文档介绍：隧道施工地质灾害及其超前预报
中铁西南科学研究院何发亮
教授级高级工程师、硕士研究生导师
隧道施工地质灾害及其超前预报
众所周知,经历了众多隧道地质超前预报成功与失败和大量隧道工程实践之后,在各级领导的重视和众多专家的呼吁下,隧道地质超前预报工作作为施工工序的一个重要组成部分已经在许多隧道工程招标文件中明确要求并在施工中实施;以地质法为基础,以地球物理探测方法为手段的隧道综合地质超前预报方法,也已成为隧道工程界的共识并得到广泛的认同。尽管如此,但片面强调并强行规定使用某一种物探设备进行施工地质超前预报;忽视隧道施工期地质工作;由于缺乏地质工程师,仅仅靠几个毫无地质基础知识的经过仪器操作和分析软件使用培训人员便开展隧道施工地质预报等现象仍普遍存在。如此下去,要提高隧道施工地质预报的水平和准确性,可以说是毫无可能。
隧道施工地质灾害及其超前预报
隧道施工地质超前预报是在隧道洞内外地质调查、掌子面素描结果的基础上,根据隧道开挖揭示的洞身围岩条件的变化趋势、洞内外构造相关分析结果;采用地球物理探测手段对隧道施工掌子面进行探测,运用地质学、数学、物理学、逻辑学等各学科知识结合预报人员经验,对隧道工程可能遇到的各种不良地质体及因此可能发生的各种地质灾害的性质、分布位置、规模的判断和预报。
隧道施工地质灾害及其超前预报
开展隧道施工地质灾害及其超前地质预报的必要性
隧道施工地质灾害
隧道施工地质预报工作方法
隧道施工地质灾害预报方法
隧道施工地质灾害预报
隧道施工地质灾害及其超前预报
开展隧道施工地质灾害及其超前地质预报的必要性
(1)勘测设计阶段的地质工作量投入所限,勘察精度不够,致使设计与实际不符的情况时有发生,由此造成的地质灾害给隧道施工和运营带来极大的危害;
(2)勘测设计阶段的地质预估预评价是对隧道所处地质背景的宏观把握,不可能对复杂的地质情况做出微观的把握;
(3)复杂长隧道的地质变化对施工方法及工期有决定性影响;
(4)人为作用(施工开挖)引起地质的变化只有在施工期才能显现出来;
(5)施工期需要对地质的掌握不能只是停留在定性评价上,要有定量的评价;
(6)作为地质工作的全过程的组成部分,是积累经验提高隧道施工地质超前预报准确率和水平的需要,是建立隧道工程完整地质资料的需要。
隧道施工地质灾害及其超前预报
隧道施工地质灾害
(1)围岩的变形、失稳破坏
(软质岩、断层泥、粘土质岩溶充填物)变形失稳坍方
(节理密集发育岩体、断层及其影响带破碎岩体、结构面不利组合构成的不稳定块体)失稳坍方、塌落
(2)隧道涌水
(溶隙、溶缝、溶管、溶洞、地下岩溶暗河等)
隧道施工地质灾害及其超前预报
隧道施工地质灾害
(3)隧道洞内泥砂石流(涌泥涌沙)
、强风化岩脉坍塌
、粘土夹块石岩溶充填物坍塌、揭穿
(4)岩爆
、高强度、完整性极好岩体
、高强度、完整性极好岩体
隧道施工地质灾害及其超前预报
隧道施工地质灾害
(5)有害气体突出、燃烧、爆炸
主要是与煤层、炭质泥岩、炭质页岩有关的瓦斯气体突出、燃烧、爆炸
(6)高地温
(7)地表生态环境灾害(地表塌陷、地表水源枯竭等)
主要与隧道洞内坍方、泥砂石流(涌泥涌沙)、涌水有关
隧道施工地质灾害及其超前预报
隧道施工地质预报工作方法
(1)资料收集、勘察成果整理分析、熟悉设计文件、资料和图纸
、资料和图纸
(2)补充地质调查
通过前述工作,确定隧道施工地质预报重点段,确保有限经费的有效使用
(3)洞内地质调查和掌子面地质素描
隧道施工地质灾害及其超前预报
隧道施工地质预报工作方法
(3)物探方法的选择和现场实施掌子面探测
(物探方法与地质法的结合)
(4)探测成果分析
(5)隧道工程岩体分级
工程岩体分级标准(GB 50218—95)以岩体完整性、岩石质量作为分级的基本参数,以主要结构面状态、岩体含水情况、和初始应力状态作为修正参数来进行。