项目2隧道超前地质预报与围岩分级

目录Contents隧道超前地质预报方法任务2.1围岩分级与围岩压力任务2.2

隧道超前地质预报是指在隧道开挖时对掌子面前方及其周边的围岩与地层情况做出的超前预报。本项目主要讲述隧道超前地质预报的概念、种类,围岩的概念、分级,以及围岩压力的概念、种类和计算方法等。

教学目标知识目标通过本项目的学习,学生应了解超前地质预报的种类、方法,围岩的分级,围岩压力的种类、计算方法等。能力目标通过本项目的学习,学生能够掌握超前地质预报的方法,掌握围岩的分级方法和围岩压力的计算方法,具备现场施工的能力。

教学目标案例1.工程概况阳城隧道位于陕西省榆林市靖边县,全长7108.25m,为单洞双线隧道,最大埋深213.44m。采用人字坡,进口方向坡度+3‰,出口方向坡度-7‰,变坡点在1号斜井小里程侧300m(DK244+700)处。阳城隧道设置2座斜井,1号斜井与正洞相交里程为DK245+000,位于正洞左侧,为双车道,采用无轨运输方式,长439m(平距),与线路平面交角90°。2号斜井与正洞相交里程为DK247+300,位于正洞右侧,为双车道,采用无轨运输方式,长725m(平距),与线路平面交角85°。阳城隧道超前地质预报

教学目标2.地形地貌隧道地处毛乌素沙漠向黄土高原过渡区,沿线地形受地台抬升及黄土高原水流向源侵蚀的影响,下切作用明显,“V”字形冲沟发育,呈树枝状分布,沟壑纵横、支离破碎,地形较为复杂,为典型的黄土高原侵蚀性梁峁沟谷地貌类型。3.工程地质隧道区上覆砂质新黄土,下伏白要系砂岩。砂质新黄土(Q3eol)呈浅黄色至褐黄色，稍密至密实,手捏易散,具湿陷性。白要系下统洛河组砂岩(K1l),褐红色，全风化、强风化,成岩差，层理节理裂隙发育。铁道第三勘察设计院集团有限公司(简称铁三院)钻孔“13-ZD-2188(里程DK244+450)”和14-ZBD272(里程DK245+000)显示，1号斜井进入正洞后地质电强风化白淫系砂岩逐步向全风化白娶系砂岩、砂质老黄土过渡变化，多处物探异常，存在土石界面和围岩分界线,结构松散,岩体破碎,有水,雨季水量较大,有涌水、塌方风险。

教学目标4.超前地质预报情况为探明前方地质情况,确定合理的支护措施,保证施工正常进行,采用地质调查、超前水平钻孔等方式对前方地质情况进行了预报,具体如下。(1)地质调查情况。根据设计勘察、地表钻探资料,结合掌子面地质素描和洞身地质素描,在隧道开挖时,对地层岩性变化点、构造发育地带等重点部位进行及时的地质素描,对隧道工作面立面围岩状况,隧道周边地层围岩岩性以及不良地质体的发育规模,在空间上对隧道的影响程度等情况进行了调查,推测得出以下结论:DK244+910~DK244+895段掌子面拱部及其右边墙节理裂隙发育,地层岩性主要以松散砂层为主,局部夹砂质新黄土。在DK244+906.2处拱部右侧开挖时,出现一处陷穴,深度13~15m,穴内有粉细砂,该处对应地表冲沟发育,存在多处落水洞,且地表边坡已发生溜塌。

教学目标综上分析:自DK244+910开始,拱部及边墙不良地质体向小里程及下方延伸,推测前方地质由全风化至强风化砂岩、松散砂层向黄土段过渡。(2)涌水情况。掌子面渗涌水(图2-1)主要分布在拱脚部位,局部涌泥带水,根据已施工段落渗涌水情况,结合目前掌子面涌泥涌砂分析,每天出水量240~260m3。该段渗涌水量虽然不大,但由于无规律性,且局部有突发性涌水、涌泥,加上该段围岩为全风化砂岩,局部夹泥,泥质胶结,见水后地质特性急剧变化,围岩失去自稳能力,给施工带来极大风险。

教学目标(3)超前水平钻孔情况。采用矿岩RPD-180CBR钻机对1号斜井正洞小里程掌子面钻孔3个,孔位分布如图2-2和图2-3所示。

教学目标XT1钻孔情况:本次钻孔于2016年10月22日开始钻探,10月23日钻探结束,钻探结果见表2-1。图2-4为XT超前钻孔现场照片。

教学目标

教学目标分析钻孔取芯结果:DK244+899前方0~32m主要以粉细砂层为主,含水率较大,结构松散,呈饱和状、流塑状,32~35m主要以砂质新黄土、砂质老黄土为主,潮湿,结构稍密。XT2、XT3超前钻孔现场照片如图2-5、图2-6所示,钻孔情况略。

教学目标5.初步地质判定与分析综合以上超前地质预报情况,结合设计钻孔,DK244+906~DK244+864段范围内围岩主要为全风化砂岩,呈砂状,含水量较大,结构松散,呈饱和状、流塑状,局部存在砂质新黄土、砂质老黄土。6.建议方案(1)超前加固是砂层段需解决的首要问题。隧址区白垩系洛河组砂岩,其工程地质特征表现为:泥质胶结,成岩差,受湿度、温度影响特别易风化、崩解,长期强度低,开