7--超前地质预报技术.ppt

《地下工程施工》 Underground Engineering Construction 超前导坑法是指根据超前施工的平行隧道或导坑所遇地质情况推测隧道将遇到怎样的地质情况，是隧道施工期地质预报的一种重要方法。 超前导坑包括：平行导坑和正洞超前导坑。 平行导坑法是在隧道正洞左边或右边一定距离开挖一个平行且断面较小的导坑，以导坑中的地质情况预报正洞地质条件的方法，特别是当两平行隧道间距较小时预报效果更佳。平行导坑的作用很多，地质预报只是其中用途之一，一般只是当设计图纸中有平导设计时才采用该法。 超前导坑法是我国隧道施工早期采用的隧道施工期地质超前预报方法。 5.2 超前导坑法 利用风钻在隧道掌子面钻水平小孔径的浅孔获取地质信息的一种方法。 它是岩溶发育区对超前地质钻孔的一种重要补充，因其数量较多，有时效果是非常明显的。 与超前地质钻孔相比，它具有设备简单、操作方便、费用低、占用隧道施工时间短等优点。 可与爆破孔同时施作，只不过其钻进深度较爆破孔深2～6 m。这样，风钻探测深度总是超前每循环爆破进尺2～6 m，保证施工安全。 缺点是孔浅，且不能取岩芯。 5.3 风钻超前探测 超前地质钻孔是利用水平钻机在隧道掌子面进行水平地质钻探获取地质信息的一种地质超前预报方式。 可比较直观地告诉钻孔所经过部位的地层岩性、岩体完整程度、裂隙度、溶洞大小、有没有水以及可测水压高低等。 煤系地层可进行孔内煤与瓦斯参数测定，采取适宜防治措施，防治煤与瓦斯突出。 与物探方法相比，它具有直观性、客观性，不存在物探手段经常发生的多解性、不确定性。 费用高，占用隧道施工时间长，且存在一孔之见的弊端。 5.4 超前地质钻孔 超前钻探是超前地质预报技术体系主要组成部分，占有重要的地位，具有不可或缺、不可替代的作用。特别是在岩溶隧道隧洞的超前地质预报中，更起到突出的作用。 超前钻探一般在隧道隧洞洞身长期、短期超前地质预报不得基础上进行，侧重长期、短期超前地质预报已经基本认定的主要不良地质区段；除非特殊情况，一般不宜全隧道隧洞连续进行。 总体上，超前钻探分为长距离（80米）、中距离（40～60米）和短距离（15～30米）三种形式；分为取芯和不取芯两种类型。 超前钻探的布孔数量，视不良地质的性质和可能发生施工地质灾害的严重程度来决定。对于较大的断层破碎带，布置1孔至多2～3孔即可达到目的；对于溶洞、暗河或岩溶淤泥带等可能突水区段，则以布置5孔为宜。布孔的位置，则主要依据长期、短期超前地质预报的结论来确定。 超前钻探既对隧道隧洞洞身长期、短期超前地质预报进行验证，又为施工地质灾害临近警报提供信息。 5.4 超前地质钻孔 5.4 超前地质钻孔 水平钻孔孔位布置示意 5.4 超前地质钻孔 多功能旋转冲击快速钻机 RPD-150C 5.4 超前地质钻孔 超前钻探及取芯现场录象 RPD-150C 5.4 超前地质钻孔 基础锚固现场录象 RPD-150C 5.4 超前地质钻孔 水下隧道注浆加固现场录象 RPD-150C 地质雷达属于电磁波物探技术。电磁波通过天线向地下发射，遇到不同阻抗介面时，将产生反射波和透射波。接收机利用分时采样原理和数据组合方式，把天线接收的信号转化为数字信号，主机系统再将数字信号转化为模拟信号或彩色线迹信号，并以时间剖面的形式显示出来，供解译人员分析。 探测溶洞，目前公认的首选设备为地质雷达，应当说在地表半无限空间其效果是比较明显的。 但在隧道内，经过探测验证，其可信度不太理想，分析其主要原因：一是隧道内不是半无限空间，与地质雷达的理论假设相差太远；二是隧道内对地质雷达发射的电磁波干扰因素太多，如钢拱架、钢筋网、锚杆、钢轨等金属物质的强烈干扰。另外，目前地质雷达天线主要为探测地表溶洞而设计，对隧道内探测掌子面操作非常不便，而且防水性能较差，探测距离太近(为4～30 m)，与目前开挖速度极不相称，占用施工时间太长。 鉴于以上各种原因，将地质雷达定位在主要用于岩溶发育区洞穴形态的探测和灰岩地段隧底隐伏岩溶洞穴的普查。 5.5 地质雷达 (1)原理:红外探测属广义遥感技术，它建立在红外辐射场的基础上。地球上一切物质，每时每刻都在向外辐射红外电磁波，并形成红外辐射场。物质在向外部发射红外辐射的同时，必然会把它内部的信息传递出来。因而根据场的变化，即探测曲线上所出现的异常，提前发现隐蔽的地质灾害体，从而预防灾害的发生。红外辐射场理论应用于隧道地质预报中，就是当隧道外围空间和掘进前方存在隐伏水体或含水构造时，隐伏水体或含水构造产生的异常场就要叠加到正常场上，使隧道内的正常场产生畸变，根据拱顶、隧底、边墙、掌子面探测曲线和测量数据的变化就能确定隐伏水体或含水构造所在空间方位。 (2)特点