滇中引水工程香炉山隧洞TBM超前预报体系实践

隧洞岩石掘进机(Tunnel Boring Machine, TBM)施工方法因其“安全、高效、经济”的特点,越来越多的应用在交通、水利等国家重大工程建设中。然而,TBM对不良地质的适应性较差,当遭遇断层破碎带、突泥涌水等不良地质灾害时,导致掘进效率低下、工期延误和严重的经济损失。为确保TBM施工安全、顺利掘进,提出综合超前地质预报体系,利用地质分析法、SAP(Seismic Ahead Prospecting)法和IP(Induced Polarization)法对不良地质区域进行超前预报,探明隧洞掌子面前方断层破碎带、含水体等不良地质体位置。研究成果成功应用于滇中引水工程香炉山隧洞7号洞TBM施工段,以D1K55+086~D1K54+986段为例,采用了综合超前地质预报体系,提前探明了隧洞前方的围岩破碎程度及地下水发育情况,为施工单位施工处置提供科学依据。本文成果可为相似地质情况隧洞施工提供借鉴。

基于TST法的盾构隧道三维超前预报应用

受强干扰、管片衬砌和刀盘结构的影响,传统地震波法超前预报技术在盾构隧道内的使用存在局限性。为解决盾构施工隧道内开展三维地震波法超前预报施工困难及震源选用的难题,开展了基于TST(Tunnel Seismic Tomography)法的三维超前地质预报技术应用研究。采用了实验研究和案例研究的方法,开展了盾构隧道内三维观测系统设计研究和常用震源对比实验,并针对某过江通道工程盾构隧道内开展三维地震波法超前预报案例进行研究,对预报成果开展掘进参数和渣样的双重比对验证。研究表明:1)基于管片衬砌优化的三维阵列式观测系统,数据采集可与盾构施工并行开展,能节约2 h施工时间;2)盾构施工隧道内宜采用可控冲击震源,震源参数可采用重复频率1~25 Hz,冲击时长100 s;3)在某过江通道工程盾构施工隧道内成功开展了三维超前预报,提高了掘进机的施工效率和对地质条件的适应性,可对后续超前处置等施工环节提供积极的指导作用。

岩溶隧道超前地质预报综合预报技术

为了给岩溶隧道超前地质预报提供一些参考,利用案例分析法,以一个高瓦斯富水岩溶隧道为例,介绍了岩溶隧道超前地质预报综合预先报告技术方案,论述了岩溶隧道超前地质预报综合预先报告技术实施要点,并汇总了预先报告结果。得出:在高瓦斯富水岩溶隧道超前地质预先报告中综合运用地质雷达、地震波反射法、超前钻探法等技术,可以获得精确地质预先报告结果,助力隧道前期处理及后期运营方案的针对性优化。

隧道项目施工中的地质灾害预防与安全管理对策

本文旨在研究隧道施工中的地质灾害预防与安全管理对策。通过系统分析隧道施工中常见的地质灾害类型,如塌方、滑坡、地下水渗漏和突泥涌水,探讨了前期勘察、设计阶段和施工阶段的预防措施。采用综合地质超前预报技术,通过合理结合不同的预报方法,进行多种处理手段和分析方法的相互验证和补充,达到对施工面前方围岩及地下变化的综合预报。结合新建柳州至广州铁路柳州至梧州段紫荆瑶山隧道工程的实际案例,分析了地质灾害预防与安全管理措施的实施效果。结果表明,地质超前预报技术和完善的安全管理体系能够显著提高隧道施工的安全性和工程质量。

公路隧道超前地质预报应用现状与技术分析

隧道施工特别是复杂地质条件下的施工面临着很多地质灾害问题,如岩溶地段的突水突泥、断层破碎带的塌方等,为了避免这些灾害事故的发生,开挖前必须对掌子面前方的地质条件有一个较好的了解,以采取必要的防范措施。文章介绍了目前公路隧道中常用的超前地质预报方法,论述了各种方法的原理、优缺点和适用条件,在技术现状分析的基础上,讨论了综合超前地质预报的必要性,并提出了高风险隧道的综合超前预报技术体系,探讨了今后超前地质预报的发展方向。

滇东复杂地质条件探地雷达与井下地震综合超前预测小构造

在我国西南地区,地质条件复杂,煤层瓦斯储量丰富,矿井水文地质条件多变,地质预报是保障矿井安全生产的重中之重。为有效探明矿井巷道前方的隐伏构造,仅依靠单一物探方法,受井下探测环境限制,探测效果往往不能满足生产需求。以滇东矿区雨汪煤矿首采工作面为例,结合当前矿井开采工艺,采用探地雷达与井下二维地震相结合的方法,对巷道前方隐伏构造进行综合预测预报研究。在顶板瓦斯抽采巷采用井下二维地震进行底板探测,获取巷道底板下煤层构造赋存信息。利用工作面顶板瓦斯抽采巷和邻近掘进巷道的空间位置关系,结合研究区构造发育规律,将解释构造短距离推理延伸至掘进巷道,作为掘进巷道构造分布预测依据。随后,根据掘进巷道的掘进进尺,在巷道掘井工作面采用探地雷达进行超前探测。对比分析探地雷达与地震数据,修正构造解释位置,排除井下噪音的异常解释。最终生成一个高精度地质模型,指导矿井生产。经研究区揭露验证分析,本研究方法的预测准确率高达90%,且误差小于1 m。

综合超前地质预报在壁板坡隧道的应用

针对壁板坡隧道存在多种特殊岩土和不良地质,易引发坍塌、突水、软岩变形等多种地质灾害的实际,提出了一种分级式超前地质预报管理机制。综合采用地质调查法、地震反射法、地质雷达法、红外探测法和超前水平钻法的超前地质预报方法,具有地质与物探相结合、长短距离相结合、物性参数互补的特点,能够比较准确地预报地质条件,减少占用工作面时间,加快施工进度。通过工程实际说明该方法取得较好的预报结果,为该类工程问题提供了有效的技术手段。

大瑞铁路高黎贡山隧道TBM搭载综合超前预报技术实践

为避免或减小TBM隧道在施工过程中遭遇围岩坍塌、突水突泥等地质灾害,基于搭载于TBM的破岩震源和激发极化超前地质预报系统,对TBM环境综合超前地质预报方法进行研究,以实现掌子面前方不良地质定位。在探明不良地质的基础上,提出施工动态管理方法,以实现对不良地质的超前治理,进而有效避免地质灾害的发生。通过工程实践表明:提出的搭载于TBM综合超前预报系统可以有效探明掌子面前方的不良地质,采用的动态施工管理方法可有效对不良地质灾害进行防控,确保TBM安全、高效地施工。

公路隧道穿越软弱破碎围岩综合施工及监测技术研究

为了解决隧道穿越软弱断层破碎围岩地段所面临易塌方突水的施工技术难题,依托北京某高速公路隧道穿越F139软弱破碎围岩区段工程,分析了隧道现场施工实际面临的技术难点。在工程现场开展了由隧道地震预报、探地雷达、超前地质钻孔以及孔内成像等方法构成的综合超前地质预报研究,提出采用“短进尺3台阶7步法”开挖、地表超前预注浆和双层小导管超前注浆加固的综合施工处治措施,并构建了一套基于全站仪+反光片和三维激光扫描技术的隧道破碎围岩变形综合实时监控量测体系。结果表明:综合超前地质预报准确地预判了隧道在掌子面里程YK20+490开始进入F139软弱断层破碎围岩的核心影响区,并精确地表征了掌子面前方裂隙结构面发育和富水状况,降低了施工作业的风险。综合施工加固措施的施作有效地控制了隧道施工塌方和突水灾害的发生,保证了隧道顺利安全通过F139软弱断层破碎地段。综合监控量测体系及时精确地反馈了软弱破碎围岩的变形规律,拱顶沉降和周边收敛均呈现出先急剧增长,再保持基本稳定,然后缓慢增加,最后趋于稳定,最大的沉降和收敛位移分别为39.1 mm和37.5 mm,均满足允许的变形规范。开挖支护15 d之后,从左边墙到拱顶再到右边墙,围岩的累计变形基本呈现出先增大再减小的规律,拱顶附近变形最大(21~23 mm),边墙附近变形最小(4 mm)。

隧道特殊不良地质钻探法超前地质预报

对于一些重大、长大隧道的特殊不良地质地段(如岩溶、瓦斯等),应特别加强超前钻探预报工作。文章在对超前钻探技术特点分析基础上,主要对岩溶和瓦斯两种特殊不良地质隧道超前地质钻探技术进行深入探讨。对岩溶隧道,介绍了超前钻探施工工序、钻孔布置、钻机准备、施钻、钻探记录及描述、分析判断及成果报告等。对瓦斯隧道,从瓦斯隧道施工特点出发,提出"以地质法为基础,以物探为主要手段,结合超前钻探和瓦斯浓度监测的综合方法"的预报技术,并对钻孔布置、参数测定等进行了详细介绍。超前钻探预报技术具有更直接和更准确的特点,它必将在特殊不良地质隧道施工中发挥更重要的作用。

厦门翔安海底隧道风化深槽施工技术

结合施工实践,开展海底隧道风化深槽施工技术的系统研究,从风化深槽采用超前地质预报的进一步探明、注浆堵水、堵水效果检查、超前预支护方案确定、开挖方法选择与确定、监控量测、突水涌泥应急对策等施工技术进行了认真研究,总结了方案和方法,供类似工程参考。

综合超前地质预报技术体系的构建与实践

目前公路深埋长大隧道比重越来越大,运用当前的勘察和手段,施工之前要全面详细地查清隧道工程地质、水文地质条件是不现实的、也是不可能的。因此,综合超前地质预报技术体系的构建具有及其特殊的应用价值,它为确保隧道施工安全、快速、保质,取得经济、社会、环境三大效益将发挥重要作用。通过对综合超前地质预报技术体系的描述,结合在厦蓉高速格都段乌细沟隧道的应用实例,确立了地(质)物(探)相结合综合超前地质预报技术体系的重要性。

综合超前地质预报在熊洞湾隧道施工中的应用

采用"平导超前,物探先行,钻探验证,综合分析,反馈施工"的综合超前地质预报方法,及时、准确地监测熊洞湾隧道的地质状况,弥补了勘察设计对地质资料的遗漏,指导在断层、煤层、瓦斯、煤窑采空区、岩溶等不良地质段的隧道施工,保证隧道施工的安全和进度.

TRT及钻探综合地质超前预报技术在某矿山的应用

阐述了TRT(Tunnel Reflection Tomography)地质超前预报技术的工作原理及技术特点,介绍了TRT地质超前预报技术的探测方法。通过TRT及钻探相结合的综合地质超前预报技术在某矿山的应用,总结了TRT图像的地球物理特征及相应的钻探布孔原则,摸索出了适合该矿山的综合地质超前预报技术。

适用于煤矿地质条件的超前预报技术研究

目前,煤炭作为不可替代资源,仍然在能源结构中占据着重要地位,促使了我国的煤炭产业发展迅速。为保证煤矿开采的安全性,避免事故的发生,复杂煤矿地质条件下的超前预报显得尤为重要。相较于其他检测技术,雷达技术能实现对煤层的无损探测,并且具备施工简单、精度较高的特点,并表现出良好的超前预警作用。本文主要以水域丰富的复杂煤矿地质为研究对象,经验证,地质雷达的检测结果准确,是适用于煤矿地质条件的超前预报技术。

综合超前地质预报技术在岩溶隧洞中的应用

某输水隧洞在岩溶地质段开挖过程中突遇涌水险情,结合掌子面地质编录和地质雷达超前预报技术,探明掌子面前方地质情况,为处理方案的决策提供可靠信息。同时,为降低施工风险,采用地质雷达和智能钻孔全景成像技术对处理后的前方地质进行预测,与第一次地质雷达结果进行对比,验证处理方案的有效性。进一步采用超前导洞和导洞内地质雷达综合预报方法,再次预报处理后的地质情况。结果表明,通过全过程、动态综合地质预报技术,为岩溶地区不良地质洞段的处理提供了可靠的信息,保证开挖安全。

西南复杂艰险山区铁路隧道超前地质预报技术

西南复杂艰险山区铁路具有隧线比高、隧道深埋特长、地质条件复杂等特点,工程地质问题突出,隧道施工过程中易发的塌方、突泥涌水、瓦斯爆炸(突出)等危害。为提高隧道超前地质预报的针对性、有效性和系统性,分析总结了各类常规超前地质预报方法的适用条件、优缺点以及应用环境,从而提出不同工况、不同类型的不良地质情况的超前预报方法选择与组合,进而构建不同预报方法选择与组合和“四结合”的综合超前地质预报模式。实践表明:(1)各种超前地质预报方法有其方法特点和一定的适用范围;(2)西南山区工程地质问题复杂,应根据隧道施工环境及主要的不良地质特征,充分发挥各方法优势并采用合理的方法组合,开展综合预报;(3)铁路隧道综合超前地质预报应采用勘察资料与洞内预报相结合、地质与物探相结合、长距离预报与中短距离预报相结合、不同物探方法相互结合的“四结合”模式;(4)构建的超前地质预报方法选择及组合和“四结合”模式可提高不良地质探测的针对性、有效性和系统性,有利于工程地质问题的解决,达到预报成果有效指导施工、降低施工风险的目的。

TGP206地质超前预报在岩溶隧道施工中的应用

岩溶隧道地形和地质条件复杂多变,盲目施工常会造成突水、突泥和塌方等安全事故,深入细致的超前地质预报工作为隧道信息化设计和施工提供了重要的依据。以鸡场坪隧道为工程背景,介绍了TGP206地质超前预报系统破译技术基本原则,提炼了综合成果图破译原则和破译步骤,最后通过对比YK64＋885~YK64＋735里程初步推断结果和开挖后工作面实际地质情况,证实了综合成果图破译预报的可行性和准确性,对类似工程有一定的借鉴意义。

山区公路隧道工程综合超前地质预报技术研究

地质超前预报为隧道信息化施工中的重要组成部分,文章结合地质灾害预报技术的研究成果,以地面地质调查法、地质雷达、TSP三种超前地质预报技术为手段,基于系统论的观点提出和建立综合地质预报方法,旨在为隧道工程施工提供更加有效和科学的预报方法和分析方法,为隧道围岩分级提供有价值的参考和借鉴。

高铁隧道穿越富水软弱破碎区综合地质预报及治水技术

富水软弱断层破碎带隧道施工易发生塌方、突水和涌泥等地质灾害。依托碧峰寺隧道通过F6富水软弱断层区域为工程背景,分析了基于弹性波反射法、探地雷达、掌子面地质素描、超前水平钻探以及加深炮孔探测等多种地质探测手段的综合超前地质预报解译结果,精细化地表征了断层破碎带的实际赋存状态及富水条件;由此提出采用一种由超前帷幕注浆、双层小导管注浆、辅助长管棚注浆以及有效防排水措施组成的富水断层破碎带综合治水技术;利用压力(P)-流量(Q)-时间(T)曲线、加固体性质试验以及孔内成像等方法加以验证综合注浆堵水效果。结果表明:这种综合治水技术注浆堵水效果较好,有效控制了隧道穿越富水软弱破碎区施工时涌水的发生,保证了隧道安全高效通过富水断层破碎带,能为相似工程案例提供技术参考。