隧洞施工，如何做到超前預報？

 開挖前對地質(zhì)情況的了解，對于隧洞建設有著十分重要的作用。通過超前預報，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，預報掌子面前方不良地質(zhì)體的位置、產(chǎn)狀及其圍巖結(jié)構(gòu)的完整性與含水的可能性，為正確選擇開挖斷面、支護設計參數(shù)和優(yōu)化施工方案提供依據(jù)，并為預防隧洞涌水、突泥、突氣等可能形成的災害性事故及時提供信息，使工程單位提前做好施工準備，保證施工安全，同時還可節(jié)約大量資金。所以隧洞超前預報對于安全科學施工、提高施工效率、縮短施工周期、避免事故損失、節(jié)約投資等具有重大的社會效益和經(jīng)濟效益。

    隧洞施工超前預報的內(nèi)容一般包括：

    ①不良地質(zhì)預報及災害地質(zhì)預報：預報掌子面前方一定范圍內(nèi)有無突水、突泥、巖爆及有害氣體等，并查明其范圍、規(guī)模、性質(zhì)，提出施工措施或建議；
    ②水文地質(zhì)預報：預報洞內(nèi)突涌水量的大小及其變化規(guī)律，并評價其對環(huán)境地質(zhì)、水文地質(zhì)的影響；
    ③斷層及其破碎帶的預報：預報斷層的位置、寬度、產(chǎn)狀、性質(zhì)、充填物的狀態(tài)，是否為充水斷層，并判斷其穩(wěn)定程度，提出施工對策；
    ④圍巖類別及其穩(wěn)定性預報：預報掌子面前方的圍巖類別與設計是否吻合，并判斷其穩(wěn)定性，隨時提供修改設計、調(diào)整支護類型、確定二次襯砌時間的建議等；
    ⑤預測隧洞內(nèi)有害氣體含量、成分及動態(tài)變化；

    隧洞施工超前預報分類

    如何對隧洞施工超前預報合理分類，目前國內(nèi)外尚未見到系統(tǒng)的分類標準。但超前預報分類的必要性是顯而易見的：
    ①正確的分類是制定有關規(guī)程、細則或指南所需要的；
    ②正確的分類有利于把超前預報納入施工計劃和管理的全過程；
    ③正確的分類有利于指導科研立題及其管理。

    根據(jù)隧洞施工超前預報的內(nèi)容和目的以及實際預報中的作用，結(jié)合我國隧洞施工超前預報的客觀實際，以下簡要介紹隧洞施工超前預報分類的初步設想。

    1 按預報的作用劃分

    ⑴ 常規(guī)預報：是勘測設計階段地質(zhì)工作的繼續(xù)，也是隧洞施工的一個作業(yè)過程。其目的是結(jié)合施工進程，收集地質(zhì)資料，判斷圍巖類別，了解掌子面前方短距離內(nèi)的工程地質(zhì)條件，為正確選擇斷面大小、襯砌類型、施工方法和支護設計或修改施工設計等提供依據(jù)，其成果可作為隧洞竣工后維修養(yǎng)護參考。該預報是短距離預報的主要任務，目前已有比較成熟的經(jīng)驗。多以地質(zhì)素描為主，配合簡單的物探測試了解掌子面前方地質(zhì)條件。常規(guī)預報應以施工單位為主，作定量預報、并結(jié)合施工進行，預報時盡量不占或少占施工作業(yè)時間。
    ⑵ 成災預報：隧洞施工中的地質(zhì)災害，是指隧洞施工過程中因前方地質(zhì)條件的突然變化，導致施工失去控制的非常事件。該事件可引起人員傷亡、機械設備失效并嚴重破壞、甚至被迫長時間停工，致使工程部門蒙受重大的經(jīng)濟損失。隧洞地質(zhì)災害主要有大規(guī)模塌方、涌水、涌泥、涌石、巖爆、瓦斯等。成災預報是對可能的災害性地質(zhì)條件進行預報，以指導隧洞施工中的防災和減災工作。該預報是中、長距離預報的主要任務，是為隧洞施工戰(zhàn)略決策服務的。對可能成災的地質(zhì)條件，應從設計和施工方法上考慮特殊對策，否則可按常規(guī)預報進行。成災預報應由設計、科研、施工單位組成專家小組，采用地質(zhì)、物探綜合分析法進行定性和定量預報，并視工作需要占用部分施工作業(yè)時間。
    ⑶ 專門預報：對特殊地質(zhì)問題進行預報，如膨脹巖、侵蝕性地下水、高地溫、巖溶等。這些特殊地質(zhì)條件，常常使施工陷入困境或破壞隧洞襯砌，如果處理不及時或處理失當，甚至可能釀成大的地質(zhì)災害?？梢?，專門預報也是隧洞施工預報的重要內(nèi)容之一。該預報應由設計、科研和施工部門組成專門小組，采用綜合手段作定性和定量預報。

    2 按距掌子面的距離劃分

    隧洞施工超前預報距離與隧洞施工速度和工程實際需要密切相關。結(jié)合我國隧洞開挖技術(shù)水平和快速施工要求，按掌子面前方距離可分為三類：
    ⑴ 短距離預報：0～15m.就我國目前快速施工的水平，一般采用鉆爆與TBM相結(jié)合的方法。一個循環(huán)進尺約2～3m，二個循環(huán)是4～6m，三個循環(huán)是6～9m.實踐表明，預報三個循環(huán)的前方地質(zhì)條件，即能滿足安全施工要求。根據(jù)我國目前的探測技術(shù)，要預報掌子面前方15m范圍內(nèi)的地質(zhì)條件并不困難，且測試基本可與施工同步進行。對成災預報而言，短距離預報相當于臨災預報或防災處理階段。
    ⑵ 中距離預報：15～50m.對于防災預報來說，只有15m范圍內(nèi)的臨災預報是不夠的。發(fā)現(xiàn)有可能成災的地質(zhì)條件，馬上要準備處理，顯然太緊張。比較理想至少應有30m的距離。因此，進行范圍超過15m的中距離預報是隧洞施工所必須的。另外，從目前已有的預報實踐來看，用物探方法在開挖面上進行20～40m的超前探測已十分有效。說明物探方法在中、長距離預報中是有潛力的。
    ⑶ 長距離預報：50m以上為長距離預報。

    3 按采用的手段劃分

    ⑴ 經(jīng)驗預報：在以往工程經(jīng)驗的基礎上，憑感覺就能進行的預報。它對臨災預報有特殊意義，如鑿孔過程中發(fā)現(xiàn)有巖粉異常噴出，可能遇到了瓦斯或有害氣體；聽到巖石劈裂聲且隨后出現(xiàn)巖塊彈射現(xiàn)象可能是巖爆；鑿孔異常噴水可能是大量涌水的先兆；隧洞塌方也有先兆等等。直接預報法或地質(zhì)分析法的預報效果與從事預報人員的經(jīng)驗豐富程度密切相關。
    ⑵ 采用儀器預報：預報目的不同，方法各異，所用儀器也是多種多樣的。如地質(zhì)分析法只需羅盤、地質(zhì)錘、放大鏡、稀鹽酸和皮尺等；水平鉆孔法需用大型水平鉆機；物探方法需各種物探儀器等。
    ⑶ 綜合預報：地質(zhì)體是復雜的綜合體。企圖用單一方法查明隧洞的全部地質(zhì)條件是不可能的，因此應采用綜合預報方法。根據(jù)地質(zhì)條件的差異和不同精度要求，適時選用若干種方法相互補充和印證，才能獲得良好效果。

    4 按精度劃分

    ⑴ 定量預報：“定量”是對前方地質(zhì)體具體位置、規(guī)模、設計參數(shù)變化等給出量的概念；對災害性地質(zhì)條件，除明確災害性質(zhì)外，還應明確可能成災的位置、規(guī)模和影響范圍等。當然對量的精度要求也是相對的，如短距離預報精度要求最高；中距離預報精度要求次之；長距離預報則以定性為主，強調(diào)戰(zhàn)略上的指導作用。
    ⑵ 定性預報：定性是對定量而言。定性一定要準，具體位置的精度可不作嚴格規(guī)定。

隧洞 地質(zhì) 條件

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