隧道超前地质预报监理实施细则.docx
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隧道超前地质预报监理实施细则
宁西铁路增建二线（陕西段）NXJ-2标段
隧道超前地质预报监理实施细则
编制：
审核：
批准：
长沙中大建设监理有限公司
宁西铁路增建二线（陕西段）监理站
二0一二年八月
2、技术标准5
2、专业特点5
三、监理工作范围及重点6
1、监理工作范围6
2、监理工作重点6
四、监理工作流程6
2、控制要点7
3、监控手段8
隧道施工超前地质预报监理实施细则
一、编制依据
1、已批准的施工组织设计、施工方案及专项施工方案；
2、建设单位的有关专业管理规定；
3、宁西二线（陕西段）工程设计文件、施工图纸；
4、已批准的监理规划；
5、《铁路隧道工程施工安全技术规范》（TB10304-2009）
6、《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设[2010]120号文）
7、《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设[2008]105号）
8、《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121一2007）
二、工程概况、技术标准及专业特点
1、工程概况
（1）线路地理位置
宁西二线西安局管段NXZQ-2标位于陕西省商洛市境内。
标段起点为砚川车站（K113+400），标段终点为孝义乡（K163+196.15）。
（2）地形地貌
线路横跨两个地貌单元，即秦岭中山区、秦岭南部丹江河谷区。
（3）工程地质特征
1）新黄沙岭隧道设计地质概况：
新黄沙岭隧道位于陕西省商洛市境内，属秦岭中山区，地形起伏较大。
隧道穿过黄沙岭。
隧道进口位于中元古届宽坪群大理岩片岩中，洞身位于白垩系泥岩夹砾岩，片岩夹大理岩及碎裂中，出口段约110m位于第四系膨胀土中。
该隧道地层岩性复杂，受构造作用影响严重。
片岩中与自垩系泥岩夹砾岩分界面附近，软硬不均；隧道洞身DzK133+134~DzK133+279计145m、DzK134+700~DzK134+750计50m段分别通过F4f9断层破碎带，岩体破碎。
DzK136+115~DzK136+225计110m段位于膨胀土中；DzK136+030~DzK136+115段有基座型阶地分布，可能存在基岩陡坎，对洞身有较大影响。
隧道范围内地表水多为冲沟的季节性流水，水量随季节性变化显著，水量不大。
地下水为基岩裂隙水（风化裂隙水和构造裂隙水），在大理岩地层中可能赋存岩溶水，预测隧道施工中可能会出现突涌水和围岩失稳现象。
2）新夜村隧道设计地质概况：
新夜村隧道位于陕西省商州市夜村镇境内，进口位于杨源村。
出口位于王平村，穿行于秦岭南部丹江河谷区。
进口地形较为陡峻，出口较为平缓，以弱性膨胀土为主，土体教潮湿，无地下水，也无泉水出露，地质条件较好。
3）胭脂岭隧道地质概况：
设计图纸显示，该隧道位于秦岭中低山区陕西省商州市下湾村北，进口段自然坡度较陡，出口自然坡度较平缓。
工程涉及主要地层为坡积膨胀土，中元古届宽坪群云母石英片岩、大理岩，表层岩体较破碎，节理发育，强分化易击碎。
地下水主要为基岩裂隙水，水位埋深较大，水量较小。
出口端存在危岩落石。
4）新陈家涧隧道设计显示，该隧道在秦岭山中，地形起伏较大，进出口段坡体较平缓。
工程涉及主要地层为中元古届宽坪群片岩，云母石英片岩，变晶结构，片状构造表层岩体破碎，节理发育，山体中部裂隙十分发育；地下水主要为基岩裂隙水，水位埋深在17m。
5）新石涧川一、二号隧道地质设计显示，该隧道位于陕西省商州市砚川石涧川村南秦岭山区，地形起伏较大，进出口段自然坡度，坡度30°~60°。
工程涉及主要地层为第四系全新统滑坡堆积，坡积粉质黏土，中元古届宽坪群云母石英片岩，变晶片状构造，表层岩体破碎，节理发育，DyK119+932处发育一长大节理。
地下水主要为基岩裂隙水，水位埋深较大，水量较小，不良地质DyK120+018~DyK120+130处有一滑坡，表层滑坡，堆积厚4m左右，对洞身无不良影响。
6）新两岔河隧道位于商州市两岔河方党那村西南，主要地层为中元古届宽坪群云母石英片岩，变晶结构，片状构造，岩体破碎，节理发育，褶皱构造发育。
水文地质特征：
工点范围内地表水为两岔河内水，水量不大，大气降水上游支流补给，受季节变化大，地下水主要为基岩裂隙水，水位埋深较大，水量较小，其水质良好，对圬工无侵蚀性。
7）新戴街隧道位于商州市夜村镇境内，主要穿行于秦岭南部丹江河谷区，进口地形陡峻，基岩裸露。
出口段及洞体中部地形较为宽缓，多辟为农田。
工程设计主要地层为第四系上更系统、中更系统冲积膨胀土，上第三系砾岩夹砾石，地质构造无断裂构造发育。
地下水以基岩裂隙水为主，土体较为潮湿，属贫水区。
8）新东龙山隧道图纸说明显示，该随带位于秦岭中山区，商州市东南，既有线东龙山隧道右侧约25m,地形起伏较大。
进口段自然坡度稍陡。
出口段自然山坡较缓，最大埋深45m。
工程设计主要地层为第四系全新统坡积粉质黏土，中、上更新统月膨胀土。
洞身基岩裂隙水不发育。
2、技术标准
（1）主要技术标准
1）铁路等级：
Ⅰ级
2）正线数目：
双线
3）限制坡度：
6‰，双机坡13‰。
4）最小曲线半径：
最小曲线半径为1200m，困难地段800m，个别600m。
5）牵引种类：
电力
6）机车类型：
客SS7D、货HXD2B
7）牵引质量：
5000t
8）到发线有效长度：
1050m（双机1080m）
9）闭塞类型：
自动闭塞
3、专业特点
目前物探方法预报有效距离长的可达到100-150m，短的达到10-30m。
由于各种物探方法有一定的局限性，且物探解译具有多解性，因此宜采用两种物探方法结合地质综合分析，才能较为准确地进行超前地质预报。
三、监理工作范围及重点
1、监理工作范围
本监理标段工作范围为宁西线西安至南阳段增建二线（陕西段）NXJ-2标，标段起讫里程K113+400～K163+196.15（砚川（含）至孝义（含）），线路总长49.796Km，新建线路长46.86Km，标段内共有隧道9座，各隧道工程明细列表如下：
NXJ-2标段隧道工点
编号
工点名称
里程
长度（m）
1
新陈家涧隧道
DyK119+082～DyK119+454
372
2
新石涧川一号隧道
DyK119+522～DyK119+658
136
3
新石涧川二号隧道
DyK119+906～DyK121+475
1569
4
新两岔河隧道
DyK123+808～DyK124+022
214
5
新胭脂岭隧道
DzK128+442～DzK129+231
789
6
新黄沙岭隧道
DzK129+344～DzK136+245
6901
7
新东龙山隧道
DyK139+080～DyK139+652
572
8
新夜村隧道
DzK157+347～DzK157+785
438
9
新戴街隧道
DzK160+481～DzK160+898
417
2、监理工作重点
（1）超前探孔（旁站）。
（2）超长炮孔（旁站）。
（3）TSP、地质雷达（见证）。
四、监理工作流程
地质预报和开挖控制程序图
五、监理工作控制要点、目标和监控手段
1、控制目标
建立实施地质预报的高压线，严禁未经监理批准，擅自无序开挖。
2、控制要点
（1）全过程参与施工地质超前预报的各项工作，协调好设计与施工的关系。
（2）检查施工单位落实执行设计单位制定的施工地质方案的情况，重点检查施工单位现场专业人员的数量及能力、设备的型号及数量、超前预报操作工艺的规范性、数据采集的及时性和准确性。
（3）负责施工地质超前预报的工作监理，侧重过程检查和控制，着重检查是否按设计要求施做，是否满足试验要求，签认单项施工地质超前预报报告。
（4）为确保地质预报有序进行，现场采取见证和旁站两种手段控制，如对于钻探，不能只监控孔位、数量和孔深，更要控制钻进过程中揭示的地质情况，施工、监理单位相关人员必须全过程值班和分别做好记录，做到二者相互印证。
（5）建立设计、施工、监理高效联动机制，不断完善预报方案。
由于大部分复杂隧道工程地质情况变异性大，超前地质预报方案不可能一成不变，需要与时俱进，不断完善。
为提高预报准确度，监理单位会同施工单位依据前一阶段超前地质预报成果与开挖揭示条件的对比情况，督促设计单位调整预报方案，对下一循环地质预报重新设计。
这样既可减少盲目性，同时也可节约地质预报设备有限的资源，提升预报准确度。
（6）及时督办进行地质预报成果分析和运用预报成果。
实施地质预报的目的是杜绝无序开挖，化解施工风险。
因此在实施每次地质后，监理单位均及时督促施工单位将预报成果资料提交设计单位判释，评估掌子面前方可能发生的地质灾害及其规模、程度，为开挖提供安全保障。
（7）监理工程师应对施工过程中超前地质预报的实施情况进行检查。
地质预报是否按照已批准实施细则的方法、手段、程序、频率进行，预报过程中采集的各项数据是否客观、真实。
（8）监理工程师应督促施工单位对超前地质预报的结果及时进行反馈，要求施工单位建立健全超前地质预报台账、周报、月报制度。
（9）施工中应做好各项相关协调工作。
3、监控手段
（1）审核技术文件、报告和报表,主要审核施工单位的施工组织设计方案和各种管理图表；
（2）指令文件与一般管理文书是监理工程师运用指令控制权的具体形式，对施工承包单位提出指示或命令，属于强制性执行的文件；
（3）现场监督和检查：
监理工程师对施工队人员、机械和现场操作状况的检查；
（4）规定的监控工作程序：
地质预报工作从开始到完成，工作环节比较简单。
但每个环节施工单位必须先自检合格后报监理验收。
其各环节是：
开工前准备阶段检查人、机、料、法、环是否准备到位；施工阶段主要检查现场安全、环境及质量是否符合要求；数据数量与分析判断阶段主要是参与分析，确认其真实可靠；最后阶段是跟踪检查新方案（措施）执行情况。
六、监理工作方法与措施
（一）新黄沙岭隧道预报方式方法
新黄沙岭隧道位于秦岭中山区，高程740-1240m，沟梁相间，地形起伏较大，隧道进口里程为DzK129+344，位于石鸠河左岸，地形较陡；出口里程DzK136+245，位于大赵峪街道村后山坡上，山体坡度较缓；工点区最大相对高差约430m，隧道全长6901m。
在施工过程中需对全隧道进行地质编录。
在设计中的断层带、岩性接触带、富水带、节理密集带、褶皱发育等地段采用物探方法探测，必要时辅以超前水平钻探，进行地质物探综合分析法超前预报。
并应根据施工地质编录成果资料的分析，及时调整设计提出的超前物探范围、段落。
新黄沙岭隧道超前地质预报项目综合表
工程名称
专业名称
项目名称
预报测试目的与内容
设备仪器及数量
预报测试
范围
新
黄
沙
岭
隧
道
工
程
地
质
围岩类别及软弱围岩稳定性预报
与物探专业结合，预报掌子面前方的围岩类别与设计是否吻合，并判断其软弱夹层位置、宽度、充填状态和稳定性
物探设备
见表2
断层界面及其破碎带的预报
与物探专业结合，预报断层位置、宽度、充填状态和稳定程度
物探设备、水平钻机
见表2
水
文
地
质
地下水涌水量动态测量分析
隧道地下水涌水量及涌水形式观测
量筒、秒表、漏斗三角堰
全隧道
断层破碎带、软岩地段、富水区段涌水、突泥等的预报及解除
观测了下不出露形态、颜色、泥沙含量，岩层节理裂隙充填情况，采用现场测量及必要的物探手段（如红外线探水等），测量水头压力、水量、水温等，预报及处理富水地段的涌水、突水、突泥等地质灾害。
物探设备、水平钻机
见表2
物
探
采用合适方法，对重点地段超前预报
预报掌子面前方一定范围内有无破碎带、突水、突泥等，并查明其范围、规模、性质。
见表2
新黄沙岭隧道超前预报段落表2
序号
预报里程范围
长度（m）
围岩级别
说明
1
DzK129+700-DzK130+594
894
四
大理岩夹片岩，大理岩为主，节理发育，弱富水。
2
DzK131+700-DzK132+214
514
四
泥岩夹砾岩、软质岩，节理发育，中等富水。
3
DzK132+214-DzK132+264
50
五
泥岩来砾岩、软质岩，节理发育，中等富水。
4
DzK132+264-DzK133+119
855
四
泥岩来砾岩、软质岩，节理发育，中等富水。
5
DzK133+119-DzK133+904
785
五
泥岩来砾岩、软质岩，节理发育，中等富水。
通过F4断层
6
DzK133+904-DzK134+049
145
四
泥岩来砾岩、软质岩，节理发育，弱富水。
7
DzK134+049-DzK134+384
335
五
泥岩来砾岩、软质岩，节理发育，弱富水。
8
DzK134+384-DzK134+700
316
四
泥岩来砾岩、软质岩，节理发育，弱富水。
9
DzK134+700-DzK134+750
50
五
泥岩来砾岩、软质岩，节理发育，弱富水。
通过f9断层
10
DzK134+750-DzK135+210
460
四
泥岩来砾岩、软质岩，节理发育，中等富水。
11
DzK135+210-DzK135+770
560
五
泥岩来砾岩、软质岩，节理发育，中等富水。
（二）方法与措施
1、地质素描
（1）工作要求
1）按照地质素描的内容和现场记录格式、每次循环开挖后对掌子面和左右边墙进行素描、数码摄像。
2）素描图、记录必须在现场进行，素描一律“写实”，不做任何换算。
素描图式、图例、比例、用语应统一。
（2）素描资料整理要求
1）素描原始记录、图、表须当天整理。
2）施工一定距离后，隧道地质素描图，应分段完善、总结，并作出相应的隧道纵断面图、表。
2、超前水平钻探
（1）根据需要采取孔超前水平钻探。
（2）两次循环的超前水平钻探搭接长度不小于5米。
（3）钻进过程中，对断层填充物应干钻取样，对不同岩层代表性取样。
（4）超前水平钻探资料应现场记录描述。
（5）采用部分5-10米炮眼钻进预测掌子面前方地层和地下水。
3、TSP
（1）爆破钻孔的布置要求。
1）预报断层构造时爆破钻孔应根据断层走向布置在与断层夹角较小一侧的隧道边墙上；爆破钻孔应选择布置在完整基岩段落上。
2）每一次预报炮数不少于20个，炮间距2米，炮眼高度1-1.5米，所有炮眼与接收器的高度应相同。
3）钻孔完成后应注意保护，防止塌孔。
（2）爆破要求
1）遵守《爆破安全规程》的规定。
2）使用毫秒级无延迟电雷管。
3）炸药量应大于200米控测距离要求，一般50克左右，最多不大于75克。
4）应保证炸药与炮孔严密藕合，所有炮孔必须采取堵孔和注水措施。
5）在放炮之前应注意噪声监视，选择干扰幅度最小时放炮，数据处理时选择合适的滤波窗口，尽可能的予以消除。
（3）接收器钻孔的布置要求
1）距掌子面约50米，距第一爆破15-20米。
2）必须在隧道两壁各安置1个接收器，接收器安置高度与炮孔一致。
3）孔径42-45mm，孔深2m，应根据采用的藕合材料确定接收孔上倾还是下倾。
4）接收器与孔壁的藕合必须紧密，施测时隧道中应没有其它振动源。
5）资料处理和整理
数据采集时应对每一炮的波幅进行调节，记录不好或存在干扰时应重新放炮。
对采集的数据及时进行三维波场处理，提取反身界面。
4、地质雷达
（1）应达到的有效探测距离
地质雷达的有效探测距离在完整灰岩地段应大于20米，两次预报的重复长度5米左右。
当开挖通过大的异常后，应重新进行一次预报。
（2）掌子面前方预报的数据采集要求
现场数据采集主要是在掌子面上进行，采集前应对掌子面进行平整处理，使雷达天线与掌子面能有较好的藕合，在掌子面附近应没有茂密的金属物体。
全断面开挖的隧道，雷达测线在掌子面上呈“井”字形布置，测线长度根据天线长度决定，在有限的掌子面上尽可能的长，测线位置距隧道周喧的距离1米左右。
上下台阶开挖的隧道，分别在上下台阶各布置一条横测线，测线高度距隧道底板1米左右。
为保证探测结果的准确，应在同一测线上进行至少两次的重复探测，测点间距一般不大于0.2米。
应充分利用避车洞或超前钻探揭露的地质界面等有利地段求取地层的相对介电常数和电磁波速度。
（3）资料整理和处理要求
雷达记录应清晰，反射波形、同相轴明显，不合格的记录应重测。
对合格的记录应根据记录的情况进行必要的处理如：
编辑、滤波、增益、褶积、道分析、速度分析和消除背景干扰等，求得时间剖面。
在时间剖面中应标出探测对象的反射波组、反射体的形态和规模、钻孔验证的位置和深度。
解释确定反射体的位置、形态，推断其充填情况。
必要时应制作模型进行反演解释。
（4）提交以下资料
1）测线布置图；
2）现场数据记录表；
3）时间剖面；
4）波形剖面、解释参数和解释结果。
七、旁站具体工序
（1）超前水平钻孔；
（2）超长炮孔。
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