檀树岩超前地质预报(2012)

阳泉西环高速公路YXLJ03合同段檀树岩隧道超前地质预报报告（第期2012年9月29日）中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司阳泉项目部二○一二年九月二九日目录一、工程地质特征....................................................................................错误!未定义书签。二、施工进展情况....................................................................................错误!未定义书签。三、超前地质预报....................................................................................错误!未定义书签。阳泉西环高速公路YXLJ03合同段檀树岩隧道超前地质预报报告-1-中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司阳泉项目部2.5TSP超前地质预报测试依据《公路隧道施工技术规范》（JTGF60－2009）的规定和檀树岩隧道设计文件以及隧道超前地质预报计划的要求，本项目部对檀树岩隧道进口左线和出口左、右线相应区段进行了超前地质预报测试工作，主要预测掌子面前方的不良地质情况。本次测试采用的是TGP206超前地质预报设备。本次超前地质预报范围为掌子面前方180米范围内的不良地质情况，进口左线测试里程范围为ZK10+615~ZK10+795，进口右线测试里程范围为YK10+341~YK10+521，出口右线测试里程范围为YK11+695~YK11+515，出口左线测试里程范围为ZK11+601~ZK11+421。具体完成的工作量见表13。表13超前地质预报完成工作量预报位置预报项目计量单位完成工作量测试里程范围进口左线TSP地质预报隧道延米180mZK10+615~ZK10+795进口右线TSP地质预报隧道延米180mYK10+341~YK10+521出口左线TSP地质预报隧道延米180mZK11+601~ZK11+421出口右线TSP地质预报隧道延米180mYK11+695~YK11+5152.5.1预报内容、原理及方法1）预报内容（1）提供开挖工作面前方的建议围岩类别；（2）不良地质体预报，预报开挖工作面前方可能出现的地质断层、岩脉、岩体破碎带等地质情况；（3）开挖段前方的水文地质条件和可能的涌水预报；（4）其它不良地质体(带)位置预报。2）仪器设备本次探测采用TGP206超前地质预报设备，仪器设置如下：（1）记录单元：①6道②24位A/D转换③采样间隔：62.5μs④带宽:8000hz阳泉西环高速公路YXLJ03合同段檀树岩隧道超前地质预报报告-2-中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司阳泉项目部⑤记录长度：7218采样点⑥动态范围：120dB⑦道数：1-12（2）接收单元：①三分量加速度地震检波器②灵敏度：1000mV/g±5%③频率范围：0.5～5000Hz3）基本原理TGP206超前地质预报系统，是专门为隧道和地下工程超前地质预报研制开发，目前在该领域的先进设备，它为方便快捷的预报掌子面前方100～200m范围内的地质情况，为隧道工程以及变更施工工艺提供依据。TGP206采用了回声测量原理。地震波在指定的震源点（通常在隧道的左边墙或右边墙，大约24个炮点布成一条直线）用小药量激发产生。地震波在岩石中以球面波形式传播。当地震波遇到岩石物性界面(即波阻抗差异界面，例如断层、岩石破碎带和岩性变化等)时，一部分地震信号反射回来，一部分信号折射进入前方介质。反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收。反射信号的旅行时间和反射界面的距离成正比，故而能提供一种直接的测量。TGP超前地质预报系统的现场布置及测试过程由一系列炮点、两个三维接收传感器（X、Y、Z方向）、接收机及数据处理系统组成，具体见插图55。阳泉西环高速公路YXLJ03合同段檀树岩隧道超前地质预报报告-3-中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司阳泉项目部插图55TSP系统的方法原理与现场布设4）测试方法TGP超前地质预报探测炮孔布置平面示意见表14及插图56。表14TGP炮孔及接收孔设置情况接收(检波)器孔炮孔数量2个24个，位于隧道左边墙（或右边墙）直径φ50mm钻头钻孔Φ40mm钻头钻孔深度1.80m1.5m定向垂直隧道轴向，下倾10°垂直隧道轴向，下倾10°高度离隧底高1.5m离隧底高1.5m位置距离掌子面48m第1个炮点离检波器16m，炮点距1.5m（a）平面图（b）三维图阳泉西环高速公路YXLJ03合同段檀树岩隧道超前地质预报报告-4-中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司阳泉项目部插图56TSP炮孔及接收孔设置示意图2.5.2数据处理及结论2.5.2.1左线进口1）数据采集及处理檀树岩隧道进口左洞ZK10+615掌子面地震波探测时间为2012年9月28日，探测时共布置24个炮孔，有效炮孔23个。现场采集到的各道地震波初至清晰可见，波形正常，波形质量尚好，基本满足后期分析需要，波形见插图57。数据处理过程通过滤波、初至拾取、炮能量均衡、Q评估以及波场分离（包括反射波提取、纵横波分离）、速度分析等13个步骤得到各检波器地震波（P、SH、SV）的深度偏移剖面及其反射界面，见插图58。经过分析得到探测围岩的岩石力学参数和二维效果图，见插图59。报告中列出的为部分成果图，主要为P波信息及相关成果图，分析时已综合考虑横波信息及相关成果图。插图57R1－三分量阳泉西环高速公路YXLJ03合同段檀树岩隧道超前地质预报报告-5-中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司阳泉项目部插图58R1－三分量地震波深度偏移图阳泉西环高速公路YXLJ03合同段檀树岩隧道超前地质预报报告-6-中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司阳泉项目部插图59TSPPrcM处理后的2D成果图阳泉西环高速公路YXLJ03合同段檀树岩隧道超前地质预报报告-7-中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司阳泉项目部2）结论及施工建议（1）预报结论依据本次TGP探测法数据分析处理结果及现场实际情况，推测解译得到檀树岩隧道进口左洞ZK10+615掌子面前方180m范围内围岩结构特征，见表15所示。表15TGP超前地质预报推测解译结果序号里程桩号长度(m)围岩推测结果推测围岩级别(仅供参考)1ZK10+615~ZK10+64530基本与掌子面围岩波速基本相同，节理较发育，岩质较硬，施工时请注意。Ⅴ级2ZK10+645~ZK10+70055纵横波比速度略有降低，岩石节理裂隙较发育，完整性较差。ZK10+685局部存在反射界面，施工时请注意。Ⅴ级3ZK10+700~ZK10+79595基本与掌子面围岩波速基本相同，节理较发育，局部易掉块，施工时请注意。Ⅴ级（2）施工建议基于TGP探测解译结果，针对檀树岩隧道进口左洞ZK10+615掌子面前方180m范围内掘进施工，提出以下施工建议：①岩层基本水平，拱顶存在掉块和局部崩塌的危险，特别是存在不利节理组合面。建议拱顶加强超前锚杆加固，增强拱顶的自稳能力。同时建议增加周边孔数量，降低单孔炸药量，减少爆破对围岩造成扰动；②做好支护前的排险工作，防止发生掉块等，保证施工安全。对于地下水发育地段，建议做好洞内临时排水措施，避免基脚围岩长期浸泡而导致强度降低；③建议施工过程中加强施工控制，控制爆破质量，尽量减少超挖量，对局部形成的超挖应喷混凝土回填密实。阳泉西环高速公路YXLJ03合同段檀树岩隧道超前地质预报报告-8-中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司阳泉项目部2.5.2.2右线进口1）数据采集及处理檀树岩隧道进口右洞YK10+341掌子面地震波探测时间为2012年9月28日，探测时共布置24个炮孔，有效炮孔18个。现场采集到的各道地震波初至清晰可见，波形正常，波形质量尚好，基本满足后期分析需要，波形见插图60。数据处理过程通过滤波、初至拾取、炮能量均衡、Q评估以及波场分离（包括反射波提取、纵横波分离）、速度分析等13个步骤得到各检波器地震波（P、SH、SV）的深度偏移剖面及其反射界面，见插图61。经过分析得到探测围岩的岩石力学参数和二维效果图，见插图62。报告中列出的为部分成果图，主要为P波信息及相关成果图，分析时已综合考虑横波信息及相关成果图。插图60R1－三分量阳泉西环高速公路YXLJ03合同段檀树岩隧道超前地质预报报告-9-中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司阳泉项目部插图61R1－三分量地震波深度偏移图阳泉西环高速公路YXLJ03合同段檀树岩隧道超前地质预报报告-10-中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司阳泉项目部插图62TGPPrcM处理后的2D成果图阳泉西环高速公路YXLJ03合同段檀树岩隧道超前地质预报报告-11-中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司阳泉项目部2)结论及施工建议（1）预报结论依据本次TGP探测法数据分析处理结果及现场实际情况，推测解译得到檀树岩隧道进口右洞YK10+341掌子面前方180m范围内围岩结构特征，见表16所示。表16TGP超前地质预报推测解译结果序号里程桩号长度(m)围岩推测结果推测围岩级别(仅供参考)1YK10+341~YK10+37029基本与掌子面围岩波速基本相同，岩石节理裂隙较发育，岩质较硬，完整性较差。Ⅳ级2YK10+370~YK10+42050基本与掌子面围岩波速略有降低，局部含有裂隙水，岩质较硬，完整性差，YK10+400有明显反射界面，裂隙较发育，施工时请注意。Ⅳ级3YK10+420~YK10+521101与掌子面围岩波速略有降低，围岩较破碎、松散，稳定性一般，局部容易坍塌，施工时请注意。Ⅳ级（2）施工建议基于TGP探测解译结果，针对檀树岩隧道进口右洞YK10+341掌子面前方180m范围内掘进施工，提出以下施工建议：①岩层基本水平，拱顶存在掉块和局部崩塌的危险，特别是存在不利节理组合面。建议拱顶加强超前锚杆加固，增强拱顶的自稳能力。同时建议增加周边孔数量，降低单孔炸药量，减少爆破对围岩造成扰动；②做好支护前的排险工作，防止发生掉块等，保证施工安全。对于地下水发育地段，建议做好洞内临时排水措施，避免基脚围岩长期浸泡而导致强度降低；③建议施工过程中加强施工控制，控制爆破质量，尽量减少超挖量，对局部形成的超挖应喷混凝土回填密实。2.5.2.3右线出口阳泉西环高速公路YXLJ03合同段檀树岩隧道超前地质预报报告-12-中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司阳泉项目部1）数据采集及处理檀树岩隧道出口右洞YK11+695掌子面地震波探测时间为2012年9月27日，探测时共布置24个炮孔，有效炮孔19个。现场采集到的各道地震波初至清晰可见，波形正常，波形质量尚好，基本满足后期分析需要，波形见插图60。数据处理过程通过滤波、初至拾取、炮能量均衡、Q评估以及波场分离（包括反射波提取、纵横波分离）、速度分析等13个步骤得到各检波器地震波（P、SH、SV）的深度偏移剖面及其反射界面，见插图61。经过分析得到探测围岩的岩石力学参数和二维效果图，见插图62。报告中列出的为部分成果图，主要为P波信息及相关成果图，分析时已综合考虑横波信息及相关成果图。插图60R1－三分量阳泉西环高速公路YXLJ03合同段檀树岩隧道超前地质预报报告-13-中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司阳泉项目部插图61R1－三分量地震波深度偏移图阳泉西环高速公路YXLJ03合同段檀树岩隧道超前地质预报报告-14-中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司阳泉项目部插图62TGPPrcM处理后的2D成果图阳泉西环高速公路YXLJ03合同段檀树岩隧道超前地质预报报告-15-中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司阳泉项目部2)结论及施工建议（1）预报结论依据本次TGP探测法数据分析处理结果及现场实际情况，推测解译得到檀树岩隧道出口右洞YK11+695掌子面前方180m范围内围岩结构特征，见表16所示。表16TGP超前地质预报推测解译结果序号里程桩号长度(m)围岩推测结果推测围岩级别(仅供参考)