厦门海底隧道超前地质预报经验总结

厦门海底隧道超前地质预报经验 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 厦门海底隧道超前地质预报经验总结 第34卷第21期 2008年7月 山西建筑 SHANXIARCHITE(『rURE Vo1.34NO.21 Ju1.2008?7? 文章编号:1009.6825(2008)21.0007.02 厦门海底隧道超前地质预报经验总结 易小明张顶立 摘要:针对厦门翔安隧道超前地质预报的重要性,阐述了海底隧道中超前地质预报 的实施要点,对其预报经验进行了 ,经验表明:超前地质预报对加快施工进度,预判施工过程中风险源,防突水,防总结 坍塌,确保施工过程安全意义重大. 关键词:海底隧道,超前地质预报,风险,地下水 中图分类号:U452.11文献标识码:A O引言 厦门翔安隧道,是我国大陆第一座大断面的海底隧道.该海 底隧道的建设,一方面将对国内隧道建设技术的进步和发展起到 巨大的促进作用;同时也是对国内隧道工程相关行业的巨大挑 战[1,21. 由于厦门海底隧道主要穿越海域段微风化花岗岩地段(其中 包括风化深槽F2,F3)和穿越陆域浅滩段全,强风化花岗岩地带, 主要不良地质现象为翔安浅滩的富水砂层及左线隧道,服务隧道 穿越海域段的F2和F3强风化层及风化槽问题,此外服务隧道也 会通过二长岩脉V级围岩地段.诸多不良地质段(体)的存在,俨 然成为海底隧道建设安全顺利实施的重大技术难点. 借鉴类似水底隧道,国外跨海隧道【3,41的相关经验,毋庸置 疑,超前地质预报技术在海底隧道中是至关重要的一个技术环 节[5.61. 1海底隧道中的超前地质预报, 1.1超前地质预报的实施 1)TSP长距离超前预报.TSP202或TSP203是目前被认为 预报效果较好的仪器,其原理是利用地震波在不均匀地层的界面 产生反射波的特征和信号接收的时间等参数来判断前方的地质 变化.TSP属于长距离超前地质预报,其有效探距可达150m, 300m,预测距离在100m左右是比较准确的.最大分辨率,在不 良地质体定位上,约不小于1m;位置判别精度约90%,其规模判 别精度可达85%;TSP203型仪器可辨识有无地下水,多水,少水, 弱富水带,强富水带等相对结论,而对突涌水量和水压的定量预 测,仍需结合其他探水手段进行;探测成果准确度取决于准确的 操作与图像解释技术. 2)地质雷达.地质雷达属于电磁波物探技术,电磁波通过天 线向地下发射,遇到不同阻抗介面时将产生反射波和透射波,接收 机利用分时采样原理和数据组合方式,把天线接收的信号转化为 数字信号供解译人员分析.Sir-20地质雷达能探测20m,30m范 围内地质情况;CR20一B地质雷达能探测20m,30m范围内地质 情况,对探测底部及周边地质状况效果较好. 3)短期预报采用超前钻孔.超前钻孔可采用地质钻机,通过 钻孔取芯直接判断围岩情况.现有的地质预报手段很多,但采用 超前探孔探测是最有效,最直观,最准确的,虽然它占用工作面,影 响掘进效率,但由于它的直接有效性,为安全考虑,被较多采用. 4)设置服务隧道或超前探洞.设置服务隧道的用处很多,但 最主要的一点是利用服务隧道超前掘进可有效地超前探明地质 情况,为大断面主洞探明地质. 5)红外探水.HY一303红外线探水仪,能探测20m,30m范 围内地下水状况.基本原理:当掘进前方30m范围内存在含水 构造或溶洞时,前方灾害源产生的红外异常场,必然会传播到掘 进后方,因而在掘进后方隧道的侧壁上能提前发现灾害源产生的 红外异常场(也称灾害场). 6)地质素描.这是施工过程中不可缺少的 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 积累.开挖 后通过对围岩类别,岩性,围岩风化程度,节理裂隙,产状,断层分 布和形态,地下水等情况进行观察和测定后,绘制剖面,平面地质 素描图,并结合位移量测和超前预测预报资料来判断前方地质情 况,指导施工. 7)综合超前地质预报.采取一种方法是不可靠的,宜采取多 种预报手段相结合的综合超前预报方法(见图1).多管齐下,优 化组合,相互印证,相互补充,提高物探成果解译水平,提高地质 预报精度.只有提高预报探测成果的利用效率,才能及时反馈指 导设计与施工.目前施工阶段的地质预报工作,靠中长期预报与 短期预报相结合,物探手段与钻孔直接预测相结合,区域性地质 预报与掌子面地质预报相结合的综合超前地质预报技术. 服务洞)—_(风化槽预报)一—_(不良地质体 宏观预报H长期预报'>_—_-<短期预报 荛JJ萎jI蓁lJ{{囊 图1海底隧道超前预报体系 厦门海底隧道的安全顺利施工,采用综合超前地质预报技术 来确保预报结果的准确性,将综合超前地质预报按照以下步骤作 为一道必须的工序,贯穿于隧道施工全过程.第1步:隧道所在 地区地质分析与宏观预报;第2步:隧道施工过程中的长期超前 地质预报;第3步:隧道施工过程中的短期超前地质预报;第4步: 隧道施工地质灾害临近警报.常用的超前地质预报设备如表1 所示. 1.2超前地质预报经验总结 1)突出预报重点. 由于海底隧道中,地勘资料完全详尽是不实际的,所以超前 地质预报面临多种地质上的不确定因素.一方面加大了预报的 工作量,更重要的是增加了预报解译难度以及更多的噪声信号. 另一方面针对厦门海底隧道的特殊地质情况,分别对以下内容作 为重点预报对象:风化槽溶槽界面,断层富水带,安全有效的顶板 收稿日期:2008—03—28 作者简介:易小明(1979一),男,北京交通大学博士后,北京100044 张顶立(1963一),男,博士生导师,教授,北京交通大学,北京100044 . 一 . 第34卷篓218200智山西建筑8'?年7月K" 厚度. 对于海底隧道而言,准确判断风化槽界面的位置与通过该段 溶槽的设计,施工,辅助工法休戚相关,溶槽界面判断不准,意味 着巨大的滑坡,坍塌及突水风险. 结合厦门海底隧道的区域地质特征,海底隧道将普遍面临富 水破碎带的困扰.而且,根据现场实际施工揭露,很多富水层甚 至与海水相连通,即是一种无限海水补给. 由于地质条件的不均一性,强风化花岗岩的风化程度的差 别,导致海底隧道的顶板厚度可能在局部小于设计厚度,在通过 该段时,由于爆破震动的影响,极有可能造成隧道拱顶的塌方,从 而导致整个隧道拱顶的坍塌,失控. 抓住了海底隧道施工过程中最核心的3个问题:风化槽,防 突水,防坍塌,并有针对性的进行超前地质预报,海底隧道的安全 是有保障的. 表1常用的超前地质预报设备 名称功能备注 TSP长距离探测产地瑞士,价格约200万元 地质雷达短距离探测美国劳雷,国产 红外探水仪探水国产 数码相机掌子面记录要求高精度 地质钻机取芯,探水国产 风钻短距离探测国产,较经济,便利 长距离水平钻机取芯,探水日本矿研,意大利卡萨 2)提高解译水平. 由于超前地质预报是一项地质学,物探学,隧道工程技术,工 程地质技术的综合学科,对超前地质预报的准确把握和解译是一 件有挑战性的工作.一方面要求了解海底隧道的区域地质,以便 确定控制性的地质构造因素;另一方面要求能准确解读工程地 质,水文,围岩的力学特征;也要求能对地震波,电磁波的特征,信 号处理技术有清晰的了解. 现场超前地质预报中,由资深的地质学,工程专家,解译的结 果准确率很高;而普通技术人员测得的结果一方面离散,难以解 译,另一方面解译的结果千差万别,很大部分是失真的.所以提 高解译水平,需要专业化,高水准的队伍. 3)综合预报. 将区域地质特征,地勘资料,设计资料,超前局部探测,围岩 类别,开挖揭露情况综合考虑,并根据各种超前预报设备自身的 特点,适应性,不仅做到超前预报的快捷,有效,而且能取得准确 性与经济性的最佳平衡. 4)设备国产化. 如:03传感器测管多为耗材,而且为瑞士垄断生产,价 格昂贵,消耗较大;而且TSP的核心技术并不在国内,也导致相应 的解译工作困难,设备适应性问题的存在. 如:日本矿研的冲击回转钻机,破岩快,进尺迅速,取芯便利, 而且实现了全液压操作,可全自动记录,测试,自行走等等,性能 优越,但价格在300万元500万元,投资较大. 在超前地质预报领域,关键技术,关键设备有待进行国产化, 特别是在类似海底隧道这种大型工程中,风险较大,超前预报工 作非常重要,则很有必要突破国外技术壁垒,降低设备成本,并能 显着的提高工程效益. 2结语 1)厦门海底隧道中,超前地质预报是隧道安全风险管理中的 重要环节,而其中针对风化槽界面,富水断层带,围岩顶板坍塌则 需要作为重点预报对象,并予以重视. 2)综合运用各种预报方法,互相印证,取长补短,综合解释, 并提高预报解译水平,可以取得较好的超前地质效果,为海底隧 道安全风险的识别,控制提供了技术保障. 参考文献: [1]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安徽教育 出版社.2004. 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Theexperiencesumming-upofadvance geologicalforecastingofXiamensubmarinetunnel YIXiao-mingZHANGDing-li Abstract:玎 lingattheimportanceofadvancegeologicalforecastingofXiang'antunnelXiamen,itrepresentsthecarryingOutpointsofad— vancegeologicalforecastingofsubmarinetunnel,andsumsuptheforecastingexperience.Theexperienceillustratesthatithasimportant meaningofadvancegeologicalforecastingtOacceleratetheconstructionprocess,pr~justtheadventuresourceinconstructionprocess,prevent thegustywaterandslump.andi!k~uretheconstructionsafety. Keywords:submarinetunnel,advancegeologicalforecasting,adventure,undergroundwater