地质预报与不良地质处理方法

1、地质预报

本标段隧洞洞身较长，洞挖工程埋深较大，实际开挖中的地质条件往往与前期勘探有一定出入，在开挖过程可能会遇到各种各样的不良地质情况，作好处理不良地质洞段的准备，在开挖过程中必不可少。为了确保隧洞开挖安全，拟在开挖中进行必要的地质预报，以指导洞挖施工。

地质预报分长期地质预报和短期地质预报，我公司拟采用长期和短期相结合的方法进行预报。

（1）长期超前地质预报

长期超前地质预报的预报距离为掌子面前方100m~300m以上。我公司决定采用TSP-202探测解译技术结合断层参数预测法进行必要的超前勘探，预报断层破碎带、溶洞、暗河、岩溶陷落柱和淤泥带等不良地质体的位置和规模。

（2）短期超前地质预报

短期超前地质预报在长期超前地质预报的基础上进行，本公司拟综合采用下面几种手段进行预报。

①常规地质预报

在洞挖过程中及时对围岩进行地质编录、测绘、取样与试验，根据已掌握的已开挖洞段的地质资料加以分析，推断未开挖地段的地质情况、可能出现的地质问题及围岩类别。

②经常观察开挖渣料的变化情况，及时分析可能出现的地质变化，结合长期预报的成果，尽可能准确地掌握前方的地质情况，用于指导施工。

③超前勘探钻孔地质预报

为了详细了解掌子面前短距离内地质情况，在长期地质预报的不良地质洞段提前10m左右进行超前勘探钻孔，以确定开挖面前方的岩石类别、松散程度，或判断是否存在含水或含有害气体的裂隙或地层。

2、不良地质洞段处理

不良地质洞段掘进安全措施主要在于超前地质预报，包括长期预报和短期预报，在长期超前预报的基础上提前做好不良地质洞段详细的短期地质预报，通过短期详细的地质勘探判断出前方岩石情况并制定确实可行的支护措施以及急措施，配备足够的支护及应急材料。对于本工程，不良地质洞段主要是指松散地层、断层、岩爆、涌水等。

（1）松散地层处理

松散地层的特点是：结构松散，稳定性差，若有地下水时则更甚。在施工中极易发生坍塌。处理方法如下：

①爆破前，将超前锚杆（中空锚杆）或小钢管打入掘进前方稳定的岩层内，末端支承在格栅拱支撑上；

②对于极易坍孔的部位，可采用超前管棚法进行超前支护。管棚由钢管和钢格栅构成，管棚钢管内径为80mm，壁厚5mm，钢管中心间距为管径的2~3倍，每节钢管长度为4~6m，接头采用厚壁管箍，丝扣长度不小于150mm，且相邻两管棚接头错开，纵向两组管棚之间塔接长度大于2m；

③对于空隙较大的松散地层，可超前小导管注浆法通过。钢管选用42mm的热扎钢管，长度3.5m，前端做成尖楔状，管壁每隔10~20cm交错钻眼，眼孔直径6~8mm，纵向两组小导管间搭接长度不小于100cm，小导管环向间距200~500mm，将钢管顶入后，再对围岩空隙注浆，使松散体固结；

④遵循“短进尺、弱爆破、少扰动、及时支护”的原则；

⑤ 无论采用哪一种超前支护方法，都必须及时进行喷锚支护，必要时进行衬砌。

（2）断层处理

隧道穿过断层地段，施工难度取决于断层的性质、断层破碎带的宽度、填充物、含水性和断层本身的活动性以及隧道轴线和断层构造线方向的组合关系，此外，于施工过程中对围岩的破坏程度、工序衔接的快慢、施工技术措施是否得当等，均有很大关系。处理方法如下：

①施工前在长期地质预报的基础上，提前利用钻探法详细勘探所遇断层带的所有情况，包括破碎带的宽度、填充物、地下水以及隧洞轴线与断层构造线的关系，作出正确的支护方案，配备足够的支护材料；

②当断层规模不大、渗水量不大的情况下，如前面所述采用超前锚杆、超前小钢管支护、超前小导管注浆、管棚等超前支护的方法；

③当断层规模较大，开挖前先进行超前固结灌浆，再结合超前锚杆、超前小钢管等超前支护措施进行处理；

④及时进行系统喷锚支护，必要时进行衬砌，确保围岩稳定； ⑤开挖时遵循“短进尺、弱爆破、少扰动、及时支护”的原则。 （3）地下水处理

对可能涌水洞段，在掌子面打超前勘探孔，根据水柱喷射距离预测涌水级别，并采取相应措施，当涌水量较小时，打排水洞集中引排，继续掘进，当涌水量较大时，则立即停止施工，采取预注浆封堵水源，封堵涌水时先在周围注浆，特别是向水源方向注浆，切断水源，然后顶水注浆，将涌水堵住。

（4）塌方处理

①可能引起塌方发生的原因：

a.隧洞穿过断层及其破碎带，一经开挖，潜在应力释放，承压块、围岩失稳而坍塌；

b.当通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无交接或胶结差，开挖后引起坍塌；

c.在挤压破碎带，岩埋穿插带、节理密集带等碎裂结构地层中，在软弱结构面发育的情况下，或你质充填物过多，均易产生较大的坍塌；

d.薄层岩体在构造运动作用下形成的小褶皱、错动发育地段，可能发生塌方；

e.岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体在地下水作用下容易发生滑坍；

f.地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用可能引起坍塌； g.施工方法不当，如喷锚支护不及时、支撑质量差、爆破作业不当、处理危石措施不当等。

②塌方前的征兆

a.断面收敛仪、锚杆应力计等量测仪器所反映的围岩变形速度或数值超过允许值；

b.喷射混凝土产生纵横向的裂纹或龟裂； c.在坑顶或坑壁发现不断掉块、漏砂、石屑； d.岩层的层理、节理缝或裂隙变大、张开； e.支撑变形。 ③预防措施

针对坍塌产生的原因，采取先排水、短开挖、弱爆破、强支护、快衬砌、勤检查、勤量测等手段进行预防。

④塌方处理

a.在坍塌范围的顶部与侧壁危石及大裂缝，先进行清除或锚固； b.加强原有支护，在坍方范围内架设钢支撑或喷混凝土，必要时加设锚杆；

c.对坍方两端尽快作好局部衬砌，以保证坍塌不再扩大； d.如坍方体积小，且坍方范围内已进行喷锚或已架设好较为牢固的构件支撑时，可由两端或一端先上后下地逐步清除坍渣，随挖随喷射混凝土，随架设临时构件支撑；

e.如坍方体积较大，或地表已下沉，或因坍体堵塞无法进入坍方范围进行支护时，则可注浆加固坍体，然后用“穿”的方法在坍体内进行开挖、衬砌。