[發明專利]一種高速鐵路隧道綜合超前地質預報方法

有效

• 申請號: 201710573938.6
• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107589471B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 高軍;楊文華;駱文學;林曉;付羅靖;嚴志剛;陳勇;衛亞科;姜軍
• 申請（專利權）人: 高軍
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 祁獻民

1.一種高速鐵路隧道綜合超前地質預報方法，其特征在于，包括：

進行待施工高速鐵路隧道的地質素描以及地質觀察；

采用TSP長距離超前地質預報方式對所述地質素描以及地質觀察進行分析，獲取掌子面前方結構的剖面及各種地震參數，所述采用TSP長距離超前地質預報方式還包括：減少環境噪音，預先確定好采樣間隔和采樣數目，采用早強膨脹水泥砂漿使接收器與巖體粘貼好，以保證采集信號的質量，采用TSP203超前地質預報；

結合獲取的掌子面前方結構的剖面及各種地震參數，利用地質雷達探測法，獲取掌子面前方不良地質體的位置和規模；

依據獲取的掌子面前方不良地質體的位置和規模，利用紅外探水探測法獲取掌子面前方含水體，包括：

從掌子面后方的探測段起點，按5m點距布設測點；

使用紅外線探水儀量測各測點的初始場強；

對場強發生變化的測點重復量測，并作橫向、垂向掃描，記錄所在測點場強的極大和極小值；

以紅外輻射場強為縱坐標，測點為橫坐標，繪制紅外探測曲線圖；

根據曲線圖，采用趨勢外推法，判斷掌子面前方的含水體構造；

基于所述掌子面前方不良地質體的位置和規模以及掌子面前方含水體，采用長距離超前鉆孔以及炮眼超前鉆孔對隧道進行超前鉆探；其中，超前水平鉆探分為單孔水平鉆探和多孔水平鉆探兩種，其中，多孔水平鉆探按3孔設計，孔深設置為40～60m；

所述長距離超前鉆孔采用長距離超前鉆機進行長距離超前水平鉆探，炮眼超前鉆孔采用短距離超前水平鉆探；

所述采用長距離超前鉆孔以及炮眼超前鉆孔對隧道進行超前鉆探包括：

測試鉆孔鉆進速度，觀察鉆孔巖芯，對鉆孔巖芯進行預先設置的試驗，以獲取隧道掌子面前方巖石的強度指標、可鉆性指標、地層巖性資料、巖體完整程度及地下水狀況資料；

所述采用長距離超前鉆孔以及炮眼超前鉆孔對隧道進行超前鉆探還包括：

開孔采用Φ120鉆頭，孔內放入3.0m長的Φ108鋼管作為孔口管，孔口管伸出掌子面50cm，孔壁間用環氧環脂加水泥漿錨固，孔口管伸出部分安封閉裝置，并與注漿泵聯接，以便遇高壓水時及時封堵并注漿。

2.根據權利要求1所述的高速鐵路隧道綜合超前地質預報方法，其特征在于，所述進行待施工高速鐵路隧道的地質素描包括：

對掌子面已揭露出的巖層進行地質素描，測量巖層產狀和厚度；

測量所述已揭露出的巖層距離已揭露的標志性巖層或界面的距離，并計算其垂直層面的厚度；

將所述已揭露出的巖層與地表實測地層剖面圖和地層柱狀圖進行比較，確定其在地表巖層層序中的位置和層位；

依據實測地層剖面圖和地層柱狀圖的巖層層序，結合TSP探測成果，推斷出掌子面前方預定范圍內即將出現的巖層在隧道中的位置和規模；

定期對地表水文環境進行觀測和監測記錄，及時了解隧道施工對地表水的影響，確定施工控制措施，最終繪制掌子面地質素描圖和洞身地質展示圖。

3.根據權利要求2所述的高速鐵路隧道綜合超前地質預報方法，其特征在于，所述方法還包括：

及時對洞內涌水進行水質分析和試驗，提交分析和試驗結果，以對影響隧道襯砌結構的水質提出處理意見。

4.根據權利要求2所述的高速鐵路隧道綜合超前地質預報方法，其特征在于，所述方法還包括：

在繪制地質素描圖后，填寫開挖工作面地質調查記錄表；

檢查噴射混凝土有無開裂及發展，錨桿有無松動，鋼架支護狀態，并做好相應記錄；

查看邊仰坡有無開裂、起殼，地表有無裂紋；地表水位有無異常變化。

5.根據權利要求1至4任一項所述的高速鐵路隧道綜合超前地質預報方法，其特征在于，所述方法還包括：

結合所述掌子面前方不良地質體的位置和規模、所述掌子面前方含水體以及進行超前鉆探得到的超前水平鉆探分析結果，制定隧道施工處置方案。