对于富水软弱破碎围岩隧道,设计一般根据地表探测和少量的地质钻孔为主,推断地下深处的隧道地质条件,这往往与隧道施工实际遇到的地质条件存在差异。而隧道施工对地质的变化又非常敏感,特别是复杂地层施工,更要求准确预报施工前方的工程地质和水文地质条件。因此,应把地质超前预报作为一个工序纳入生产过程。
1.预报方法
隧道施工采用的地质预报方法主要有:钻孔超前探测,对超前导坑进行地质、水文观测素描,地震波、声波、地质雷达等物理探测。
2.预报的重点内容
预报的重点内容是预测开挖面前方的地质情况,围岩整体性,断层、软弱破碎带在前方的位置和对施工的影响,地下水活动情况,等等。
3.预报方式
(1)长期预报。
长期预报是指根据地质背景,确定地质构造形式,建立具体的地层构造标志,以地质观察和类比为主要手段,并用遥感判断、物探、钻孔等验证,进行总体预报,预报断层规模、分布、性质、构造分带,富水性等,并分段做出工程地质评价的预报方式。
(2)中期预报。(www.xing528.com)
① 岩石微观构造研究:在地面不同部位采集岩样,进行微观鉴定和岩组分析,进一步论证断层范围、构造分带等。
② 工程地质类比:根据超前导坑日常观测积累的素材,作出岩体分段定性评价,采用地质类比法推测正洞地质;同时根据正洞开挖面和侧壁剖面观测,结合地质背景,预报正洞前方的岩体稳定、富水情况。
③ 地震反射波法:在开挖面布置地震探测的激发和反射波接收装置,根据地震反射波的强弱判断隧道前方岩体的破碎程度和范围。
④ 地质雷达法:向岩体中放射一定频率的声波或电磁波,当声波传播路径上存在两种不同介质界面时,声波或电磁波将发生折射、反射,频谱特征发生变化,通过探测反射波信号,求得其传播特征后,便可了解前方的岩体特征。
⑤ 图析法:利用赤平极射投影、实体比例投影等作图法,分析岩体稳定状况,判断可能失稳岩块的分布,提供预报。可利用超前平行导坑分段作图预报相对应正洞,也可以正洞资料预报开挖面前方的地段。
(3)短期预报。
① 开挖面及其附近的预测预报:通过地质观测素描、地质作图,分析判断掌子面前方距离(一般数米以内)不良地质构造间距、岩体稳定情况,提出开挖注意事项和防坍措施。一般按开挖循环作业进行相应的预报。
② 掌子面超前钻孔预报:根据钻孔的岩屑、钻速、水质等的变化情况,综合判断预报前方地质、水文条件。
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