隧道超前地质预报原理及方法.ppt

⑴超前地质钻孔

利用钻机在隧道开挖工作面进行钻探获取地质信息的一种超前地质预报方法。它比较直观地探明钻孔所经过部位的地层岩性、岩体完整程度、岩溶及地下水发育情况等。超前地质钻探适用于各种地质条件下隧道的超前地质预报，宜在富水软弱断层破碎带、富水岩溶发育区、煤层瓦斯发育区、重大物探异常区等地质条件复杂时必须采用。超前地质钻探主要有冲击钻和回转取芯钻，二者应合理搭配使用，提高预报准确率又提高钻探速度，减少开挖工作面占有时间。超前地质钻孔采用单孔水平取岩芯钻探法，钻孔是否取岩芯根据不同地质条件确定。在需连续钻探时，一般每循环钻探20～30m，活动断裂带或必要时需钻探50～100m，相邻两循环重叠长度应在5～8m。超前地质钻探的缺点：成本高、耗时长(对工期影响较大)；“一孔之见”容易产生漏报。第61页,共75页，星期六，2024年，5月⑵加深炮眼探测是利用风钻或凿岩台车等在隧道开挖工作面钻小孔径浅孔获取地质信息的一种方法。加深炮孔探测适用于各种地质条件下隧道的超前地质探测，尤其适用于岩溶发育区。加深炮眼（即加深炮眼超前探测）利用在隧道开挖工作面上的炮钻孔来探测前方围岩的地质情况，在每一循环钻设炮眼时布设3～5个钻孔加深3m以上作为探测孔。加深炮眼探测是超前地质钻探的重要补充，因其数量较多，在岩溶发育区大大增加揭示溶洞的机率，效果非常明显。与超前地质钻探相比，具有设备移动灵活、操作方便、费用低、占用隧道施工时间短的特点，可与爆破孔同时施作。但孔浅，不能取岩心。第62页,共75页，星期六，2024年，5月超前钻探、加深炮眼探测方法组合表(表-3)适应条件适用风险等级钻探类型主要手段备注所有工点全部风险类型ZT-1加深炮眼（5孔）最基本手段地表存在构筑物及隧道浅埋偏压地段。坍方风险为高度、变形风险为中度。ZT-2超前钻孔（2孔）+加深炮眼（5孔）,其中1孔取芯。高地应力：软岩大变形及岩爆。坍方风险为中度、变形风险为中度，岩爆风险为中度。ZT-3超前钻孔（3孔）+加深炮眼（5孔）,其中1孔取芯,3孔为地应力测试孔。发生大变形、岩爆时补做应力测试，包括原始应力、接触应力、岩石试验等地质构造带，岩层接触带，物探异常区。突水突泥中度风险、坍方中度风险。超前钻孔（3孔）+加深炮眼（5孔）,其中1孔取芯。岩溶发育区突水突泥中度风险、地表失水高风险。ZT-4超前钻孔（5孔）+加深炮眼（10孔）。高压富水地段突水突泥极高风险、地表失水极高风险。ZT-5超前钻孔（5孔），所有探测孔均需设置关水阀门，1孔设置测压装置。其中3孔作为定位孔。活动断裂带突水突泥中度风险、坍方中度风险。ZT-6超前钻孔（3孔）+加深炮眼（5孔）,其中1孔取芯。超前钻孔80～100m煤系地层瓦斯及煤层突出高度风险。ZT-7在距离15m垂直距离处设置1个超前钻孔，初步探测煤层位置，在距初探煤层10m出钻5个超前钻孔，并进行相关参数测试。其中2个孔要求取芯。具体测试项目按《指南办理》第63页,共75页，星期六，2024年，5月6、超前导坑预报法超前导坑预报法是以超前导坑中揭示的地质情况，通过地质理论和作图法预报后挖正洞（或导坑）地质条件的方法。可分为平行超前导坑法和正洞超前导坑法。线间距较小的两座隧道可互为平行导坑，以先行开挖的隧道预报后挖的隧道地质条件。本方法适用于各种地质条件，对煤层、断层、地层分界线等面状结构面预报比较高准确，对岩溶等预报不准（漏报）的可能。在岩溶发育可能较大的地段可利用物探、钻探手段由导坑向正洞探测预报。第64页,共75页，星期六，2024年，5月⑴平行超前导坑法是在隧道正洞左边或右边一定距离开挖一个平行的断面较小的导坑，以超前导坑中揭示的地质情况，通过地质理论和作图法预报正洞地质条件。平行导坑的作用很多，地质预报只是其中用途之一，一般只有当设计有平行导坑时才采用该预报方法，因其费用极为昂贵。第65页,共75页，星期六，2024年，5月⑵正洞超前导坑法是在隧道正洞中某个部位开挖一个断面较小的导坑以探明地质情况的方。该方法较平行导坑法更直接、更准确。该法可作为隧道施工工法的一种，即开挖了隧道，又探明了地质情况。第66页,共75页，星期六，2024年，5月四超前地质预报工作量的确定原则各种预报方法工作量确定原则

⑴地质调查法：全隧道实施。⑵物探法隧道地震波预报法（TSP法）：可溶岩段、可溶岩与非可溶岩的接触带，应在左线和右线、辅助坑道，全段落实施；非可溶岩段隧道，按一线拉通实施。地质雷达方法、红外探测法：在可溶岩段、可溶岩与非可溶岩的接触带、TS