DB45∕T 2525-2022 公路隧道超前地质预报技术规程(广西壮族自治区).pdf
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1、ICS93.060CCS P 6645广西壮族自治区地方标准DB45/T 25252022公路隧道超前地质预报技术规程Code of practice for geological prediction of road tunnel2022 - 06 - 24 发布2022 - 07 - 30 实施广西壮族自治区市场监督管理局发 布DB45/T 25252022I目次前言 . III1 范围 . 12 规范性引用文件 . 13 术语和定义 . 14 一般规定 . 3预报目的和内容 . 3预报工作遵循的规则 . 3预报的工作程序和工作内容 . 4预报工作中的各方职责 . 65 超前地质预报设计
2、. 6预报方法分类 . 6隧道地质灾害和地质复杂程度分级 . 7预报设计文件内容 . 76 超前地质预报实施 . 8预报实施大纲编制 . 8预报成果报告编制与报送 . 87 地质调查法 . 9基本规定 . 9隧道勘察设计资料的收集与分析 . 10隧道地表补充地质调查 . 10隧道内地质调查 . 108 物探法 . 11基本规定 . 11地质雷达法 . 12瞬变电磁法 . 13高分辨率直流电法 . 15地震波反射法 . 16红外探测法 . 179 超前钻探法 . 18超前地质钻探 . 18加深炮孔探测 . 2010 超前导坑法 . 20基本规定 . 20工作要求 . 2111 复杂地质条件的超前
3、地质预报 . 21DB45/T 25252022II岩溶预报 . 21断层预报 . 22涌水突泥预报 . 23煤层瓦斯预报 . 24有害气体灾害预报 . 25其它 . 25附录 A (资料性) 隧道地质灾害分级 . 26附录 B (资料性) 各种隧道超前地质预报方法工作应用情况对比 . 27附录 C (资料性) 预报实施安全防护规定 . 28C.1 预报准备工作期间的安全防护规定 . 28C.2 预报实施过程中的安全防护规定 . 28附录 D (资料性) 隧道内不良地质体可能前兆 . 29D.1 溶洞水体、断层破碎带、塌方可能前兆 . 29D.2 人为坑洞积水、煤与瓦斯突出的可能前兆 . 29
4、附录 E (资料性) 公路隧道围岩分级 . 30E.1 分级方法 . 30E.2 分级指标确定方法 . 30附录 F (资料性) 隧道开挖工作面地质编录及地质展视图 . 32附录 G (资料性) 地震波法实施方法 . 34G.1 地震波法观测系统设计 . 34G.2 地震波法数据采集和处理 . 34附录 H (资料性) 钻孔柱状图 . 37附录 I (资料性) 岩溶发育条件和发育规律 . 38I.1 岩溶发育条件 . 38I.2 岩溶发育规律 . 38参考文献 . 40DB45/T 25252022III前言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则的
5、规定起草。本文件由广西壮族自治区交通运输厅提出并宣贯。本文件由广西交通运输标准化技术委员会归口。本文件起草单位:广西交科集团有限公司。本文件主要起草人:邓家喜、熊春发、姜洪亮、卢超波、杨庭伟、张红波、王淑英、潘隆武、申少华、吴真玮、王秋敏、任少博、邓忠富、邓长庆、卢卫东、杜掀、郑涛、秦涛、肖坤杰、陀楚明、郑华斌、林超、宋智成、祝俊、宁晓斌。DB45/T 252520221公路隧道超前地质预报技术规程1范围本文件规定了公路隧道超前地质预报的术语和定义、一般规定、超前地质预报设计、超前地质预报实施、地质调查法、物探法、超前钻探法、超前导坑法和复杂地质条件的超前地质预报。本文件适用于公路隧道超前地质
6、预报工作,其它地下工程的超前地质预报可参照使用。2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。隧道超前地质预报geological predication in tunnel在分析既有地质资料的基础上,采用地质调查、物探、超前地质钻探、超前导坑等手段,对隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件及不良地质体的工程性质、位置、产状、规模等进行探测及分析判释,并提出技术措施建议。综合超前地质预报comprehensive geological prediction根据预报对象的地质特点, 采取两种或两种以上有效的预报手段进行相互比较印证的超前地质预报方法。地质复
7、杂程度分级classification of geological factors by intricacy综合考虑隧道工程地质与水文地质条件、 可能发生的地质灾害对隧道施工及环境的影响程度, 对隧道所处地质条件复杂程度进行的分级,包括复杂、较复杂、中等复杂和简单四级,对应着隧道地质灾害分级的:严重、较严重、一般、轻微。地质调查法geological survey method根据隧道已有勘察资料、地表补充地质调查资料和隧道内地质素描,通过地层层序对比、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析、 断层要素与隧道几何参数的相关性分析、 临近隧道内不良地质体的前兆分析等,利用常规地质理论、地质作图和
8、趋势分析等,推测开挖工作面前方可能揭示地质情况的一种超前地质预报方法。包括隧道地表补充地质调查和隧道内地质素描等。隧道内地质素描geological sketch of the inside of tunnel将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量、煤层、溶洞等准确记录下来并绘制成图表的一种超前地质预报方法。 是地质调查法工作的一部分, 包括开挖工作面地质素描和洞身地质素描。DB45/T 252520222地球物理探测geophysical prospecting geophysical exploration利用物理学的原理、方法和专门的仪器,观测并
9、综合分析天然或人工地球物理场的分布特征,探测地质体或地质构造形态的勘探方法,简称“物探”。地质雷达法geological radar detection method利用高频脉冲电磁波在隧道开挖工作面前方岩体中的传播及反射, 根据地质雷达图像进行超前地质预报的一种物探方法。地震波反射法seismic wave reflection method利用人工激发的地震波、 声波在不均匀地质体中所产生的反射波、 散射波特性来预报隧道开挖工作面前方地质情况的一种物探方法。红外探测法infrared detection method根据红外辐射原理, 即一切物质都在向外辐射红外电磁波的原理, 通过接收和分
10、析红外辐射信号进行超前地质预报的一种物探方法。高分辨率直流电法high resolution direct current method以岩石的电性差异(即电阻率差异)为基础,在全空间条件下建立电场,电流通过布置在隧道内的供电电极在围岩中建立起全空间稳定电场, 通过研究直流电场的分布规律预报开挖工作面前方储水、 导水构造分布和发育情况的一种直流电法探测技术。瞬变电磁法transient electromagnetic method根据阶跃波形电磁脉冲激化的原理,利用不接地回线向地下发射一次场,在一次场断电后,地下介质就会产生感应二次场(瞬变磁场),二次场包含着与地下介质有关的地质信息,通过接收
11、回线观测二次场并对所观测的数据进行分析和处理,解释地下介质及相关物理参数的一种物探方法。超前钻探法geological prediction in tunnel by drilling ahead在隧道开挖工作面沿开挖前进方向施做超前地质钻孔,以探明开挖工作面前方地质条件的方法。超前导坑法geological prediction in tunnel by advance heading以超前导坑中揭示的地质情况, 通过地质理论和作图法预报正洞地质条件的一种超前地质预报方法。可分为平行超前导坑法和正洞超前导坑法。平行超前导坑法geological prediction in tunnel by
12、 parallel advance heading以与正洞平行的另一条先行开挖的超前导坑中揭示的地质情况, 通过地质理论和作图法预报正洞地质条件的一种超前地质预报方法。正洞超前导坑法geological prediction in tunnel by front advance heading以正洞中先行开挖的超前导坑中揭示的地质情况, 通过地质理论和作图法预报正洞前方地质条件的一种超前地质预报方法。DB45/T 252520223物性physical properties探测对象所具有的物理性质。介电常数dielectric constant在有外电场作用时,物质储存电荷能力的量度,是一个点
13、上电位移和电场强度的比值。正常场normal field物理场的相对平稳部分。异常场anomaly field偏离正常场并超过一定数值的物理场。偏移距offset激发点到最近检波点间的水平距离。同相轴event波形记录上同一信号源的各道相同相位的连线。视电阻率apparent resistivity在地下介质电阻率不均匀的情况下, 用均匀介质的电阻率理论表达式计算得到的电阻率值。 其数值与介质电阻率、形态和观测条件有关。4一般规定预报目的和内容4.1.1隧道超前地质预报应达到下列目的:进一步查明隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件,指导工程施工的顺利进行;为优化设计和设计变更提供地质依据
14、;为编制竣工文件提供地质资料。4.1.2超前地质预报应包括下列内容:地层岩性预测预报,特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土的预测预报;地质构造预测预报,特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况的预测预报;不良地质预测预报,特别是对岩溶、人为坑洞、突水突泥、瓦斯等发育情况的预测预报;地下水预测预报,特别是对岩溶管道水及富水断层、富水褶皱轴、富水地层中的裂隙水等发育情况的预测预报。预报工作遵循的规则4.2.1隧道超前地质预报应进行地质复杂程度分级(或地质灾害分级,见附录 A),确定重点预报地段,并遵循实时预报原则,根据预报实施工作中掌握的地质情况,及时调整隧道区段的地质
15、复杂程度分DB45/T 252520224级、预报方法和技术要求等。4.2.2隧道超前地质预报应体现以地质调查为基础,配合采用地球物理探测、超前地质钻探、超前导坑探测等勘探手段的综合预报思路。4.2.3隧道超前地质预报宜采用地质调查与勘探相结合、 物探与钻探相结合、 长距离与短距离相结合、地面与地下相结合、超前导坑与主洞探测相结合的方法,并对各种方法预报结果综合分析,相互验证,提高预报准确性。在综合应用各种隧道超前地质预报方法时应考虑其各自的工作应用条件(见附录 B) 。4.2.4采用的预报方法应根据不同的地质灾害和地质复杂程度分级选取。在软弱断层破碎带、富水岩溶发育区、重大物探异常区等地质条
16、件复杂地段,除采用地质调查法、物探法进行预报外,还应增加超前地质钻探法进行综合预报。4.2.5隧道设有平行超前导坑、正洞超前导坑、或为线间距较小的两座隧道时,应充分利用平行超前导坑、正洞超前导坑、先行施工的隧道开展隧道超前地质预报工作。4.2.6改建及扩建的公路隧道应在充分利用既有隧道工程地质资料及施工地质资料的基础上,结合改建及扩建隧道与既有隧道的空间关系,参照新建公路隧道的要求做好超前地质预报工作。4.2.7隧道超前地质预报工作中应积极采用新技术、新设备、新方法。预报的工作程序和工作内容4.3.1隧道超前地质预报可按图 1 所示的工作程序进行。DB45/T 252520225图 1隧道超前
17、地质预报工作程序框图4.3.2预报设计阶段的工作应包括:提出隧道地质复杂程度分级;编制超前地质预报方案设计。4.3.3预报实施阶段的工作应包括:DB45/T 252520226编制预报实施大纲并组织评审:应在隧道施工前根据隧道地质环境及特殊性完成超前地质预报实施方案的编制;按实施大纲要求开展预报工作:预报实施工作应符合施工安全规定(见附录 C);提交预报成果报告:在预报外业结束后预报实施单位应及时将预报成果报告报送建设、设计、施工、监理各方;当预报地质情况与前期设计文件相符时,按设计进行施工;当预报地质情况与前期设计文件不符时,由施工方提出变更设计申请、由参建各单位讨论决定是否根据预报结论变更
18、设计后进行施工。预报工作中的各方职责4.4.1隧道超前地质预报实施单位应具备的条件和工作职责包括:预报实施单位应具备交通行业桥梁与隧道工程专项检测资质,应有固定的工作场所、健全的质量管理体系和相应的技术能力;预报工作现场应配备有足够数量、且持有相应上岗资格证书的专业技术人员,可根据现场情况配备一定数量的辅助人员;预报工作配备的仪器设备应在检验或校准周期内,仪器设备的性能指标、数量和工作效率应能满足预报和工期的要求;收集隧道相关勘察设计资料,根据勘察设计单位提供的隧道地质复杂程度分级结果、超前地质预报方案设计的要求,编制超前地质预报实施大纲;按照批准的超前地质预报实施大纲开展预报工作,按要求及时
19、提交成果报告,并对成果及数据的真实性负责;当遇到预报地质情况与勘察设计资料不符,或遇到重大物探异常和施工地质灾害高风险隐患,或需要调整预报方案时,应按工作程序要求及时报告有关单位。4.4.2隧道工程参建单位在超前地质预报工作中职责划分应符合下列规定:建设单位应负责隧道超前地质预报实施大纲的审批,并对地质预报工作的实施情况进行监督和检查;勘察单位根据隧道地质勘察成果资料提出隧道地质复杂程度分级,参加超前地质预报实施大纲的审批;设计单位在勘察单位提出隧道地质复杂程度分级的基础上,进行超前地质预报方案设计、参加实施大纲的审批;施工中分析和研究超前地质预报成果,发现地质情况与设计不符的,按程序及时进行
20、变更设计;施工单位应积极配合预报单位做好预报工作,并将预报工作纳入现场施工组织管理,应积极利用超前地质预报成果,当地质情况与设计不符时,应及时按变更设计程序提请进行变更设计,并不断完善隧道施工安全应急救援预案,做好隧道施工安全工作;监理单位应对地质预报工作实施监理,并做好相关协调工作。5超前地质预报设计预报方法分类5.1.1公路隧道工程在各设计阶段均应进行超前地质预报设计,预报方法的选择应与施工方法、地质复杂程度相适应。DB45/T 2525202275.1.2超前地质预报按方法原理分类,主要有地质调查法、超前钻探法、物探法和超前导坑法等方法,各方法包括下列内容:地质调查法:隧道地表补充地质调
21、查、洞内开挖工作面地质素描和洞身地质素描、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析、地质作图等;超前钻探法:超前地质钻探、加深炮孔探测;物探法:地震波反射法、地质雷达法、红外探测、高分辨直流电法、瞬变电磁法等;超前导坑预法:平行超前导坑法、正洞超前导坑法等。5.1.3超前地质预报按预报距离分类,包括长距离预报、中长距离预报和短距离预报等方法,预报长度的划分应符合下列规定:长距离预报的预报长度 100 m 以上;中长距离预报的预报长度 30 m100 m;短距离预报的预报长度 30 m 以内。隧道地质灾害和地质复杂程度分级5.2.1隧道超前地质预报设计前,应按附录 A 的要求分段将隧道地质灾害分为
22、严重、较严重、一般、轻微四级,对应地质复杂程度分为复杂、较复杂、中等复杂、简单四级。5.2.2隧道地质灾害分级是动态变化的过程,可根据开挖过程中的超前地质预报成果和实际地质条件进行调整。5.2.3隧道超前地质预报应根据不同的地质灾害和地质复杂程度分级按表 1 选取,针对不同类型的地质问题,选择不同的方法和手段进行,并贯穿于施工全过程。表 1不同隧道地质灾害和地质复杂程度分级采用的预报方法隧道地质灾害分级严重较严重一般轻微隧道地质复杂程度分级复杂较复杂中等复杂简单采用的预报方法地质分析法、地震波反射法、地质雷达法、超前水平钻探法、瞬变电磁法(电法、红外探测法)等进行综合预报以地质分析法、地质雷达
23、法、地震波反射法为主,辅以瞬变电磁法(电法、红外探测法) ,必要时进行超前水平钻探以地质分析法、地质雷达法为主,对重要地质层面、断层或物探异常地段宜采用地震波反射法进行探测,必要时采用瞬变电磁法(电法、红外探测法)或超前水平钻探地质分析法5.2.4对含天然气、瓦斯、放射性物质等特殊地层隧道及深埋隧道内的地温、地应力等地质问题应按国家现行有关标准进行监测测试。预报设计文件内容超前地质预报设计应编制超前地质预报设计文件,应包括下列内容:隧道工程地质及水文地质条件,着重说明不良地质与特殊岩土、可能存在的主要工程地质问题及地质风险;地质复杂程度分级;超前地质预报的目的;DB45/T 252520228
24、超前地质预报的设计原则、预报方案、(分段)预报内容、方法选择及不同方法的组合关系、技术要求(同一种预报方法或不同预报方法间的重叠长度、超前钻孔的角度及长度等),需要时应编制气象、重要泉点和洞内主要出水点(流量l L/s 的出水点)、暗河流量等观测计划和观测技术要求等;超前地质预报实施工艺要求(必要时提出);超前地质预报工作安全措施;超前地质预报工作量、占用工作面的时间;超前地质预报概预算;其他需要说明的问题。6超前地质预报实施预报实施大纲编制6.1.1实施超前地质预报前应全面了解隧址区地质情况,分析和掌握存在的主要工程地质问题、主要地质灾害隐患及其分布范围等,核实地质复杂程度分级、超前地质预报
25、设计的内容。6.1.2超前地质预报工作应编制超前地质预报实施大纲,其内容应包括:编制依据;工程概况;地质概况:与地质预报相关的地形地貌、气象特征、地层岩性、地质构造、水文地质情况简述,着重说明不良地质与特殊岩土、可能存在的主要工程地质问题及地质风险;地质复杂程度分级;实施超前地质预报的目的;超前地质预报方案、分段预报内容及具体预报方法、技术要求、预报工作量,必要时应编制气象、重要泉点和洞内主要出水点(流量1 L/s 的出水点)、暗河流量等观测计划和观测技术要求;超前地质预报工艺流程及操作要点;超前地质预报组织机构设置及投入的人力、设备资源;质量要求;安全措施;成果资料编制的内容与要求;工作制度
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