隧道超前地质预报工程施工组织设计方案32923.pdf

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1、.隧道超前地质预报施工方案 1 编制依据 1)高速铁路隧道工程施工技术指南（铁建设【2010】241 号）2）关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知铁建设（2010）120 号；3）时速 250 公里铁路双线隧道复合式衬砌图号：西成贰隧参03；4）隧道施工工法图号：西成贰隧参09；5）施工图纸、设计要求和环境、地质条件。6）隧道超前地质预报管理办法（西成铁路客运专线）7）铁路隧道超前地质预报技术指南铁建设【2008】105 号本 2 工程概况 新建至客运专线位于省和省境，川陕界至江油线路长 165.836Km。西成客专设计为双线客运专线，设计时速：250km/h；最

2、小曲线半径：3200m；正线线间距：4.6m；最大坡度：一般 20，困难山区不大于 25。本标段第一项目部管段位于剑阁县、青川县境，起讫里程：DK431+660(黄家梁隧道进口)DK446+500（岩边里隧道），全长 14.84km，主要工程数量为：桥梁 135.35m/1 座，占正线总长的 0.9%，隧道双线 14702m/1.5 座，占线路总长的 99.1%。3 工程地质概况 3.1地质构造 我管段位于龙门北向褶皱带之东翼与盆地边缘弧形（华夏式）构造带交界处，龙门山褶皱带的褶皱发育、断裂密布，岩层多陡顷，直立或倒转，地质构造较为复杂。测段属于扬子准地台西北边缘地带，位于川西北台陷次级构造与

3、龙门山构造带边缘区。隧区为单斜构造，岩层产状 N4764 E/3445 SE,受区域构造影响，节理多为闭合或微型，其延伸较远，泥岩风化节理普遍发育，裂隙多而细小。3.2 水文地质特征 沿线河流较多、灌溉网密布。沿线基本为山区，山谷河流较多，主要有回龙河、清江河，属于嘉陵江水系。管段第四系黏性土中含少量孔隙水，河床及低阶.地砂砾石层含丰富孔隙水。基岩中泥页岩、泥岩夹砂岩为弱富水岩组，含少量的裂隙水和风化裂隙水；厚层砂岩、砾岩为中等强富水岩组，含较丰富的基岩裂隙水，多位潜水，部分为承压水；灰岩等可溶岩为强富水岩组，含丰富的裂隙水和岩溶水。断裂构造多为压性断裂，地下水一般含量较少；褶曲构造核部为可溶

4、岩及砂岩地段含丰富地下水。经沿线取表水和地下水试验，水质类型以 HCO3.SO42-Ca2+、HCO3-Ca2+型、HCO3.SO42-Na+型为主，对钢筋混凝土一般无侵蚀性，但三叠系须家河组含煤段地层、嘉陵江组、雷口坡组盐溶角砾岩、侏罗系油砂岩地段地下水以及城市周边受污染表水多具硫酸盐侵蚀性或酸性侵蚀性。3.3隧道涌水量预测 根据各岩组地层出露位置、岩性、地质构造、节理裂隙发育情况，地貌形态及在本水文地质单元中的径流条件，黄家梁隧道预计正常涌水量为 7093m3/d,考虑在隧道勘察中较多钻孔揭示承压水，雨季最大涌水量为 14186m3/d,岩边里隧道预计正常涌水量为 2071m3/d,雨季最

5、大涌水量为 3107m3/d。3.4 不良地质及特殊岩土 3.4.1 油砂岩、有害气体及原油 黄家梁隧道根据钻探揭示在钻井过程中循环水中有大量气泡逸出，天然气最大为 28450ppm，有 2 层油砂岩，有较多稠油流出，同时根据原油样品测量分析，隧道可能存在硫化氢及二氧化硫对隧道工程及隧道施工的危害，对钻孔采气分析时，测式结果显示 CH4的含量最高为 5.7143%。根据油气专题报告及评审结论，黄家梁隧道为高瓦斯隧道，其中 DK434+500DK439+500 段为高瓦斯区段，其余为低瓦斯区段，同时为原油危害隧道。岩边里隧道根据前后工点（黄家梁隧道及庙子梁隧道）钻孔均揭示油砂岩分布，虽本隧道钻探

6、未揭示油砂岩，但根据专题研究结论，本隧道可能受油气浸较严重，属低瓦斯隧道和可能原油浸染隧道。3.4.2 顺层 黄家梁隧道根据地形地貌及勘探，在DK431+660DK432+000,DK438+910DK439+150,DK440+150 DK440+220,DK440+955 DK441+160,DK442+250 DK442+520,DK443+090DK443+292 段埋深小于 50m，岩层倾角 34 44，DK437+800DK437+950 段隧道埋深大于 250m，岩层倾角 34 44。所有辅助.坑道的进口仰坡均存在顺层。岩边里隧道穿越地层为泥岩夹砂岩，岩层走向与隧道轴线基本一致，

7、倾向线路左侧，我管段 DK443+428DK443+600 段埋深小于 50m，右侧存在顺层偏压，隧道进口边仰坡隧道的横洞仰坡均存在顺层。3.4.3 滑坡、岩堆、危落石 黄家梁隧道洞口或洞身经过滑坡堆积体或滑坡群，堆积体主要由碎石土、块石土组成，其间充填粉质黏土，总厚度 520m，530m 不等，经过长期的发展，目前自然条件下处于稳定状态。岩堆主要物质为块石土，其间充填粉质黏土。在隧道进口及 1#、2#辅助坑道出口坡面较陡，软硬岩相间分布，易形面危岩落石区。隧道进口及出口多形成悬崖陡壁，节理裂隙发育，多形成大围危岩落石区。岩边里隧道进口右侧多形成悬崖陡壁，节理裂隙发育，多形成危石。坡脚多见崩塌

8、形成的块石，直径较大。4 地质复杂程度分级 4.1隧道洞身及洞口工程地质评价 4.1.1 隧道洞身 隧道区主要不良地质为油砂岩、有害气体及原油、顺层及滑坡、岩堆、危落石。在黄家梁隧道表现尤为突出，洞身地质较为复杂。黄家梁隧道 DK434+500DK439+500 段为高瓦斯区段，同时有原油危害。顺层在洞身多见为 DK438+910DK439+150,DK440+150 DK440+220,DK440+955 DK441+160,DK442+250 DK442+520,DK437+800DK437+950段，滑坡多见于洞身DK431+763DK431+793，DK432+090DK432+286

9、，DK432+541DK433+543 段，岩堆多见于 DK438+681DK439+114 段。4.1.2 隧道洞口 隧道区进洞条件均较困难，洞口主要不良地质为危落石，主要表现为黄家梁隧道进口、出口及 1#、2#斜井辅助坑道，岩边里隧道进口进洞极为困难，下方为绵广高速公路匝道口，有落石的危险。4.2 地质复杂程度分级 超前地质预报的重点段落及容主要对隧道开挖前方一定距离的突水突泥、断.层破碎带、浅埋段和瓦斯（天然报）、原油等有气体的灾害地质的施工探测。对照勘测阶段的地质数据、预测、预报地质条件变化及其对施工的影响。根据我管段水文及工程地质条件及可能存在的风险因素，按铁路隧道超前地质预报技术指

10、南铁建设【2008】105 号本，将我管段的黄家梁隧道定为“复杂”级别，超前地质预报由主持来完成，岩边里隧道定为“中等复杂”级别，超前地质预报由施工单位超前地质预报组来完成。5 实施超前地质预报的目的 为保证隧道施工安全、优化设计、实现信息化施工，通过隧道超前地质预报工作，进一步查清隧道因前期地质勘察工作的局限而难以探查的、隐伏的重质问题，及时掌握和回馈隧道地质条件信息，调整和优化隧道设计参数、防护措施，为优化隧道施工组织、制定施工安全应急预案，控制工程变更设计提供依据。根据西成客专段隧道工程及水文地质条件，在认真分析前期勘察资料的基础上，结合地表调查情况分析，隧道地质情况较为复杂，施工中可能

11、遇含水断层，不同程度的渗、流水、突水突泥、坍塌、瓦斯（天然气）、原油溢出等地质灾害，对隧道工程施工必须采取多种方法综合预报，查明隧道掌子面前方存在的较大不良地质缺陷的规模、空间分布情况等，以便为施工、设计及时做出正确的处理预案，确保工程施工顺利完成，避免安全事故发生或造成人员伤亡事故。通过超前地质预报，可以了解和判断掌子面前方一定距离不良地质的性质、位置、宽度和影响隧道的长度，由此判断地下水、瓦斯、油层情况、围岩级别和对施工的影响，进而达到以下目的：（1）为制定施工方案和措施提供可靠的参数，如地下水压力、水量、不良地质的位置、大小及规模；（2）为隧道安全施工，避免或最大限度地降低施工过程中突水

12、突泥、塌方、瓦斯（原油）溢出等灾害，从而不受或少受损失奠定基础；（3）为隧道在安全条件下实现快速施工、减小风险创造了条件；（4）准确的地质预报可以减少施工中的盲目性，减少事故发生率，减少很多不必要的安全措施，从而降低工程投资。6 超前地质预报的方案 6.1 分段预报容及方法.管段超前地质预报的重点段落为：黄家梁隧道 DK434+500DK439+500。超前地质预报重点容为：（1）不同岩性接触带的位置，接触带岩体破碎程度、地下水赋存情况；(2)顺层及滑坡、岩堆、危落石；（3）油层位置及层厚，瓦斯及有害气体浓度；（4）隧道围岩级别变化趋势。6.1.1 黄家梁隧道分段预报容及方法 6.1.1.1

13、超前地质预报段落及容 为保证隧道施工安全、优化设计、实现信息化施工，施工期间施工单位应加强施工地质工作，并实施全隧超前地质预测预报，将其纳入正常施工工序进行管理。通过超前地质预测预报工作，核实和预测掌子面前方的地质条件，以便及时调整工程措施，确保施工及结构安全。结合隧道工程特点以及工程地质、水文地质条件，开展超前地质预测预报工作。全隧道采用以地质调查法为基础，并采用综合物探手段及钻孔为主进行综合超前地质预报。其重点预报的段落及容如下表所示：表1 黄家梁隧道超前地质预报的重点段落及容 序号 重点段落 预报的容 备注 1 DK431+671DK432+000 DK432+100DK432+250

14、DK438+900DK439+150 DK440+150DK440+220 DK440+955DK441+160 DK442+250DK442+450 DK443+220DK443+277 主要针对洞身浅埋段，预报隧道中可能出现塌方的情况；2 DK431+660DK443+292 主要针对有害气体,预报隧道中可能遇到瓦斯、天然气等有害气体情况。探测开挖面前方有害气体浓度及变化情况。3 DK432+500 DK432+700 DK433+300 DK433+500 DK435+200 DK435+400 DK436+020 DK436+220 DK436+700 DK436+900 主要针对地下

15、水含量丰富且形成承压水地段，预报隧道中可能出现突水突泥的情况。6.1.1.2 超前地质预报选用方法.表 2 黄家梁隧道超前地质预报选用方法对比表 序号 里程段 长度 选用方法 备注 1 DK431+660DK431+671 11 地质调查法 2 DK431+671DK433+300 1629 地质调查法 物探法（WT-1）超前钻探法（ZT-2）3 DK433+300DK433+500 200 地质调查法 物探法（WT-2）超前钻探法（ZT-2）4 DK433+500DK434+500 1000 地质调查法 物探法（WT-1）超前钻探法（ZT-2）5 DK434+500DK436+700 220

16、0 地质调查法 物探法（WT-1）超前钻探法（ZT-4）6 DK436+700DK436+900 200 地质调查法 物探法（WT-2）超前钻探法（ZT-4）7 DK436+900DK439+500 2600 地质调查法 物探法（WT-1）超前钻探法（ZT-4）8 DK439+500DK443+277 3777 地质调查法 物探法（WT-1）超前钻探法（ZT-2）9 DK443+277DK443+292 15 地质调查法 6.1.1.3 超前地质预报类型 表 3 超前地质预报类型表 项目 类型 主要手段及方法 地质调查法 地质调查 地质调查 地质素描 地质素描 地质作图 地质作图 物探法 WT

17、-1 地震反射波法（TSP203）WT-2 地震反射波法（TSP203）+红外探测 钻探类型 ZT-1 加深炮眼（5 孔）ZT-2 超前钻孔（2 孔）+加深炮眼（5 孔），1 孔取芯 ZT-4 超前钻孔（5 孔）+加深炮眼（10 孔）备注：超前钻孔采用孔径108mm，长度 2030m，搭接长度 5m，加深炮眼 36m。.6.2.1 岩边里隧道分段预报容及方法 6.2.1.1 超前地质预报段落及容（1)DK445+056DK446+499段(我项目部管段)共1443m主要针对隧道围岩级别变化趋势显著地段，预报围岩分级变化的具体位置。（2）DK443+430DK446+499段(我项目部管段)共3

18、069m主要针对有害气体,预报隧道中可能遇到瓦斯、天然气、二氧化硫等有害气体情况。探测开挖面前方有害气体浓度及变化情况。6.2.1.2 超前地质预报选用方法 全隧采用以地质调查法为基础，并采用综合物探手段及钻孔为主进行综合超前地质预报。表 4 岩边里隧道超前地质预报选用方法对比表 序号 里程段 长度 选用方法 备注 1 DK443+430DK446+499 3069 地质调查法 物探法（WT-1）超前钻探法（ZT-1）6.2.1.3 超前地质预报类型 表 5 超前地质预报类型表 项目 类型 主要手段及方法 地质调查法 地质调查 地质调查 地质素描 地质素描 地质作图 地质作图 物探法 WT-1

19、 地震反射波法（TSP203）钻探类型 ZT-1 加深炮眼（5 孔）6.2 超前地质预报工作量 6.2.1 黄家梁隧道工作量 黄家梁隧道超前地质预报工作量如下表：.表 6 黄家梁隧道超前地质预报工作量 项目 类别 工程数量 1#斜井 地质调查法 地质调查 m 455 地质描述 m 455 地质作图 m 455 超前钻探法 加深炮眼 m 2265 2#斜井 地质调查法 地质调查 m 325 地质描述 m 325 地质作图 m 325 超前钻探法 加深炮眼 m 1620 3#斜井 地质调查法 地质调查 m 324 地质描述 m 324 地质作图 m 324 超前钻探法 加深炮眼 m 1620 横洞

20、 地质调查法 地质调查 m 371 地质描述 m 371 地质作图 m 371 超前钻探法 加深炮眼 m 1860 正洞 地质调查法 地质调查 m 11632 地质描述 m 11632 地制作图 m 11632 超前钻探法 加深炮眼 m 82995 超前钻孔 m 50900 物探法 TPS203 m 11606 红外探测 m 400 6.2.3 岩边里隧道工作量 岩边里隧道超前地质预报工作量如下表：表 7 岩边里隧道超前地质预报工作量 项目 断面次数 长度（m）加深炮眼 5 30345 TSP 1 6069 地质调查 6069 .7 超前地质预报工作流程及操作要点 7.1 超前地质预报工程流程

21、 超前地质预报工作程序流程图如下：图 1 超前地质预报工作程序流程图 7.2 超前地质预报操作要点 7.2.1 常规地质法 隧道开挖爆破后通过地质素描手段，及时查看掌子面地质情况，修正设计时间的地质信息，经工程地质模拟预测隧道前方小于 10m 的地质状况并为其它超前.地质预报方法提供基础数据。进行地质素描前，先搜集隧道前期的勘察设计地质数据，初步了解区域地质和附近构造单元及其特征，以及工程围的地层岩性、围岩类别、地下水发育特征等。地质素描，应在隧道作业每一开挖循环后立即进行，观察中发现围岩条件恶化时，应立即采取相应处理措施；观察后及时绘制开挖工作面地质素描图（附表 4）。地质素描的具体容主要包

22、括以下几个方面：（1）岩性 应根据隧道说明围岩岩石的名称、颜色、矿物成分、坚硬程度等，各类岩脉也应对其岩性、出露位置、宽度、接触关系、破碎、风化程度进行描述。（2）构造 隧道开挖段围岩受地质构造影响程度、延伸性、表面粗糙度、开性、风化、破碎程度等进行描述，特别是岩体围出现的断层、节理、裂隙、软弱夹层等重点进行地质描述。断层应对其位置、产状、性质、破碎特性、宽度等一一进行观测和描述；节理裂隙，特别是贯通性节理的产状密度、延伸情况、节理面现状等也要仔细量测和统计。使用地质罗盘仪对岩层产状要素（包括岩层的走向、倾向和倾角）的测量。（3）地下水 围岩的含水状态、涌水部位、水量、水压、水温、水质等描述并

23、长期跟踪调查是否受季节性影响，特别是大、暴雨后观察涌水部位涌水量有无增减以及该段地表一定围是否有水源补给情况并作好记录。（4）围岩变形破坏情况 开挖段围岩发生坍方、掉块、岩爆等现象的位置、性质、形态、规模作详细记录，必要时附上工程处理措施。（5）有害气体及危害源存在情况 有条件时使用数码相机、摄影等工程地质数据采集和编录系统，做到图文并茂。不良地质体在被揭露之前往往表现一些明显或不明显前兆标志，预示着隧洞即将临近不良地质体，因此，仔细观察、描述开挖石渣、洞壁结构面及岩层形态、量测结构面及岩层特征参数，是正确进行超前地质预报的关键。.7.2.2 TSP203 超前地质预报系统 1）超前地质预报系

24、统 TSP 与超前地质钻探（1 孔）组合：适用于在工程地质复杂地段，仅采用 TSP超前地质预报系统不能满足需要时，用补充超前地质钻孔对 TSP 预报成果加以核查与确认。2）施工流程 施工流程图如下所示 TSP203 系统在围岩较好的地段可测出前方 100200m 围的岩层分接口、岩层的物理性质、断层破碎带、洞穴、隐伏含水体等；围岩完整性较差时，预测围在 50100m 之间，需连续预报时前后两次应重叠 10m 以上。根据局项目部安排，此项物探方法委外，由专业探测人员现场具体操作，各作业队积极配合。原理：通过小药量爆破所产生的地震波信号沿隧道方向以球面波的形式传播，在不同岩层中地震波以不同的速度传

25、播，在其接口处被反射，并被高精度的接收器接受。通过计算机软件分析前方围岩性质、节理裂隙分布、软弱岩层及含水状况等，最终显示屏上显示各种围岩结构面与隧道轴线相交所呈现的角度及距掌子面的距离，并可初步测定岩石的弹性模量、密度、泊松比等参数以供参考。但仪器在作业过程中对环境的要求较高，若噪声过大则会影响采集数据的准确性。探测方法为：钻孔：在距离掌子面50m 处钻深度为 1.5m 的孔，布置传感器；自掌子面起，每隔 1.5m 钻孔一个，钻孔深度为 1.5m，最后一个孔与传感器的距离大于 20m。所有钻孔的高度尽可能的在同一标高在线。钻孔完毕后，逐个测量孔的深度和倾斜度，并作好记录。埋设传感器杆：埋设传

26、感器前，先清孔，清除孔底虚碴，放入环氧树脂药卷，插入传感器套杆，用钻带动其钻动，保证环氧树脂药卷充分搅拌。待传感器施工开始 超前地质预报 信息综合处理 是否与 设计一致 按设计施工 调整施工方法和支护参数 图 2 TSP 超前地质预报施工流程图.杆固定后，插入传感器，注意传感器方向朝向掌子面。联机检查：把传感器、检波器（计算机）、起爆器、同步器连接起来，并检查其是否正常工作，注意此时起爆器不得与雷管相连。测量时间：测量时间选在施工交接班时间，要求工作面 800m 围不得有机械作业和作业人员作业，作业前与现场施工员联系，以确定停工时间，此时准备好爆破药卷、电雷管等。装药爆破：由最里边炮孔开始，逐

27、个依次装药联线，起爆器起爆，装药量根据围岩情况，一般控制在 5080g 左右，围岩较差时，可加大，但不能超过100g。恢复施工：爆破一结束，马上可以恢复施工，一般停工时间在 45min 左右。成果分析：采用 TSP203 自带的软件分析系统，剔除一些明显的干扰波，软件自动分析，自动生成图表，反映前方围岩的物理特性，岩层分界线、软弱带、断层的位置等信息。7.2.3 红外探测（1）红外探测系统的原理 红外探测是根据红外辐射原理，即一切物质都在向外辐射红外电磁波的原理，通过接收和分析红外辐射信号进行超前地质预报的一种物探方法。适用于定性判断探测点前方有无水体存在及其方位，不能定量给出水量大小等参数,

28、每25m一次，一次围为30m，两次重叠长度为5m。（2）技术要求和工作要求：1）探测时间：应选在爆破及出碴完成后进行。2）测线布置：、全空间全方位探测地下水体时，需在拱顶、拱腰、边墙、隧底位置沿隧道轴向布置测线，测点间距一般为 5m，发现异常时，应加密点距；测线布置一般自开挖工作面往洞口方向布设，长度通常为60m，不得少于 50m。、开挖工作面测线布置，一般为 34 条，每条测线布 35 个测点。、应做好数据记录，并绘制红外探测曲线图。、有效预报距离应在 30m 以，连续预报时前后两次重叠长度应大于5m。（3）探测数据和曲线的分析与判定：.、探测数据和曲线的分析与判定应以地质学为基础，并结合现

29、场的工程地质和水文地质条件；、通过探测与施工开挖验证，总结出正常场的特点，才能分辨出异常场；、由探测数据绘制的探测曲线前，必须认真检查探测数据的可靠性；分析解释时应先确定正常场，再确定异常场，由异常场判定地下水体的存在；在分析单条曲线的同时，还应对所有探测曲线进行对比，比如两边墙探测曲线的对比、顶底探测曲线的对比，依此确定隐蔽水体或含水构造相对隧道的所在空间位置；、沿隧道轴向的红外探测曲线和开挖工作面红外探测数据最大差值应结合起来分析，在实践中不断总结经验，作出符合实际的分析判断。、红外探测预报应编制探测报告，容包括探测工作概况、地质解译结果、开挖工作面探测数据图、左右边墙及拱顶等测线的探测曲

30、线图等 7.2.4 地质钻探 7.2.4.1、超前水平钻 由于物理探测判释成果的多解性，需对重点怀疑地段，采用多种方法探测，进行综合判释，就需用一定数量的地质钻孔验证。钻探法是最直观、可靠的超前预报手段，通过对钻孔取样的分析，判断地层变化、岩性差异、地层含水量、隧底岩溶等不良地质情况。根据需预报距离（深度）的远近可采用不同型号的钻机，一般可探测前方（深度）2030m 围的地质情况，连续预报时前后两循环钻孔应重叠 5m 左右。超前钻孔施工工艺流程图如下图所示。图 3 超前钻孔工艺流程图 超前探孔在低瓦斯地段工作面上超前钻3 个孔。其中 1 个位于上部拱顶处，另 2 个位于边墙部位。其中 1 孔取

31、芯；高瓦斯地段预报超前钻探孔数 5 孔，拱顶1 孔，两侧拱腰处 2 孔，边墙 2 孔。7.2.4.2、加深炮孔 在施工中采用加深炮孔超前钻探，在每次开挖钻孔过程中，指定在拱顶 1处，两侧拱腰各 1 处、两侧边墙脚各 1 处，共计 5 个辅助眼，对于黄家梁隧道高瓦斯地段 DK434+500DK439+500 共计 10 个辅助眼，孔深 36m，依靠对钻进速.度的变化以及钻孔地下水涌水状况、水压、水量、颜色、水质等预测前方围岩、地下水的变化。它具有设备简单、操作方便、费用低、占用隧道施工时间短的特点，因此将加深炮孔钻探作为日常的预测、预报手段；充分利用隧道超前支护、初期支护体系中长管棚、超前小导管

32、、超前锚杆、径向锚杆的钻孔作为探测隧道前方、环向四周围岩状况的辅助手段，依靠对钻孔速度变化的直觉以及钻孔地下水涌水状况、水压、水量、颜色、水质等预测前方围岩、地下水的变化。在综合地质超前预报中的各种方法中，TSP203 及红外探测作业快，测距长，干扰相对少，可以与多种预测法结合应用，但精度不高，解释难度大，适于作长距离预测；地质钻探基本可以揭示地下水及围岩物理力学性能，但干扰大，用时长，费用高。而加长炮孔钻探设备简单、操作方便、费用低、占用隧道施工时间短，在涌水地段效果较好。因此施工中应采取多种预报手段综合运用，取长补短，相互补充和印证，确保地质预测、预报的准确性。7.3、瓦斯地段超前预报 经

33、地质勘测钻探揭示，黄家梁隧道 DK434+500DK439+500 在钻井过程中循环水中有大量气泡逸出，天然气最大为 28450ppm，有 2 层油砂岩，有较多稠油流出，同时根据原油样品测量分析，隧道可能存在硫化氢及二氧化硫对隧道工程及隧道施工的危害，对钻孔采气分析时，测式结果显示 CH4的含量最高为 5.7143%。根据油气专题报告及评审结论，黄家梁隧道为高瓦斯隧道，其中 DK434+500DK439+500 段为高瓦斯区段，其余为低瓦斯区段，同时为原油危害隧道。隧道施工中将采取定性预测（地质调查）和洞超前钻孔预测预报，并采用相关仪器进行预测预报，以防止瓦斯突出、原油及有害气体溢出等不良地质

34、灾害的发生。7.3.1、定性预测方法 采用地貌、地质调查与地质推理相结合的方法，进行定性预测。收集区域地形、地质、水文地质资料以及铁路地质资料，通过这些资料分析区域岩溶地貌特征。对隧道所处地区地质构造和岩性的调查，调查分析隧道所在地区的瓦斯（天然气）、原油及有害气体等。7.3.2、洞超前钻孔预报预探 在隧道开挖面布置超前钻孔，对前方及隧道周边短距离的地质进行预探，弥补了地面钻孔对规模较小裂隙岩溶位置、形态探查的不足。钻孔方向呈放射状延.伸到隧道周边外，若遇瓦斯、原油及有害气体溢出段，则应加强对各项施工措施的施工准备工作。隧道开挖进入高瓦斯地层后，在掌子面施做一组（5 孔，拱顶 1 孔，两侧拱腰

35、处 2 孔，边墙 2 孔）超前钻孔孔深不少于 30m，详细记录岩芯资料，查明油砂岩位置，并测瓦斯压力浓度。如遇地质岩性明显变化，或随着向前掘进瓦斯浓度升高梯度变大时，不论是否为设计高瓦斯地段，均应加强超前钻孔探测。以防瓦斯突出及大量原油及有害气体冒出。同时对于高瓦斯地层加深炮眼也应加密，由低瓦斯地段每断面 5 个孔，增加至 10 个孔，每孔长 36m，以加强瓦斯的探测及瓦斯的排出。如具有煤与瓦斯突出危险性应及时提出，以修正和调整施工方案，可采用钻孔排放，抽放瓦斯，强力通风，水力冲孔、钢架支护等技术措施，将突出危险性降至安全指标。7.3.3、监测依据 隧道瓦斯的监测，主要以煤矿安全规程、防治煤矿

36、瓦斯突出细则、铁路瓦斯隧道技术规 为主要依据，并参照现行 高速铁路隧道工程施工技术指南，根据上述规程进行有害气体的监测、控制。7.3.4、瓦斯限值与处理 隧道岩层中瓦斯涌出浓度的大小是危险程度的标志，施工中必须将瓦斯浓度控制在安全的限值以。隧道施工控制瓦斯限值及超限处理措施见表8。表 8 隧道瓦斯浓度限值及超限处理措施 序号 地点 限值 超限处理措施 1 瓦斯工区任意处 0.5 超限处 20m 围立即停电，查明原因，加强通风监测 2 局部瓦斯积聚(体积大于 0.5 m3)2.0 超限处附近 20m 停工,断电、撤人，进行处理，加强通风 3 开挖工作面风流中 1.0 停止钻孔 1.5 超限处停工

37、，撤人，切断电源，查明原因，加强通风 4 回风巷或工作面回风流中 1.0 停工、撤人、处理 5 放炮地点附近 20m 风流中 1.0 严禁装药放炮 6 煤层放炮后工作面风流中 1.0 继续通风、不得进入 7 局扇及电气开关 10m 围 0.5 停机、通风、处理 8 电动机及开关附近 20m 围 1.5 停止运转、撤出人员，切断电源，进行处理 9 竣工后洞任何处 0.5 查明渗漏点，进行整治 8、超前地质预报组织机构及人员、设备.根据超前地质预报实施方案，成立超前预报组织机构，配备专业预报人员和预报仪器设备，预报仪器设备的性能、精度及效率应能满足预报和工期的要求。8.1、组织机构及人员 8.1.

38、1、超前地质预报组织机构 成立以施工超前地质预报组长为责任人的超前地质预报工作机构，该组织机构在项目部的直接领导下，切实抓好施工超前地质预报工作。超前地质预报组织机构图如下图所示：图 4 超前地质预报组织机构图 8.1.2、超前地质预报主要人员配置 组 长：锡斌 副组长：吕彦伟 组 员：星、屹峰、项目部地质工程师及各队技术负责人、技术主管 8.2、设备及仪器配置 黄家梁隧道和岩边里隧道超前地质预报设备及仪器配置如下表：表 9 超前地质预报设备仪器配置表 序号 仪器设备 数量 方法 备注 1 地质罗盘仪 7 台 地质素描、观察 可形成隧道地质基础数据 2 数码相机 7 台 2 TSP203 1

39、台 外委 可远距离探测破碎带、岩层分接口、隧道涌水突泥 3 红外探测仪 1 台 4 地质钻机 1 台 超前水平钻探 诊断隧道断层、涌水、瓦斯、地表监测 TSP 预测 红外探水 洞内监测 地质复查和素描 预地质雷达报 工程技术部 地质组 超前钻孔.重大物探异常段等 5 YT-28 风钻 45 台 加深炮孔 可探测前方地质情况，瓦斯 9、超前地质预报质量、安全要求 9.1、质量要求（1）现场严格按各预报方法要求进行超前预报，保证各方法操作的准确性。（2）资料整理规、齐全、及时、准确。（3）注意各预报段落的前后搭接过渡长度。9.2、安全要求（1）超前地质预报人员应认真学习、执行隧道施工安全规程，超前

40、钻探人员还应认真学习、执行钻探安全技术操作规程。新参加人员（含临时工）上岗前，必须经过安全生产教育，具有安全生产的知识，并应在班长或技术熟练人员的指导下工作。（2）隧道超前地质预报实施过程中应积极识别各种安全危险源，保障人员和机械设备的安全。（3）进入隧道工作必须穿戴合体的工作服、防护靴、安全帽和防尘（防毒）口罩等防护用品。（4）严禁上班前和工作中饮酒。（5）地质预报工作必须在现场找顶作业结束（必要时初期支护）后进行，开始工作前应观察操作空间上方、周围有无安全隐患，特别是钻探开挖工作面附近是否还有危石存在，确保预报人员的安全。（6）高处作业时作业台架必须安设牢固，台架周围应设置防护栏，凡患有高

41、血压、心脏病等不适应高处作业者不得上架作业。（7）当隧道岩体中含有煤层瓦斯、石油天然气等易燃易爆物时，必须严格执行国家现行的煤矿安全规程、铁路瓦斯隧道技术规等的有关规定。超前地质预报工作应采用防爆型的仪器、设备。当采用非防爆型时，在仪器设备及操作空间 20m 围瓦斯浓度必须小于 0.5%。超前钻探必须采用水循环钻或湿式钻孔，严禁携带火源进洞。（8）弹性波反射法超前地质预报现场采集数据使用的炸药和雷管必须由持有.爆破证的专人领用，爆破作业必须由专业爆破工操作。非专业人员严禁从事爆破作业。（9）钻机使用的高压风、高压水的各连接部件均应采用符合要求的高压配件，管路应连接安设牢固，并应经常检查，防止管

42、接头脱落、管路爆裂高压风、水伤人；高压电路接线应由专业电工操作。（10）钻孔时，钻机前方应安设挡板，严禁在钻孔的轴向后方站人，以防钻具和高压冲出的岩屑、泥沙等伤人。（11）为便于控制超前钻孔揭露大量地下水时的水流及采取措施，孔口应安设孔口管和闸阀，且孔口管必须安设牢固，防止水压将孔口管冲出伤人。9.3 应急预案及救援器材 9.3.1 应急指挥机构 成立应急救援指挥中心。事故应急救援工作指挥中心，负责对事故的上报；负责抢险方案的制定；事故调查处理及上报。指挥中心主任：项目经理 指挥中心副主任：安全总监 指挥中心组员：副经理、各部门负责人 9.3.2 应急救援队伍 成立应急救援小组，应急救援小组人

43、员要具有丰富的施工及抢险经验，具有两项以上特技的工人。（1）急救小组：职责：急救小组负责现场医疗救护，对事故中的轻伤人员，现场及时进行包扎救治，伤情严重的，专人负责送至附近医院紧急抢救。人员组成：组长：工区安质部长 组员：工区有关部门人员 （2）现场抢救小组：职责：事故发生后，现场抢救小组负责事故现场的处置，根据事故发生的实际情况，分析事故原因，及时制定处理方案，采用加固、抢修或排除事故隐患等措施，有效地遏制事故的蔓延。将事故的损失降到最小，同时避免事故围的扩大和再发生。人员组成：.组 长：项目经理 副组长：副经理 组 员：架子队队长、架子队有关部门和人员 （3）后勤保障组 职责：为了确保事故

44、预案的顺利开启、实施，由后勤保障组对事故 上报、事故处理的通讯联系和安全处理应急资金提供保证。人员组成：组 长：项目部党工委书记 副组长：副经理 组 员：及架子队队长及架子队有关部门人员 9.3.3 应急救援必备设备和器材 发电照明器材、抢险工程车、挖掘机，简单医疗急救设备篷布、担架、铁锹。10 成果资料编制容及要求 10.1 阶段成果资料 、即时报告当地质工程师发现地质情况发生变化时，即刻以口头或书面的形式向工区和项目部报告，并积极参与不良地质地段工程措施的研究，并从地质角度提出意见。、日常报告当每次完成地质预报工作后，应在规定时间向工区和项目部提供相应资料。10.2 竣工资料 在全部超前预

45、报工作完成后三个月编写隧道施工超前地质预报总体报告并提交给建设单位和施工单位。隧道施工超前地质预报总体报告 包括以下容。、地质纵断面图 、地质展示图（1：200）；、TSP203 超前地质探测报告；、红外线探水报告；、利用其他手段进行超前探测的报告。11 地质预报成果的验证及技术总结 （1）地质预报成果验证：.每一阶段性地质预报工作结束后，必须认真编写隧道超前地质预报阶段性报告，在隧道掘进过程中，由地质工程师与之核对，以检验实际效果，用以指导下一阶段的实施。（2）地质预报技术总结 要求地质预报技术总结要求地质预报技术总结要求地质预报技术总结要求必须根据规、规程等要求，在阶段性报告的基础上，对地质预报工作进行技术总结，以便指导下一阶段施工及以后的工程施工。总结分为阶段性（隧道超前地质预报阶段性报告）和完工总结。技术总结由地质预报项目负责人负责。12 各种记录表格 附表 1 西成客专 XCZQ-4 标第一项目部地质预报设备进场登记表 附表 2 隧道地质超前钻探钻孔记录表 附表 3 隧道加深炮孔探测记录表 附表 4 隧道掌子面地质素描图 附表 5 隧道超前地质钻孔柱状图 附表 6 西成客专 XCZQ-4 标第一项目部隧道重质异常报告表 附件 7 隧道超前地质预报周报（月报）格式