超前地质预报技交底.docVIP

中铁十四局集团黔张常铁路QZCZQ-4标项目经理部二分部 PAGE 1 第 PAGE 1 页 共 NUMPAGES 12 页 黔张常铁路QZCZQ-4标项目经理部二分部 隧道超前地质预报 交底书 中铁十四局集团黔张常铁路QZCZQ-4标 项目经理部二分部 二O一五年九月 技 术 交 底 一、交底内容 为保障隧道施工安全，根据相关规范及设计要求，需要对掌子面前方围岩进行超前探测，进一步查清因前期地质勘察工作的局限而难以探查的、隐伏的重大地质问题。主要采用的方法有地震波法超前预报探测（TSP）、地质雷达、红外探水、地质编录、超前水平钻探测和超前炮孔探测。 二、施工工艺 1. 地震波法超前预报探测（TSP） 据隧道内岩层的走向确定炮孔布置在左边墙或右边墙位置，从掌子面附近的边墙位置开始布置第一个激发孔，以后每间距1.5m处布置下一个激发孔，激发孔向下倾斜20°，孔深为1.5m，连续布置24个激发孔。在第24个激发孔朝着洞口的方向量测15～20m，分别在左右边墙的位置布置两个地震波信息接收孔，孔径为50mm，深度为2m。激发孔与接收孔基本保持在同一个高度上。待孔全部钻好后需要对孔间距进行量测并与隧道里程发生关系。 上倾5 上倾5° ～10° ) ( 上倾5° ～10° 1m 接收器孔 接收器孔 横断面（接收器孔） ) 1m 炮孔 炮孔，在左或右侧) 下倾10~20 ～20° 工作面 55m 接收孔1 15m 炮孔S1 S2 S3 S23 S24 隧道轴线 接收孔2 接收器孔和炮孔平面分布 1.5m 岩层 接收器孔 炮 孔 数量 2个，位于隧道左右边墙（各1个），位置对称 24个，位于构造走向与隧道轴向交角为锐角的一侧边墙，第一个炮孔靠近掌子面 直径 φ50mm φ45～50mm 深度 2m 1.5m 定向 垂直隧道边墙，向上倾斜5°～10 垂直隧道边墙，向下倾斜20°(便于用水充填炮孔) 高度 距地面（隧底）高1m 距地面（隧底）高1m 位置 距开挖工作面约55m 第1个炮孔距同侧接收器孔20m，炮孔间距1.5m 外业实施流程: (1）埋设地震波信息接收探头 TSP203测量过程中需要将接收器探头埋设在钢套管中，而钢套管则通过双组分环氧树脂或锚固剂与围岩紧紧耦合在一起。以便于接收由激发孔激发的地震波信号。 (2）药包的埋设 每一个激发孔中需要通过小药量炸药人工激发地震波信号。需要说明的是雷管必须采用瞬发电雷管，炸药采用乳化炸药。放炮前需要对激发孔中灌水，起到使爆破产生的能量能尽量在围岩中传播并压制灰尘和消焰的目的。 (3）数据采集 待准备工作就绪后，就可以采集数据。在噪音监测模式下如发现周边环境的噪音低，可以进行数据采集作业并开始放炮。此时起爆器产生的电信号一方面去触发电雷管引爆药包，另一方面给仪器一个信号以打开里边的数据传输通道。通过药包的爆破，所产生的地震波信号很快会被接收探头所接收到并记录下来。依次下去，直到24个激发孔全部放炮完毕为止。 (4）数据处理 将现场采集的资料传输至计算机，利用TSPwin软件对其进行处理，TSPwin软件主要由数据库、处理、计算反射界面三部分组成。 ① 数据库 编辑现场采集的数据和定义观测系统。 ② 处理 对原始数据进行放大、能量均衡、滤波等流程的处理。 ③ 计算反射界面 在波形处理后，从地震波形记录中拾取纵波波至和横波波至，根据爆炸点与检波器的距离可分别计算各段围岩的纵波速度vp和横波速度vs。 vp和vs值的大小综合反映了围岩的物理力学性质，根据vp和vs值可直接计算动力学参数，即计算动弹性模量Ed、动剪切模量Gd和泊松比μd，计算式如下： Ed=ρvs2（3vp2-4vs2）/（vp2-vs2） Gd=ρvs2 μd=（vp2-2vs2）/2（vp2-vs2） 其中，ρ为围岩的密度。 根据绕射重叠法原理（与常规地震反射资料处理中偏移流程的原理类似）计算反射界面与隧道的相对位置，即与隧道轴线的交角或至掌子面的距离。 (5）资料解释 根据TSP法的原理和工作经验，把距离隧道轴线近、能量大的反射波组判释为围岩异常区，并综合地震波速、反射波相位、泊松比和动态杨氏模量等参数对围岩异常区的类别进行划分。解释原则如下所述： ① 泊松比高说明有流体存在，纵波波速低说明有裂隙存在； ② S波反射能量强，P波反射能量弱，说明有流体存在； ③ S波反射能量弱，P波反射能量强，说明有裂隙存在； ④ 反射波为正相位时，说明围岩由软弱岩层进入坚硬岩层； ⑤ 反射波为负相位时，说明围岩由坚硬岩层进入软弱岩层； ⑥ 当泊松比大于0.28或VP/VS突然增大时，前方地质情况为有水或围岩较破碎； ⑦ 当静态杨氏模量大于30时，石质坚硬，反之，石质较软； ⑧ 当反射界面较多且静态杨氏模