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项目名称:   复杂地质环境下隧道综合超前地质预报技术
项目编号:   科技-2014-02-021 研究阶段:   开题情况
承担单位:   广东省长大公路工程有限公司 项目负责人:   杨怀
联系人:   杨怀 联系人邮箱:   517456797@qq.com
预计起始时间:   2014-03-15 预计截止时间:   2017-03-15
 

复杂地质环境下隧道综合超前地质预报技术

发布人: 杨怀         发布时间: 2019-08-02         浏览次数: 141
 

会议时间: 2018-09-07 会议地点 广东省广州市

课题背景: 在隧道工程的勘察阶段,一般都要进行工程地质测绘、岩溶水文地质调查、综合地球物理勘探、水文试验、深孔钻探等大量地面调查和勘探测试工作。这些工作可基本查清隧道区域内的工程地质和水文地质情况,给设计提供一定的地质资料作为隧道工程的设计依据。但在隧道建设中往往遇到一些深埋、长大的隧道,特别是山区公路隧道多处于地质情况复杂的环境且深埋于地下,其岩体的工程地质和水文地质条件多变,尤其是在复杂破碎软质围岩地区,使得经过勘察所获得的资料与隧道开挖后实际的情况可能会产生较大的出入。由于施工前对掌子面前方地质条件了解不清,隧道施工就带有很大盲目性,经常会出现预料不到的地质事故。为解决这一难题,隧道工程界提出了隧道施工地质超前预报,通过利用一定的技术和手段收集隧道所在岩体的有关资料,并运用相应的理论和规律对这些资料进行分析、研究,从而对施工掌子面前方岩体情况或成灾可能性做出预报。施工中通过超前预报,可及时发现异常情况,预报掌子面前方不良对象(断裂、溶洞、破碎带等)的性质、规模,不良地质体的位置、产状及围岩结构的完整性与含水的可能性,为正确选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方案提供依据,并为防止隧洞可能形成的灾害与事故及时提供信息,使施工单位提前做好施工准备,保证施工安全,节约大量资金。所以隧洞超前预报对于安全、科学施工,提高施工效率,缩短施工周期,避免事故损失,节约投资等具有重大的社会效益和经济效益。
隧道施工期地质超前预报技术方法主要有:传统地质分析法、超前平行导坑预报法、超前水平钻孔法、物探法以及特殊灾害地质所采用的相关预测方法。
本课题结合山岭隧道施工工程实际,在传统地质分析方法和数值模拟分析的基础上,结合隧道施工方法、工艺、工期要求,以先进的TSP、GPR等物探技术为主要超前地质预报探测手段,辅以超前平行导坑预报法、超前水平钻孔法等,对复杂地质条件下的隧洞掌子面前方不良地质体及灾害地质进行综合超前预报,并建立重大的地质灾害临警预报系统,及时预报隧道施工过程中有可能诱发的重大地质灾害,评判其危害程度,并提出施工对策措施。

拟开展的研究内容: (1)TSP超前地质预报技术的应用研究:进行TSP超前地质预报技术的吸收、消化与改进的应用研究,对掌子面不良地质及有可能诱发的地质灾害进行准确预报。
(2)TSP数据处理成果解释与评估:结合工程实际经验,综合分析处理TSP数据,可靠地进行岩体类别划分、提高定位精度,准确地进行超前地质预报。
(3)综合超前地质预报技术研究:以先进的TSP、GPR物探技术为主要探测手段,辅以必要的超前平行导坑预报法、超前水平钻孔法、红外探水等,对掌子面前方不良地质体的情况及有可能产生的灾害地质进行预报。
(4)基于围岩稳定性的理论与数值分析,综合多种超前预报方法进行模糊加权评估,进行围岩的综合分级和隧道和综合超前地质预报。
(5)隧道开挖地质灾害临警预报系统的开发:综合运用超前地质预报技术,通过合理的数据成果解释和评估,对掌子面前方围岩进行稳定性分析及分级,预报隧道开挖前方不良地质及有可能诱发的重大地质灾害,并评判其危害程度,提出相应的对策措施。
(6)典型隧道洞身不良地质及灾害地质超前预报:预报掌子面前方岩性变化和不良地质体的范围、规模、性质,以及突水、突泥、坍塌、岩爆、有害气体等灾害地质的发生概率,预报断层的位置、宽度、产状、性质、破碎带物质状态、充水情况、稳定程度等,预报隧道洞身所通过的深大富水断裂、富水向斜的核部、富水砂层、软土、极软岩、煤系地层等,提出施工方案对策。

预计取得成果: (1)提交《复杂地质环境下隧道综合超前地质预报技术》研究报告;
(2)在国内外有较高影响力的核心期刊上发表3篇以上的学术论文;
(3)争取授权专利2项;
(4)培养技术骨干4-5名,硕士研究生2名。


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