一种高速铁路隧道综合超前地质预报方法技术

本发明专利技术的实施例公开一种高速铁路隧道综合超前地质预报方法，涉及地质预报技术，能够提升施工的安全性。包括：进行待施工高速铁路隧道的地质素描以及地质观察；采用TSP长距离超前地质预报方式对所述地质素描以及地质观察进行分析，获取掌子面前方结构的剖面及各种地震参数；结合获取的掌子面前方结构的剖面及各种地震参数，利用地质雷达探测法，获取掌子面前方不良地质体的位置和规模；依据获取的掌子面前方不良地质体的位置和规模，利用红外探水探测法获取掌子面前方含水体；基于所述掌子面前方不良地质体的位置和规模以及掌子面前方含水体，采用长距离超前钻孔以及炮眼超前钻孔对隧道进行超前钻探。本发明专利技术适用于进行超前地质预报。

A comprehensive advance geological prediction method for high speed railway tunnel

The embodiment of the present invention discloses a comprehensive advanced geological forecast method for high speed railway tunnel, which involves the geological forecast technology and can improve the safety of the construction. Including: Construction for high speed railway tunnel geological sketch and geological observation; the long distance TSP geological prediction mode to analyze the geological sketch and geological observation, obtain the profile and various seismic parameters in front of the face structure; combined with the profile and various seismic parameters of tunnel face structure acquisition, detection method using geology bad geological radar, get in front of the working body position and scale; according to unfavorable geological body in front of the tunnel face gets the location and size, access to water in front of the face by using infrared water detecting method; the working party in front of bad geological body position and size as well as in front of the working water based on the long distance advanced drilling and borehole drilling ahead of advanced drilling for tunnel. The invention is suitable for the advance geological forecast.

【技术实现步骤摘要】
一种高速铁路隧道综合超前地质预报方法
本专利技术涉及施工地质预报技术，尤其涉及一种高速铁路隧道综合超前地质预报方法。
技术介绍
高速铁路施工中，当遇到较长山脉时，需要开凿长达数百米、数千米甚至数十千米的隧道，由于山脉下不同地段、不同深度的岩体的复杂性，即使在前期勘测设计进行过仔细的地质勘察，但在实际施工进程中，隧道开挖后实际中碰到的各岩体的特性会与预先依据地质勘查进行的设计有较大的误差。例如，在隧道开挖施工过程中，可能出现突发塌方、冒顶、突水、涌泥等工程事故，从而导致地表塌陷。工程事故的发生不仅降低了施工的安全性，还会影响工期，增加工程投资，而且还会造成地表水资源枯竭及地表生态环境等灾害。因此，做好超前地质预报是隧道施工过程中十分重要的一项工作，而超前地质预报中，如何准确预报施工掌子面前方是否存在断层破碎带、富水带及溶洞暗河等不良地质就成为了隧道施工中亟待解决的关键技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种高速铁路隧道综合超前地质预报方法，能够进行超前地质预报以提升施工的安全性。第一方面，本专利技术实施例提供一种高速铁路隧道综合超前地质预报方法，包括：进行待施工高速铁路隧道的地质素描以及地质观察；采用TSP长距离超前地质预报方式对所述地质素描以及地质观察进行分析，获取掌子面前方结构的剖面及各种地震参数；结合获取的掌子面前方结构的剖面及各种地震参数，利用地质雷达探测法，获取掌子面前方不良地质体的位置和规模；依据获取的掌子面前方不良地质体的位置和规模，利用红外探水探测法获取掌子面前方含水体；基于所述掌子面前方不良地质体的位置和规模以及掌子面前方含水体，采用长距离超前钻孔以及炮眼超前钻孔对隧道进行超前钻探。结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，所述进行待施工高速铁路隧道的地质素描包括：对掌子面已揭露出的岩层进行地质素描，测量岩层产状和厚度；测量所述已揭露出的岩层距离已揭露的标志性岩层或界面的距离，并计算其垂直层面的厚度；将所述已揭露出的岩层与地表实测地层剖面图和地层柱状图进行比较，确定其在地表岩层层序中的位置和层位；依据实测地层剖面图和地层柱状图的岩层层序，结合TSP探测成果，推断出掌子面前方预定范围内即将出现的岩层在隧道中的位置和规模；定期对地表水文环境进行观测和监测记录，及时了解隧道施工对地表水的影响，确定施工控制措施，最终绘制掌子面地质素描图和洞身地质展示图。结合第一方面的第一种实施方式，在第一方面的第二种实施方式中，所述方法还包括：及时对洞内涌水进行水质分析和试验，提交分析和试验结果，以对影响隧道衬砌结构的水质提出处理意见。结合第一方面的第一种实施方式，在第一方面的第三种实施方式中，所述方法还包括：在绘制地质素描图后，填写开挖工作面地质调查记录表；检查喷射混凝土有无开裂及发展，锚杆有无松动，钢架支护状态，并做好相应记录；查看边仰坡有无开裂、起壳，地表有无裂纹；地表水位有无异常变化。结合第一方面、第一方面的第一种至第三种中任一种实施方式，在第一方面的第四种实施方式中，所述依据获取的掌子面前方不良地质体的位置和规模，利用红外探水探测法获取掌子面前方含水体包括：从掌子面后方的探测段起点，按5m点距布设测点；使用红外线探水仪量测各测点的初始场强；对场强发生变化的测点重复量测，并作横向、垂向扫描，记录所在测点场强的极大和极小值；以红外辐射场强为纵坐标，测点为横坐标，绘制红外探测曲线图；根据曲线图，采用趋势外推法，判断掌子面前方的含水体构造。结合第一方面、第一方面的第一种至第三种中任一种实施方式，在第一方面的第五种实施方式中，所述长距离超前钻孔采用长距离超前钻机进行长距离超前水平钻探，炮眼超前钻孔采用短距离超前水平钻探。结合第一方面、第一方面的第一种至第三种中任一种实施方式，在第一方面的第六种实施方式中，所述采用长距离超前钻孔以及炮眼超前钻孔对隧道进行超前钻探包括：测试钻孔钻进速度，观察钻孔岩芯，对钻孔岩芯进行预先设置的试验，以获取隧道掌子面前方岩石的强度指标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度及地下水状况资料。结合第一方面的第六种实施方式，在第一方面的第七种实施方式中，所述方法还包括：开孔采用Φ120钻头，孔内放入3.0m长的Φ108钢管作为孔口管，孔口管伸出掌子面50cm，孔壁间用环氧环脂加水泥浆锚固，孔口管伸出部分安封闭装置，并与注浆泵联接，以便遇高压水时及时封堵并注浆。结合第一方面、第一方面的第一种至第三种中任一种实施方式，在第一方面的第八种实施方式中，所述方法还包括：结合所述掌子面前方不良地质体的位置和规模、所述掌子面前方含水体以及进行超前钻探得到的超前水平钻探分析结果，制定隧道施工处置方案。结合第一方面、第一方面的第一种至第三种中任一种实施方式，在第一方面的第九种实施方式中，所述方法还包括：减少环境噪音，预先确定好采样间隔和采样数目，采用早强膨胀水泥砂浆使接收器与岩体粘贴好，以保证采集信号的质量。本专利技术实施例提供的一种高速铁路隧道综合超前地质预报方法，通过进行待施工高速铁路隧道的地质素描以及地质观察；采用TSP长距离超前地质预报方式对所述地质素描以及地质观察进行分析，获取掌子面前方结构的剖面及各种地震参数；结合获取的掌子面前方结构的剖面及各种地震参数，利用地质雷达探测法，获取掌子面前方不良地质体的位置和规模；依据获取的掌子面前方不良地质体的位置和规模，利用红外探水探测法获取掌子面前方含水体；基于所述掌子面前方不良地质体的位置和规模以及掌子面前方含水体，采用长距离超前钻孔以及炮眼超前钻孔对隧道进行超前钻探，能够进行超前地质预报以提升施工的安全性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术的实施例一高速铁路隧道综合超前地质预报方法流程示意图；图2为本专利技术的实施例二TSP203地质预报测试示意图；图3为本专利技术的实施例三数据处理流程示意图；图4为本专利技术的实施例四红外探水探测法示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术的实施例一高速铁路隧道综合超前地质预报方法流程示意图，如图1所示，本实施例的方法可以包括：步骤101，进行待施工高速铁路隧道的地质素描以及地质观察；本实施例中，地质素描可以结合预测进行，其中，地质素描预测包括但不限于：岩层岩性及层位预测、条带状不良地质体影响隧道长度预测以及不规则地质体影响隧道长度预测。本实施例中，作为一可选实施例，进行待施工高速铁路隧道的地质素描包括：A11，对掌子面已揭露出的岩层进行地质素描，测量岩层产状和厚度；本实施例中，作为一可选实施例，地质素描包括：观察并获取岩石的矿物成分及其含量、结构构造特征、特殊标志、掌子面正面及侧面稳定状态、岩层产状、岩性风化程度、节理裂隙发育程度、喷射混凝土开裂、掉块现象、涌水情本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速铁路隧道综合超前地质预报方法，其特征在于，包括：进行待施工高速铁路隧道的地质素描以及地质观察；采用TSP长距离超前地质预报方式对所述地质素描以及地质观察进行分析，获取掌子面前方结构的剖面及各种地震参数；结合获取的掌子面前方结构的剖面及各种地震参数，利用地质雷达探测法，获取掌子面前方不良地质体的位置和规模；依据获取的掌子面前方不良地质体的位置和规模，利用红外探水探测法获取掌子面前方含水体；基于所述掌子面前方不良地质体的位置和规模以及掌子面前方含水体，采用长距离超前钻孔以及炮眼超前钻孔对隧道进行超前钻探。

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路隧道综合超前地质预报方法，其特征在于，包括：进行待施工高速铁路隧道的地质素描以及地质观察；采用TSP长距离超前地质预报方式对所述地质素描以及地质观察进行分析，获取掌子面前方结构的剖面及各种地震参数；结合获取的掌子面前方结构的剖面及各种地震参数，利用地质雷达探测法，获取掌子面前方不良地质体的位置和规模；依据获取的掌子面前方不良地质体的位置和规模，利用红外探水探测法获取掌子面前方含水体；基于所述掌子面前方不良地质体的位置和规模以及掌子面前方含水体，采用长距离超前钻孔以及炮眼超前钻孔对隧道进行超前钻探。2.根据权利要求1所述的高速铁路隧道综合超前地质预报方法，其特征在于，所述进行待施工高速铁路隧道的地质素描包括：对掌子面已揭露出的岩层进行地质素描，测量岩层产状和厚度；测量所述已揭露出的岩层距离已揭露的标志性岩层或界面的距离，并计算其垂直层面的厚度；将所述已揭露出的岩层与地表实测地层剖面图和地层柱状图进行比较，确定其在地表岩层层序中的位置和层位；依据实测地层剖面图和地层柱状图的岩层层序，结合TSP探测成果，推断出掌子面前方预定范围内即将出现的岩层在隧道中的位置和规模；定期对地表水文环境进行观测和监测记录，及时了解隧道施工对地表水的影响，确定施工控制措施，最终绘制掌子面地质素描图和洞身地质展示图。3.根据权利要求2所述的高速铁路隧道综合超前地质预报方法，其特征在于，所述方法还包括：及时对洞内涌水进行水质分析和试验，提交分析和试验结果，以对影响隧道衬砌结构的水质提出处理意见。4.根据权利要求2所述的高速铁路隧道综合超前地质预报方法，其特征在于，所述方法还包括：在绘制地质素描图后，填写开挖工作面地质调查记录表；检查喷射混凝土有无开裂及发展，锚杆有无松动，钢架支护状态，并做好相应记录；查看边仰坡有无开裂、起壳，地表有无裂纹；地表水位有无异常变化。5.根据权利要求1至4任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高军，杨文华，骆文学，林晓，付罗靖，严志刚，陈勇，卫亚科，姜军，
申请(专利权)人：高军，
类型：发明
国别省市：北京,11