形地质图相辅相成，涵盖的内容丰富、直观，对施工具有重要的指导意义，亦是地下工程宏观分析预测基础图件。,三、地质综合分析主要方法,1、地质法2）地层层序法 地层层序是确定地质历史的根据和地质构造的基础，掌握了隧道（洞）地表的地层层序，岩性组合及特殊的岩层（标志层）对在隧道施工中当遇到某一时代的地层时，按地层层序上下迭置关系和岩性组合特征、厚度，结合施工中揭露的
7、地层产状关系，就能预测相关地层在隧道前方出现的位置，以及可能遇到的岩溶含水层和构造带等地质缺陷。,三、地质综合分析主要方法,1、地质法2）地层层序法 当前期地质勘察实测有隧道工程区地层剖面（地层柱状图），且经复查基本属实时，可不另行实测地质剖面建立地层层序；若工程区地层、构造复杂，原勘察成果不能满足要求时，应补测全部或某一段地层剖面，重新建立地层层序，为地层、岩性段和地质构造的预测、修改补充提供地质依据。,三、地质综合分析主要方法,1、地质法3）工程地质类比法 地下工程尽管所处地质条件、地质环境各不相同，但构成各工程的地质因素和构造形式及工程地质问题还是有诸多共同之处。,三、地质综合分析主要方
8、法,1、地质法3）工程地质类比法 地质类比法就是依据工程地质学分析方法按不良地质作用地质灾害形成的工程地质条件，水文地质条件和其它条件的共性之处进行类比，对诸如塌方、突水、突泥、岩爆、瓦斯等类型的定性判断。并根据工程地质条件对可能出现的破坏模式，以及已出现的变形迹象，对洞室、掌子面、边墙、拱顶的稳定状态做出判断，并对其发展趋势做出评估。,三、地质综合分析主要方法,1、地质法3）工程地质类比法 地下工程建设中，地质类比法是极为重要的方法之一，它的基础资料是地勘部门、设计单位提交的工程地质纵剖面图，工程地形地质图、物探成果（主要是地面地震、电磁法）、钻探、工程勘察报告、设计说明书等成果，都应该全面
9、系统地进行分析，在此基础上应用地质类比法，对隧道开挖中可能出现的突水、突泥、塌方、岩爆等做出较为确切的宏观预测。,三、地质综合分析主要方法,1、地质法4）地质编录法 地质编录是施工地质最基本的工作方法，也是地质综合分析技术取得第一手资料的重要手段，它既反映开挖段的地质变化特征，又预示着未开挖段一定范围的地质问题。因为不论何种不良地质灾害的发生和发展，它总是有其特殊前兆特征。我们通过地质编录掌握了这些变化规律和地质特征，则是地质综合分析和对物探资料解释的珍贵依据，同时也是编写工程基础资料的证据。,三、地质综合分析主要方法,三、地质综合分析主要方法,2、综合物探法 物理探测技术是地质综合分析中极为
10、重要的手段之一，它的优点是,快捷、直观，探测的距离大，,对施工干扰相对小，可以多种方法组合应用。,三、地质综合分析主要方法,2、综合物探法 由于物探是利用岩石的物理性质进行地质判断的间接方法，且不同方法受限于不同场地和地质条件，每种方法都有各自的使用条件和局限性。,三、地质综合分析主要方法,2、综合物探法 不论何种物探方法的测试成果，都是反映围岩中的某种物理现象，对物理现象反映出的异常进行定性、定量鉴别，则是物探方法的关键，这就要求地质工程师对物探所揭示的异常情况结合工程区地质背景和工程经验进行深入分析才能做出比较切合实际的解译判断。,三、地质综合分析主要方法,2、综合物探法 为此，要在复杂地
11、质背景条件下取得好的预报成果，既要有高水平的地质技术，更要有懂地质又懂物探的复合型人才。,三、地质综合分析主要方法,3、超前探孔法 超前探孔是地质综合分析最直接的手段，它通过钻探取心编录，对掌子面前方探孔揭露出的地层岩性、构造、围岩类别、含水性、岩溶洞穴等的位置、规模能做出较准确的判断。,三、地质综合分析主要方法,3、超前探孔法 但钻孔布孔位置带有一些偶然性，不能保证每孔都能达到预测目的（如溶洞、管道等），同时钻孔成本高、对施工干扰大，不宜广泛采用。但是，在特殊复杂地质洞段，特别是物探揭示掌子面前方某一深度内存在重大异常时必须进行超前探孔，并合理纳入预报措施及施工组织中。,前言,1,地质综合分
12、析基本要求,2,地质综合分析主要方法,3,地质综合分析实施要点,4,结束语,5,目 录,四、地质综合分析实施要点,1、收集和分析研究工程地勘资料 开展超前预报之前，首先要尽可能多收集工程区地质勘察资料，常要收集的资料有 1）“隧道轴线工程地质纵剖面图”2）“工程区工程地质平面图”3）“前期勘察报告”（包括地质勘察报告和物探勘察报告）4）设计文件及说明书等。,四、地质综合分析实施要点,1、收集和分析研究工程地勘资料 通过对这些资料的熟悉、分析和研究，宏观上掌握场区地质情况，确定预报重难点，初步判断工程中可能出现的不良地质缺陷的性质、部位及规模，在此同时对上述资料中找出质疑的地方。,四、地质综合分
13、析实施要点,2、地表地质调查及复核 进行地表调查与复核是地质分析的重要步骤，我们在前期勘察资料中所获得的信息并不是直观的，只有通过眼见为实，并结合自已的认识才能更清晰把握工程区的地质特点，对地表某一地质现象所在的位置、形态特征及规模等在脑子里形成的印象才深刻，这样在预报过程中才能及时的反馈信息和展开联想。,四、地质综合分析实施要点,2、地表地质调查及复核 通过地表调查，一方面可发现新的问题，另一方面对勘察资料中产生的质疑地方进行复核，使后来的预报分析判断更加准确。地表调查结速后，要根据调查结果并结合前期勘察资料对隧道复杂程度进行分段预测，确定预报重难点洞段及所要采取的手段和方法等。,四、地质综
14、合分析实施要点,2、地表地质调查及复核 下表为XX高速铁路XX隧道工程地表调查地质情况分析统计表，该隧道长约1.7km，可溶岩与非可溶岩交替出现，两次穿过煤系地层，通过一较大断层，地表岩溶发育，我们把该隧道工程地质复杂程度分为：很复杂、复杂、中等、简单几级，划分成6个洞段，预报等级分为重点预报、加强预报、常规预报。,四、地质综合分析实施要点,XX高速铁路XX隧道工程地表调查地质情况分析统计表,四、地质综合分析实施要点,3、编制宏观预测地质分析报告 宏观预测地质分析报告，主要根据勘察资料和地表调查资料编制，重点分析隧道工程区地层岩性，地质构造，不良地质洞段划分，对可能发生的地质灾害进行分析说明，
15、提出拟采取的预报手段和方法措施。对地表岩溶现象，构造、特殊岩层情况等最好采用表格形式展开，尽量用数据说话，不能泛泛而谈，要有针对性地突出重点，具有指导预报和施工的实际意义。,四、地质综合分析实施要点,4、开挖地质编录及掌子面地质素描 在隧道(洞)开挖时，将揭露的地层、岩性、地质构造、地下水及其它不良地质现象如实反映在大比例尺的三壁展示图或洞身展示(平切)图上，并与隧道(洞)纵剖面图进行对照。图中重点反映地层岩性、地质界线、断层、节理裂隙等结构面产状、岩溶、地下水及物探成果等。,四、地质综合分析实施要点,4、开挖地质编录及掌子面地质素描 通过展示图的连续编制结合物探成果和洞线剖面等资料综合分析，
16、即可掌握不良地质体的变化趋势，预测掌子面前方可能出现何种地层岩性或不良地质情况。,四、地质综合分析实施要点,4、开挖地质编录及掌子面地质素描 地质编录要及时，隧洞开挖后往往要进行喷锚支护，特别是不良地质洞段有时还要采取特殊方法处理，如果编录不及时，开挖揭露的一些地质现象会被覆盖，影响资料的收集，一般情况是每放一轮炮出碴后就要进行现场编录。,四、地质综合分析实施要点,4、开挖地质编录及掌子面地质素描 在跟踪地质编录和掌子面素描时主要收集以下几方面资料：地层岩性特征；构造地质特征；岩溶发育特征；地下水特征。,四、地质综合分析实施要点,XX隧道BK4+410-480洞段开挖地质展示图,四、地质综合分
17、析实施要点,5、物探资料综合分析解释 目前在超前地质预报中所采用的物探方法主要有场类法、波类法两个系列10余种方法。如TSP、地质雷达、陆地声纳法、红外线法等，它们在一定的地质背景下确实能解决一些地质问题，但是某种单一的方法总存在一定的局限性，如何做好多种方法的优化组合、取长补短、相互印证，以取得最佳的测试效果，使对物探成果的多解性转化为唯一性则是关键的问题。,四、地质综合分析实施要点,5、物探资料综合分析解释 虽然要做到这一点很难，但只要把握好场区工程地质特征，充分掌握工程区的各种物性对不同物探方法的响应特征，对物探资料进行解释时能很好的结合场区工程地质情况，有效利用现场地质编录资料，再配予
18、具有全面的地质知识和物探知识，有丰富的类似工程经验的工程师后至少可以使解释成果出现很小的偏差，更加符合工程实际，使预报成果更加准确可靠。,大沱,落水洞沟,普斯罗沟,解放沟,四、地质综合分析实施要点,（实例一）XX水电站引水隧洞掌子面K1+604前方雷达测试成果图,大沱,落水洞沟,普斯罗沟,解放沟,四、地质综合分析实施要点,（实例二）XX水电站引水隧洞底板K7+860-K7+890雷达测试成果图,四、地质综合分析实施要点,（实例三）XX水电站引水隧洞掌子面 K1+445前方雷达测试成果图,四、地质综合分析实施要点,6、预报成果与开挖实际对比 隧洞开挖以后要及时将预报成果与开挖实际进行对比，对预报
19、准确的或不准确的都要分析其原因，特别是预报与实际出入较大时更应多方面分析原因，找出问题所在，并思考对策措施。进行预报成果与开挖实际对比，既是对预报资料的验证，又是对下次预报或类似洞段预报的指导，通过对比分析不断总结经验，掌握规律，从而达到预报成果更加准确的目的。,四、地质综合分析实施要点,6、预报成果与开挖实际对比 一般采取对比表和对比图的形式进行对比分析。,四、地质综合分析实施要点,XX隧洞AK6+500-780、BK6+520-800洞段预报成果与开挖实际对比,四、地质综合分析实施要点,XX隧洞预报成果与开挖实际对比表,四、地质综合分析实施要点,7、编制相关预报图件 常要编制的图件有：洞线
20、开挖剖面图、三壁展示图、洞身平切图、地下水分布图、开挖对比图等。不同工程预报中要编制的图件各有所择重，但每个工程项目的工程地质剖面图和洞身平切图是必须作的，因为它是地质综合研究的基础。,四、地质综合分析实施要点,7、编制相关预报图件 编制时随工程进展逐步将地质编录主要地质要素和物探成果一并反映到图上，并根据开挖揭露的地质情况修编工程地质剖面图。,四、地质综合分析实施要点,8、阶段性地质总结 阶段性地质总结就预报过程而言，是一个从认识-实践-理论-指导实践的过程。隧洞工程一般埋深大，洞线长，地表覆盖层厚，植被茂盛或地形陡险、高差大等特点，同时地质情况总是地表与深部有较大差异，与设计资料的不符情况
21、更是屡见不鲜。,四、地质综合分析实施要点,8、阶段性地质总结 因此，在隧道(洞)每开挖一个地质单元或一个重要地质洞段后：要及时总结开挖洞段地质情况，根据新揭露的地质现象和地质综合分析成果对下一地质单元进行预测，以便采取更为有效的预报措施，同时针对主要地质问题的性质、规模及位置，提出施工建议。,四、地质综合分析实施要点,9、编写超前地质预报总结报告 编写超前地预报总结报告是一个预报工程最后的环节，内容要包括（且不限于）：“工程概况，场区工程地质条件说明”“超前地质预报实施概况”“每期预报成果汇总”“阶段性总结报告汇总”,四、地质综合分析实施要点,9、编写超前地质预报竣工报告 编写超前地预报竣工报
22、告是一个预报工程最后的环节，内容要包括（且不限于）：“取得的效果和存在的不足”“产生的社会效益和经济价值”“应列入最终提交资料的各类文件、预报资 料及其它应补充的资料”“相关图表和图件”等。,前言,1,地质综合分析基本要求,2,地质综合分析主要方法,3,地质综合分析实施要点,4,结语,5,目 录,五、结束语,近年来，在地下工程施工中，对地质超前预报工作越来越重视，也做了大量的研究工作，目前在地质超前预报中采用的方法主要有地质分析法，钻探法、物探法等。就一个地下工程而言，地质综合分析方法是一项自始至终进行的工作，贯穿于整个施工过程中，没有特定的工序流程，综合分析研究工作的开展与工程进度同步进行，多年的预报经验表明:以地质分析为主线，多种方法相互应证的综合预报体系是提高预报准确率的有效方法，这在多项工程中得到了充分认证。,谢谢各位领导、专家！,
