論文摘要:隨著物理探測(cè)技術(shù)及儀器的發(fā)展,采用先進(jìn)的物理探測(cè)技術(shù),結(jié)合以前已經(jīng)應(yīng)用的種種地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法,形成新的綜合的隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法,提高地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性,已經(jīng)非常必要和可能。并且,綜合測(cè)試預(yù)報(bào)方法已經(jīng)在鐵路隧道施工過(guò)程中得到初步嘗試,在公路隧道施工工程中應(yīng)用卻還不常見(jiàn)。同時(shí),原有的物探方法(如聲波探測(cè),淺層地震探測(cè)等)在隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)用時(shí)占用較長(zhǎng)的時(shí)間和預(yù)報(bào)距離較短等,沒(méi)有得到施工單位的廣泛的應(yīng)用。
1.研究?jī)?nèi)容
1)結(jié)合承德市在建的山嶺公路隧道如伊次梁隧道、茅荊壩隧道等,對(duì)隧道施工工作面前方地質(zhì)情況,特別是對(duì)可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害如軟弱不良地質(zhì)段、突水等情況進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào);2)物探方法(主要指地震方法)及相應(yīng)的先進(jìn)儀器在隧道地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)中的應(yīng)用;
3)隧道
災(zāi)害治理方法:根據(jù)對(duì)公路隧道施工前方的地質(zhì)預(yù)報(bào),提出正確的施工方法,特別是對(duì)于公路隧道地質(zhì)災(zāi)害的避免方法,以減小經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡。
2.本課題的創(chuàng)新點(diǎn)和研究必要性
隧道工程施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作是選擇正確施工方法與支護(hù)方式的必要條件和前提,施工方法和支護(hù)方法的正確選擇是隧道減輕和避免地質(zhì)災(zāi)害的途徑。
隨著物理探測(cè)技術(shù)及儀器的發(fā)展,采用先進(jìn)的物理探測(cè)技術(shù),結(jié)合以前已經(jīng)應(yīng)用的種種地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法,形成新的綜合的隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法,提高地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性,已經(jīng)非常必要和可能。并且,綜合測(cè)試預(yù)報(bào)方法已經(jīng)在鐵路隧道施工過(guò)程中得到初步嘗試,在公路隧道施工工程中應(yīng)用卻還不常見(jiàn)。同時(shí),原有的物探方法(如聲波探測(cè),淺層地震探測(cè)等)在隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)用時(shí)占用較長(zhǎng)的時(shí)間和預(yù)報(bào)距離較短等,沒(méi)有得到施工單位的廣泛的應(yīng)用。
本課題將結(jié)合承德市在建公路隧道工程,在公路隧道施工中,將具有國(guó)內(nèi)國(guó)際先進(jìn)水平的測(cè)試儀器T202(TuelSeismicPrediction)測(cè)試儀器應(yīng)用于公路隧到施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào),并進(jìn)行全面的地面與洞體內(nèi)的地質(zhì)分析,形成公路隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的綜合方法,減少物理探測(cè)方法占用施工時(shí)間,并根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)給出正確的施工和支護(hù)方法,為公路隧道經(jīng)濟(jì)快速施工提供有力技術(shù)支撐。
3.研究技術(shù)路線
依據(jù)公路隧道的地質(zhì)條件,擬采用全面超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)路線,即全面隧道施工地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)技術(shù)路線。主要包括以下幾方面內(nèi)容:
1)河北省內(nèi)公路隧道災(zāi)害發(fā)生的形式及傳統(tǒng)處理方法
a)根據(jù)河北省已建及在建的公路隧道,調(diào)查隧道在施工過(guò)程中地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的形式,分析災(zāi)害的發(fā)生原因及現(xiàn)行處理辦法。詳細(xì)了解施工單位對(duì)于工作面前方地質(zhì)狀況估計(jì)的原有方法及效果,以及對(duì)于不良地質(zhì)段產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的防治技術(shù)及效果。在調(diào)查基礎(chǔ)上,對(duì)這些防治方法進(jìn)行綜合分析,并對(duì)其中適合推廣的技術(shù)進(jìn)行歸納總結(jié)。
b)對(duì)近年內(nèi)國(guó)內(nèi)外的公路隧道施工地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)方法及超前支護(hù)等處理方法進(jìn)行分析與總結(jié)。
2)公路隧道洞區(qū)主要不良地質(zhì)分析與宏觀預(yù)報(bào)
主要包括如下工作:
a)深入的隧道地面地質(zhì)調(diào)查
b)隧道地質(zhì)條件分析
c)宏觀預(yù)報(bào)
在隧道所在地區(qū)地面地質(zhì)詳細(xì)、深入調(diào)查的基礎(chǔ)上,通過(guò)隧道地質(zhì)條件分析,宏觀預(yù)報(bào)隧道施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的主要不良地質(zhì)體的成因、性質(zhì)、類型、位置和規(guī)模。
d)長(zhǎng)期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)
在宏觀預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用T探測(cè)和地面地質(zhì)體投射法等技術(shù)手段,對(duì)隧道圍巖不良地質(zhì)體進(jìn)行長(zhǎng)距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。
e)短期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)
在長(zhǎng)期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用掌子面編錄預(yù)測(cè)法和不良地質(zhì)前兆預(yù)測(cè)法等技術(shù)手段,對(duì)隧道不良地質(zhì)體進(jìn)行短距離超前預(yù)報(bào)。預(yù)報(bào)距離一般為掌子面前方15~30米以內(nèi)。
3)公路隧道施工地質(zhì)災(zāi)害臨近警報(bào)
在長(zhǎng)期、短期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用施工地質(zhì)災(zāi)害的一系列監(jiān)測(cè)、判斷技術(shù)手段,對(duì)可能發(fā)生的施工地質(zhì)災(zāi)害及時(shí)發(fā)出臨近警報(bào)。主要包括如下內(nèi)容:
a)塌方地質(zhì)體性質(zhì)鑒定和監(jiān)測(cè)技術(shù)
主要包括:斷層破碎帶和巖溶陷落柱等塌方不良地質(zhì)體性質(zhì)的鑒定和區(qū)分技術(shù),涌水量、巖爆等的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)。
b)施工地質(zhì)災(zāi)害能否發(fā)生的判斷技術(shù)
這是施工地質(zhì)災(zāi)害警報(bào)技術(shù)中最關(guān)鍵的技術(shù),也是第二步的工作。主要包括:塌方、突泥突水等重大施工地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生可能性的一系列判斷技術(shù)。
4)公路隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防及處理方法
通過(guò)隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù),對(duì)公路隧道施工前方不良地質(zhì)段提出正確的開(kāi)挖支護(hù)方法及相關(guān)超前處理措施,防止地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。系統(tǒng)總結(jié)利用綜合探測(cè)技術(shù)對(duì)公路隧道施工地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報(bào)與防治技術(shù)。
4.主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)
1)運(yùn)用T(TuelSeismicPrediction)探測(cè)應(yīng)達(dá)到的主要技術(shù)指標(biāo)
①探測(cè)距離一般為掌子面前方300~500米,最大可達(dá)1500米;但有效預(yù)報(bào)距離僅為掌子面前方100米。
②最高分辨率為1米3的地質(zhì)體;
③預(yù)報(bào)不良地質(zhì)體位置的精度可達(dá)90以上;
④預(yù)報(bào)不良地質(zhì)體規(guī)模的精度可達(dá)85以上。
2)地面投射法應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)
①有效預(yù)報(bào)距離可達(dá)掌子面前方150米,最高分辨率為1米地質(zhì)體;
②對(duì)不良地質(zhì)性質(zhì)的判斷,精度一般可達(dá)到基本正確;
③對(duì)不良地質(zhì)位置的判斷,精度
一般可達(dá)以上90以上;
④對(duì)不良地質(zhì)規(guī)模的判斷,精度一般可達(dá)85~90以上。
3)短期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)
預(yù)報(bào)不良地質(zhì)體的性質(zhì)基本正確,預(yù)報(bào)位置的精度可達(dá)95以上,預(yù)報(bào)規(guī)模的精度可達(dá)90以上。還可以較準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)圍巖類別。
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