超前、预报实施细则

1、中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部新建武汉至十堰铁路孝感至十堰段HSSG-标隧道超前地质预报实施细则中国中铁江西省勘察设计研究院二0一六年五月新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部新建武汉至十堰铁路孝感至十堰段HSSG-标隧道超前地质预报实施细则文件编号：版本号：修改状态：发放编号：编制：复核：审核：批准：有效状态：江西省勘察设计研究院二0一六年五月新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部目录 TOC o 1-5 h z 1、编制依据 12、工程概况 13、工程地质概况

2、 2幌山一号隧道2山二号隧道4帆山三号隧道5黄家湾隧道84、地质复杂程度分级 105、实施超前地质预报的目的及主要内容 11超前地质预报的目的11超前地质预报的主要内容116、隧道超前地质预报实施方法 117、超前地质预报工艺流程及操作要点 15地震反射波法15研究既有资料15TSP测量系统的布置和量测15TSP系统的野外实施16现场TSPM量白令时间18新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部 TOC o 1-5 h z 地质雷达法19测线的布置19数据采集19资料处理及解释20现场地质雷达法所需的时间20红外探测法20测线的布置及数据

3、采集20工作原理22现场红外探测法所需的时间22超前钻探法22加深炮孔探测法26地质素描法278、超前地质预报组织机构设置及投入的人力、设备资源28现场预报机构组织形式28拟投入的仪器设备28299、质量保证措施 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 弹性波反射法（TSP 29地质雷达法29红外探测法29超前钻探法30新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部 TOC o 1-5 h z 加深炮孔探测法31地质素描法3110、安全措施 3111、成果资料编制的内容与要求 33弹性波反射法（TSP

4、超前地质预报报告应编制下列资料33地质雷达法超前地质预报报告编制下列资料： 33红外探测法超前地质预报报告编制下列资料： 34超前钻探法超前地质预报报告编制下列资料： 34加深炮孔探测法超前地质预报报告编制下列资料34地质素描法超前地质预报报告编制下列资料3412、工作制度 3413、地质预报成果的9证及技术总结要求 35地质预报成果的验证35技术总结要求3614、其他需要说明的问题 3715、W件 38新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部1、编制依据铁路隧道超前地质预报技术规程（Q/CR 9217-2015）铁路工程物理勘探规范（T

5、B10013-2010;铁路隧道工程施工安全技术规程（TB10304-2009；高速铁路隧道工程施工技术规程（Q/CR 9604-2015）岷山一号隧道汉十施图（隧）-X00;岷山二号隧道汉十施图（隧）-X01;岷山三号隧道汉十施图（隧）-X02;黄家湾隧道汉十施图（隧）-X03;我单位对施工现场实地勘察、调查资料。2、工程概况新建武汉至十堰铁路孝感至十堰段站前工程和部分站后与站前相关接口工程 HSSG-蛇起止里程为：DK285+627.2& DK329+913.76全长 44.441km% 一分部施工范围为（DK285+627.2KDK312+810）途径襄城区 余家湖街道办事处、尹集乡、卧

6、龙镇，全长 27.182km,其中区间路基 11.818km1 占比 43.5% 站场路基 1.75km,占比 6.4%,桥梁 8.476km1 占 比31.2% 隧道5.138km,占比18.9% 总工期48个月（2016年1月1 日-2019年12月31日）。岷山一号隧道，施工里程：DK285+647DK286+29件心里程：DK285+969.5,新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部隧道全长645米；岷山二号隧道，施工里程：DK286+440DK287+59,3中心里 程：DK287+016.51道全长1153米；岷山三号隧道，

7、施工里程：DK287+830 DK290+555中心里程：DK289+192.5隧道全长2725米；黄家湾隧道，施工里 程：DK292+880DK293+495 中心里程：DK289+187.5B!全长 6153、工程地质概况觇山一号隧道隧道区出露的地层有第四系全新统（d）,震旦系灯影组（Z力等，沿线出 露的地层岩性由新至老分述如下：（1）第四系全新统d第四系冲洪积层，分布于各谷内，为粉质黏土及卵砾石土，杂色，厚02m 第四系残破积层分布于沿线的山坡地带。岩性为含碎石粉质黏土，黄褐色，硬 塑，一般厚度为02m隧道出口附件为一采石场，表层为人工填土，灰黄色, 灰褐色，夹碎石，厚010m（2）震旦

8、系莲坨组该地层主要为震旦系莲坨组（Z2drj）,岩性为砂砾岩，青灰色，局部浅红 色，弱风化局部可见强风化，层厚-巨厚层状构造，属较软岩，节理较发育，密 闭-微张，岩体较破碎，岩溶弱发育-中等发育。主要分布于 DK285+638 DK285+66附近（3）震旦系灯影组新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部该时代地层主要为震旦系灯影组，岩性为灰岩，局部夹硅质岩，灰白色， 灰黄色，青灰色。强弱风化。表层强风化厚约030m下部为弱风化，厚层 巨厚层状构造，表面多见溶蚀的刀砍纹，属硬质岩，节理发育，密闭微张。岩 体较破碎，岩溶较发育中等发育。根据

9、岩石实验报告，岩石单轴饱和和抗压强 度Rc=37.96MPa属于硬质岩。主要分布于DK285+660DK286+29附近。岷山一号隧道洞身未见明显地质构造发育，止匕外，洞身发育2处低阻异常 带，袋内节理密集，岩体破碎，导水性和富水性较好，易发生涌水，塌方等突 发灾害，施工时应注意防治措施。岷山一号隧道地质分析表序号起始里程终止里程长度（m围岩级别地质复杂程度施工方法1DK285+647DK285+66619V较复杂明挖法2DK285+666DK285+70640V较复杂三台阶临时仰拱法3DK285+706DK285+785105V较复杂三台阶七步开挖法4DK285+785DK285+80520

10、IV较复杂三台阶法5DK285+805DK285+970165m中等复杂台阶法6DK285+970DK286+05080IV较复杂三台阶法7DK286+050DK286+11060m中等复杂台阶法8DK286+110DK286+240130IV中等复杂三台阶法9DK286+240DK286+27636V中等复杂三台阶临时仰拱法10DK286+276DK286+29216V中等复杂明挖法新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部觇山二号隧道场区以侵蚀构造低山为主，地势起伏较大，山坡自然度约为2035。隧 道区出露的地层有第四系全新统(Q4 ,

11、震旦系灯影组(Z2dn)等，沿线出露的 地层岩性由新至老分述如下：(1)第四系全新统Q4第四系冲洪积层，分布于各谷内，为粉质黏土及卵砾石土，杂色，厚02m 第四系残破积层分布于沿线的山坡地带。岩性为含碎石粉质黏土，黄褐色，硬 塑，一般厚度为02m隧道出口附件为一采石场，表层为人工填土，灰黄色, 灰褐色，夹碎石，厚010m(2)震旦系灯影组该时代地层主要为震旦系灯影组，岩性为灰岩，局部夹硅质岩，灰白色， 灰黄色，青灰色。强间导风化。表层强风化厚约i4m下部为强风化，厚层-巨 厚层状构造，表面多见溶蚀的刀砍纹，属硬质岩，节理发育，密闭微张。岩体 较破碎，岩溶较发育中等发育。根据岩石实验报告，岩石单

12、轴饱和和抗压强 度Rc-52.4MPa属于硬质岩。洞身发育多处低阻异常带，带内节理密集，岩体破碎，导水性和富水性较 好，易发生涌水、塌方等突发灾害。新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部觇山二号隧道地质分析表序号起始里程终止里程长度(m围岩级别地质复杂程度施工方法1DK286+440DK286+46020V中等复杂明挖法2DK286+460DK286+48020V中等复杂三台阶临时仰拱法3DK286+480DK286+50020IV中等复杂三台阶法5DK286+500DK286+59595m中等复杂台阶法6DK286+595DK286+

13、700105m较复杂台阶法7DK286+700DK286+76565出中等复杂台阶法8DK286+765DK286+85590m较复杂台阶法9DK286+855DK287+015160出中等复杂台阶法10DK287+015DK287+03520IV较复杂三台阶法11DK287+035DK287+08550V较复杂三台阶临时仰拱法12DK287+085DK287+10520IV较复杂三台阶法13DK287+105DK287+290185m中等复杂台阶法14DK287+290DK287+31020IV中等复杂三台阶法15DK287+310DK287+451141V中等复杂三台阶临时仰拱法16DK2

14、87+451DK287+593142V中等复杂明挖法觇山三号隧道隧道区出露的地层有第四系全新统(Q4 ,寒武系天河板组-石龙洞组, 震旦系灯影组(Z2dn)等，沿线出露的地层岩性由新至老分述如下：第四系全新统Q4第四系冲洪积层，分布于各沟谷内，为粉质黏土及卵砾石土，杂色，厚0 2m第四系残破积层分布于沿线的山坡地带。岩性为含碎石粉质黏土，褐黄色, 硬塑，一般厚度为022m局部地段大于22m新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部寒武系天河板组-石龙洞组该时代地层主要为寒武系天河板组-石龙洞组，主要分布 DK288+5O0 DK288+94

15、0D DK290+110DK29O+590岩性为灰岩，局部夹白云岩、硅质岩， 灰黄色，青灰色。强弱风化。表层强风化厚约516m局部地段大于16m 下部为弱风化，厚层巨厚层状构造，表面多见溶蚀的刀砍纹，属硬质岩，节 理发育，密闭微张。岩体较破碎，岩溶较发育中等发育。震旦系灯影组该时代地层主要为震旦系灯影组(Z2dn),主要分布DK287+83ODK288+500 和DK288+94ODK290+11Q岩性为灰岩，局部夹硅质岩，灰白色，灰黄色，青 灰色。强弱风化。表层强风化厚约510m下部为弱风化，厚层巨厚层状 构造，表面多见溶蚀的刀砍纹，属硬质岩，节理发育，密闭微张。岩体较破 碎，岩溶较发育中等

16、发育。洞身发育多处低阻异常带，带内节理密集，岩体破碎，导水性和富水性较 好，易发生涌水、塌方等突发灾害。根据区域地质资料及沿线实际调查，结合物探、遥感资料等综合分析，觇 山三号隧道洞身穿越大小断层共2条，通过野外调绘和室内综合分析其主要断 层构造特征如下：F1断层断层在地表与隧道相交于DK288+250寸近，倾向小里程，倾角约86o,初 步推断为逆断层，发育于震旦系灯影组(Z2dn)地层，断层宽度约1020m断 层破碎带内节理裂隙发育，岩体较破碎。新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部F2断层断层在地表与隧道相交于DK288+81酎近，

17、倾向大里程，倾角约68o,初 步推断为逆断层，发育于寒武系天河板组-石龙洞组地层，断层宽度约1020m 断层破碎带内节理裂隙发育，岩体较破碎。节理裂隙隧址区基岩节理裂隙发育，根据隧址区地表测绘统计，节理裂隙多微张， 部分为张开节理，部分无充填。新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部觇山三号隧道地质分析表序号起始里程终止里程长度(m围岩级别地质复杂程度施工方法1DK287+830DK287+87545V较复杂明挖法2DK287+875DK287+89015V较复杂三台阶临时仰拱法3DK287+890DK287+93040V较复杂三台阶临时

18、仰拱法4DK287+930DK287+95020IV较复杂三台阶法5DK287+950DK288+175225皿中等复杂台阶法6DK288+175DK288+23055IV复杂三台阶法7DK288+230DK288+25020V复杂三台阶临时仰拱法8DK288+250DK288+32575IV复杂三台阶法9DK288+325DK288+710385皿中等复杂台阶法10DK288+710DK288+825115IV复杂三台阶法11DK288+825DK288+84520V复杂三台阶临时仰拱法12DK288+845DK288+86520IV复杂三台阶法13DK288+865DK289+050185

19、皿中等复杂台阶法14DK289+050DK289+07020IV较复杂三台阶法15DK289+070DK289+255185皿较复杂台阶法16DK289+255DK289+27520IV较复杂三台阶法17DK289+275DK289+31540V较复杂三台阶临时仰拱法18DK289+315DK289+33520IV较复杂三台阶法19DK289+335DK290+255920皿中等复杂台阶法20DK290+255DK290+405150IV复杂三台阶法21DK290+405DK290+519114V复杂三台阶临时仰拱法22DK290+519DK290+55536V复杂明挖法3.4黄家湾隧道隧道区

20、出露的地层有第四系中上更新统残坡积层(Qel+dl 23);下伏地新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部层为志留系下统罗惹坪组(S1Ir)粉砂质页岩。沿线出露的地层岩性由新至老 分述如下：(1)第四系中上更新统残坡积层(Qel+dl 23)区内分布的第四系中上更新统地层主要为发育于山坡地带的残坡积层 (Qel+dl 23)。分布于沿线的山坡地带，岩性为粉质粘土，褐黄色，硬塑， 一般厚度为0.52.0ml第四系全新统Q4冲洪积层，分布于各沟谷内，为粉质 黏土及卵砾石土，杂色，厚02m(2)志留系下统罗惹坪组(S1Ir)岩性主要为粉质页岩：

21、灰黄色，强风化，粉砂质泥质结构，页理状构造， 节理裂隙发育，局部见铁镒质侵染，岩芯破碎多呈块状，块径29 m少量柱 状，节长1062m岩质软，手可掰断，属软质岩。粉砂质页岩：灰黄色，弱 风化，粉砂质泥质结构，页理状构造，节理裂隙发育，局部见铁镒质侵染，岩 芯破碎多呈柱状，一般柱状1020cm少量块状，岩质软，锤击声哑，RQD=70% 属软质岩，单轴饱和抗压强度Rc=8.76MPa节理状：270o/70o, 1组/米，微 张，泥质充填。根据物探震法试验成果资料，隧址区岩基弹性波速为330cH 4350m/s根 据化验资料粉砂质页岩单轴饱和抗压强度Rc=8.76MPa结合物探及现场地调成 果判断，

22、隧道区地层属软质岩。根据区域地质资料，该区域无明显地质构造发育；根据野外调绘分析，隧 址区附近未见有泉水等水文地质特征。根据物探震法试验成果资料，隧址区基 岩弹性波速为330cH4350m/s未见明显低速异常。新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部黄家湾隧道地质分析表序号起始里程终止里程长度（m围岩级别地质复杂程度施工方法1DK292+880DK292+89919V中等复杂明挖法2DK292+899DK293+046147V中等复杂三台阶临时仰拱法3DK293+046DK293+270224IV简单三台阶法4DK293+270DK293

23、+465195V中等复杂三台阶临时仰拱法5DK293+465DK293+49530V中等复杂明挖法4、地质复杂程度分级根据地质复杂程度对隧道施工安全的危害程度，将其分为以下四级，（参考 铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008）。A级：存在重大地质灾害隐患的地段，如大型暗河系统，可溶岩与非可溶 岩接触带，软弱、破碎、富水、导水性良好的地层和大型断层破碎带，特殊地 质地段，重大物探异常地段，可能产生大型、特大型突水突泥地段，诱发重大 环境地质灾害的地段，高应力、瓦斯问题严重的地段以及人为坑洞等。B级：存在中、小型突水突泥隐患的地段，物探有较大异常的地段，断裂 带等。C级：水文地质条件较好的

24、碳酸盐岩及碎屑岩地段、小型断层破碎带，发 生突水突泥的可能性较小。新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则10中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部D级：非可溶岩地段，发生突水突泥的可能性极小。5、实施超前地质预报的目的及主要内容超前地质预报的目的进一步查清因前期地质勘察工作的局限而难以探查的、隐伏的重大地质问 题，预报施工隧道掌子面前方的不良地质灾害，进而正确指导隧道工程的安全 施工。超前地质预报的主要内容(1)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；(2)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

25、预测预报；(3)不良地质预测预报，特别是岩溶、物探V类异常带、高地应力、人为 坑洞、瓦斯等发育情况的预测预报；(4)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 水地层中裂隙水等发育情况的预测预报。6、隧道超前地质预报实施方法本隧道超前地质预报以地质调查法为基础，采用超前钻探、物探相结合的 综合超前地质预报方法，用宏观指导微观预报、长距离预报指导中短距离预报、新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则11中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部微观预报验证宏观预报、中短距离预报验证长距离预报的工作思路，开展本隧 道的超前地质预报工作，使用的主要预报方法为地质调查法

26、、物探法、超前钻 探法和加深炮孔法。综合超前地质预报配套模式见图6.1所示。地质司查 TOC o 1-5 h z ITSP超前地质预报01 I超前钻探 加深地孔01I地质雷达红外探水 III I_】长距离.报|迪甯全西P亮般毫预报！中距哥预报II|地质素.华|二|图6.1综合地质预报配套模式示意图超前地质预报程序如下：(1)在地质调查法的基础上，开展弹性波反射(如TSP法预报工作。(2)在弹性波反射法(TSP预报的岩溶强烈发育异常段落进行地质雷达 法预报工作；在弹性波反射法(TSP预报的极破碎岩体并富水异常段落进行红 外探测法预报工作。(3)在物探法预报工作结束后，对物探异常段落进行超前钻探(

27、超前地质 钻探、加深炮孔)法预报和验证工作。需要注意的是在施工过程中应遵循动态设计原则，根据具体的地质情况， 及时调整超前地质预报方法和技术。岷山一号隧道、岷山二号隧道、岷山三号 隧道、黄家湾隧道超前地质预报方案表见表6.1表6.4所示。新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则12中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部表6,1岷山一号隧道超前地质预报方案表里程段落长度 地质 素描TSP地质雷 达高分辨率 直流电法超前 钻探加深炮 孔DK285+647DK285+68033VDK285+680 DK285+785105VVVVVDK285+785- DK285+80520VVV

28、VVDK285+805- DK285+970165VVVVDK285+970- DK286+05080VVV7VVDK286+050- DK286+11060VVVVDK286+110- DK286+240130VVVVDK286+240- DK286+29152V7V7V7V7表6.2岷山二号隧道超前地质预报方案表里程段落长度 地质 素描TSP地质雷 达高分辨率 直流电法超前 钻探加深炮 孔DK286+440-DK286+46525VDK286+465-DK286+48520VVVVDK286+485-DK286+595110VVVVDK286+595-DK286+700105VVVVVVD

29、K286+700-DK286+76565VVVVDK286+765-DK286+85590VVVVVVDK286+855-DK287+015160VVVVDK287+015DK287+03520VVVVVVDK287+035DK287+08550VVVVVVDK287+085-DK287+10520VVV7V7VVDK287+105-DK287+290185VVVVDK287+290-DK287+31020VVVVDK287+310-DK287+440130VV7VVDK287+440-DK287+593153V7V7V7新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则13中铁四局集团汉十铁

30、路 HSSG-9标项目经理部表6.3岷山三号隧道超前地质预报方案表里程段落长度 地质 素描TSP地质雷 达高分辨率 直流电法超前 钻探加深炮 孔DK287+830DK287+89060VDK287+890DK287+93040VVVVVDK287+930-DK287+95020VVVVVVDK287+950-DK288+175225VVVVDK288+175-DK288+23055VVVVVVDK288+230-DK288+25020VVVVVVDK288+250-DK288+32575VVVVVVDK288+325-DK288+710385VVVVDK288+710-DK288+825115

31、VVVVVVDK288+825-DK288+84520VVVVVVDK288+845-DK288+86520VVVVVVDK288+865-DK289+050185VVVVDK289+050-DK289+07020VVVVVVDK289+070-DK289+255185VVVVVVDK289+255-DK289+27520VVVVVDK289+275-DK289+31540VVVVVDK289+315-DK289+33520VVVVVDK289+335-DK290+255920VVVVDK290+255-DK290+405150VVVVVVDK290+405-DK290+505100VV7V7

32、V7V7V7DK290+505-DK290+55550V7表6.4黄家湾隧道超前地质预报方案表里程段落长度 地质 素描TSP地质雷 达高分辨率 直流电法超前 钻探加深炮 孔DIK292+880-DK293+046166VVVVVDK293+046- DK293+270224VVVVVDK293+270- DK293+495225V7V7V7V7V7新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则14中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部7、超前地质预报工艺流程及操作要点超前地质预报是隧道施工中的一个重要环节，应作为一项工序纳入隧道施 工中去。在接到监理单位或施工单位的通知后，预报人员

33、保证在48小时内到场 并进行相关测试。超前地质预报的野外作业时间安排易在立架或爆破出完渣经 找顶作业后进行。地震反射波法研究既有资料认真收集隧道设计资料、区域地质资料、工程地质资料等，通过对以上资 料的分析，以达到对整个地区地质情况有一个比较全面了解的目的。TSP测量系统的布置和量测根据隧道内岩层的走向确定炮孔布置在左边墙或右边墙位置，从掌子面附 近的边墙位置开始布置第一个激发孔，以后每间距1.5m处布置下一个激发孔， 激发孔向下倾斜1020 ,孔深为1.5m,连续布置24个激发孔。在第24个 激发孔朝着洞口的方向量测1520m分别在左右边墙的位置布置一个地震波 信息接收孔，孔径为50mm深度

34、为2m激发孔与接收孔基本保持在同一个高度 上。待孔全部钻好后需要对孔间距进行量测并与隧道里程发生关系。新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则15中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部TSPW量系统布置图TSP系统的野外实施(1)埋设地震波信息接收探头TSP测量过程中需要将接收器探头埋设在钢套管中，而钢套管则通过双组 分环氧树脂或锚固剂与围岩紧紧耦合在一起。以便于接收由激发孔激发的地震 波信号。(2)药包的埋设每一个激发孔中需要通过小药量炸药人工激发地震波信号。需要说明的是 雷管必须采用瞬发电雷管，炸药采用乳化炸药。放炮前需要对激发孔中灌水， 起到使爆破产生的能量能尽量在围岩

35、中传播并压制灰尘和消焰的目的。(3)数据采集待准备工作就绪后，就可以采集数据。在噪音监测模式下如发现周边环境 的噪音低，可以进行数据采集作业并开始放炮。此时起爆器产生的电信号一方 新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则16中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部面去触发电雷管引爆药包，另一方面给仪器一个信号以打开里边的数据传输通 道。通过药包的爆破，所产生的地震波信号很快会被接收探头所接收到并记录 下来。依次下去，直到24个激发孔全部放炮完毕为止。(4)数据处理将现场采集的资料传输至计算机，利用TSPwi做件对其进行处理，TSPwin 软件主要由数据库、处理、计算反射界面三部

36、分组成。数据库编辑现场采集的数据和定义观测系统。处理对原始数据进行放大、能量均衡、滤波等流程的处理。计算反射界面在波形处理后，从地震波形记录中拾取纵波波至和横波波至，根据爆炸点 与检波器的距离可分别计算各段围岩的纵波速度Vp和横波速度Vs。Vp和Vs值的 大小综合反映了围岩的物理力学性质，根据Vp和Vs值可直接计算动力学参数， 即计算动弹性模量日、动剪切模量G和泊松比邛。根据绕射重叠法原理(与常规地震反射资料处理中偏移流程的原理类似) 计算反射界面与隧道的相对位置，即与隧道轴线的交角或至掌子面的距离。(5)资料解释根据TS砧的原理和工作经验，把距离隧道轴线近、能量大的反射波组判 释为围岩异常区

37、，并综合地震波速、反射波相位、泊松比和动态杨氏模量等参 数对围岩异常区的类别进行划分。解释原则如下所述：新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则17中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部泊松比高说明有流体存在，纵波波速低说明有裂隙存在；S波反射能量强，P波反射能量弱，说明有流体存在；S波反射能量弱，P波反射能量强，说明有裂隙存在；反射波为正相位时，说明围岩由软弱岩层进入坚硬岩层；反射波为负相位时，说明围岩由坚硬岩层进入软弱岩层；当泊松比大于0.28或VP/V族然增大时，前方地质情况为有水或围岩 较破碎；当静态杨氏模量大于30时，石质坚硬，反之，石质较软；当反射界面较多且静态杨

38、氏模量和泊松比变化频繁，幅度较大时，围岩 为破碎带，若为负反射振幅时，围岩为软弱破碎带。7.1.4现场TSPW量的时间(1)清理激发孔、接收孔的时间：20分钟；(2)埋设地震波信息接收探头时间：20分钟；(3)药包的埋设时间：30分钟；(4)放炮及数据采集的时间：40分钟；(5)清理爆破后现场的时间：10分钟。所以，现场整个TSPW量系统的总时间约为120分钟新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则18中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部地质雷达法测线的布置采用地质雷达法进行超前地质预报时在隧道掌子面上布置测线位置，在有 条件的情况下采用连续测量模式进行，当现场条件不允许时

39、采用点测的方法对 前方的地质情况进行探测地质雷达超前预报测线数据采集当测线位置确定后，连接仪器各部件并开机检查现场是否有干扰源的存在。 如存在干扰源则应想办法清除。如没有干扰的存在，则可以开始数据的采集工 作。在地质雷达的数据采集过程中还应该注意以下事宜：测网密度、天线间距 和天线移动速度应反映出探测对象的异常，测线宜采用十字或网格形式布设并 采用连续测量的方式，不能连续测量的地段可采用点测。数据采集过程中，支 撑天线的器材应选用绝缘材料，天线操作人员应与工作天线保持相对固定的位 置。地质雷达（GPR探测质量检查的记录与原探测记录应具有良好的重复性, 波形一致，异常没有明显的位移。在发现有重点

40、异常的区域应重复观测，重复新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则19中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部性较差时应查明原因。参与解释的雷达剖面应清晰，解释前宜做编辑、滤波、增益等处理。情况 较复杂时还宜进行道分析、FK滤波、正常时差校正、褶积、速度分析、消除背 景干扰等处理。资料处理及解释地质雷达的资料处理采用“RADAN FOR WINDOWSNT包对原始数据进 行处理。其处理流程为：数据传输一文件编辑-水平均衡-数字滤波一零点归 位一偏移处理-能量均衡一时深转换一文件注释一输出雷达深度剖面图。将雷 达深度剖面图作为资料解释的基本图件。根据雷达深度剖面图上的反射波组、强

41、能量团块分布和双曲线等特征，对 掌子面前方的地质情况做出判断。现场地质雷达法所需的时间(1)布置测线位置的时间：5分钟；(2)调试仪器参数时间：5分钟；(3)实体数据采集时间：20分钟；所以，现场地质雷达法探测所需的总时间约为30分钟。红外探测法测线的布置及数据采集红外探测宜从开挖工作面开始,沿着一个边墙向洞口方向以25米点间距新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则20中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部标出探测序号图，标出5060米长的范围。标定顺序号的目的有两个：一是给 出探测者探测时的站位，二是绘制图件时能给出直角坐标系横坐标的里程。在 具体探测时操作者站在一个顺序

42、号旁侧的隧道中，用仪器的激光指向器射出的 红色斑点，按顺时针方向，分别指向左边墙、左拱腰、顶顶、右拱腰、右边墙 和隧底中线，与此同时这6条探测曲线在该处的探测值就探测完毕。然后走到 下一个顺序号，照此探测，直至全部探测顺序号上不同方位的应探测数据全部 探完。将全部数据输入计算机，可分别绘出左边墙探测曲线、左拱腰探测曲线、 拱顶探测曲线、右拱腰探测曲线、右边墙探测曲线和隧底中线探测曲线。5555 1 5 | 5 | 5 | 55555掌60米沿隧道轴向探测断面布置示意图图2每个断面测点布置示意图图3掌子面测点布置示意图新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则21中铁四局集团汉十铁路 H

43、SSG-9标项目经理部工作原理依据探测数据绘制沿隧道轴向的探测曲线，如果开挖工作面前方存在储水 构造，在靠近开挖工作面一端曲线会下降或上升，开挖工作面探测数据最大离 散差值应超过正常情况下的差值；但是应该注意以下两种情况：若开挖工作面 附近几十米都存在地下水，在开挖工作面端探测曲线发生明显的上升或下降趋 势时，则可能表明开挖工作面前方不存在地下水；若地下水在开挖工作面后方 探测范围内、前方整个空间都发育，各部位的探测曲线则比较平缓，开挖工作 面探测数据最大离散差值也较小，因此资料不会显示异常。现场红外探测法所需的时间(1)布置测线位置的时间：15分钟；(2)实体数据采集时间：25分钟；所以，现

44、场红外探测法所需的总时间约为40分钟。超前钻探法超前地质钻探是利用钻机在隧道开挖工作面进行钻探获取地质信息的一种 超前地质预报方法。超前地质钻探法适用于各种地质条件下的隧道超前地质预 报，在富水软弱断层破碎带、富水岩溶发育区、煤层瓦斯发育区、重大物探异 常区等地质条件复杂地段必须采用。(1)超前地质钻探主要采用冲击钻和回转取芯钻，二者应合理搭配使用, 提高预报准确率和钻探速度，减少占用开挖工作面的时间。新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则22中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部一般地段采用冲击钻。冲击钻不能取芯，但可通过冲击器的响声、钻速及 其变化、岩粉、卡钻情况、钻杆

45、震动情况、冲洗液的颜色及流量变化等粗略探 明岩性、岩石强度、岩体完整程度、溶洞、暗河及地下水发育情况等。复杂地质地段采用回转取芯钻。回转取芯钻岩芯鉴定准确可靠，地层变化 里程可准确确定，一般只在特殊地层、特殊目的地段、需要精确判定的情况下 使用。比如煤层取芯及试验、溶洞及断层破碎带物质成分的鉴定、岩土强度试 验取芯等。(2)超前地质钻探应符合下列技术要求：在地质调查法和物探法超前预报的基础上，对发现的不良地质体、物探异 常点进行超前钻探，进行定量化探查。加深炮孔探测：利用风钻或凿岩台车等在隧道开挖工作面钻小孔径浅孔获 取地质信息，炮孔深度不小于5米。超前钻孔探测：利用钻机在隧道开挖工作面进行钻

46、探获取地质信息。一般 探测孔25米一个循环，单孔深度为30米左右，前后两次相邻探测孔之间的搭 接长度为5米。当有异常情况时，结合预测结果判释，可加密钻孔或加深部分 炮孔。正洞孔数及相关要求：当岩溶发育程度为中等发育时，加深炮孔法按10孔+超前钻孔1孔进行超 前地质预报。当TS砧资料显示为极破碎岩体并富水或加深炮孔有异常时，增 加地质雷达法及增设76钻孔探测；当在可溶岩与非可溶岩接触带，可溶岩中 的大型溶洞、勘察期间物探资料显示较大规模异常，TSP法资料显示为极破碎 新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则23中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部岩体并富水的地段超前钻探法为5

47、孔76劫口深炮孔18孔进行超前地质预报。非可溶岩段落中，一般地段采用加深炮孔法5孔进行超前地质预报。(3)超前地质钻探应符合下列工作要求：实施超前地质钻探的人员应经技术培训和考核，经考核合格后方可上岗。钻探前地质技术人员应进行技术、质量交底。超前钻探过程中应在现场做好钻 探记录，包括钻孔位置、开孔时间、终孔时间、孔深、钻进压力、钻进速度随 钻孔深度变化情况、冲洗液颜色和流量变化、涌砂、空洞、振动、卡钻位置、 突进里程、冲击器声音的变化等。超前钻探过程中应及时鉴定岩芯、岩粉，判定岩石名称，对于断层带、溶 洞填充物、煤层、代表性岩土等应拍摄照片备查，并选择代表性岩芯整理保存， 重要工程钻探过程监理

48、应进行旁站。在富水地段进行超前钻探时必须采取防突措施；测探孔内水压时，需安装 孔口管，接上高压球阀、连接件和压力表，压力表读数稳定一段时间后即可测 得水压。应加强钻进设备的维修与保养，使钻机处于良好状态；强化协调和管理， 各方应积极配合，减少和缩短施钻时间。(4)钻孔质量控制可采取下列措施采用系统的钻探程序测量布孔：施钻前按孔位位置用经纬仪准确测量放线，将开孔孔位用红油 漆标注在开挖工作面上。设备就位：孔位布好后，设备就位，接通各动力电源和供风、供水管路。新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则24中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部安装电路要由专业电工操作，确保安全，供风

49、管路要连接紧密，无漏气现象。对正孔位，固定钻机：将钻具前段对准开挖工作面上的孔位，调整钻机方 位，将钻机固定牢固。开孔、安装孔口管：孔口管必须安设牢固。成孔验收：施钻满足设计要求，经现场技术人员确认签收后方可停钻终孔。控制钻进方向钻机定位完毕后，对钻机进行加固，使钻机在钻进过程中位置不偏移，做 到钻孔完毕钻机位置不变。在钻进过程中应定期检查机器的松动情况，及时调 整固定。对钻具的导向装置尽可能加长，并且选用刚度较强的钻杆，从而提高钻具 的刚度，减少钻具的下沉量。不得使用弯曲钻具。当岩层由软变硬时应采用慢速、轻压钻进一定深度后，改用硬岩层的钻进 参数。钻进中应减少换径次数。本循环钻孔完毕后，根据

50、测量结果总结出钻具的下沉量，下一循环钻探时 通过调整孔深、仰俯角等措施控制下沉量在设计要求的范围内，达到技术要求 的精度。准确鉴定岩性及其分布位置。(5)超前钻探钻进中应防止地下水突出，可采取安设孔口管和控制闸阀 等措施，确保工作人员和机械设备的安全，同是应使地下水处于可控状态。在富水区实施超前地质预报钻孔作业，必须先安设孔口管，并将孔口管固 定牢固，装上控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方可继续钻新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则25中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部进。特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。当地下水压力大于一 定数值时，应在孔

51、口管上焊接法兰盘，并用锚杆将法兰盘固定在岩壁上。富水区隧道超前地质钻探时，发现岩壁松软、片帮或钻孔中的水压、水量 突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，立即上报有关部门，并派人 监督水情。当发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后 采取措施，进行处理。孔口管锚固可采用环氧树脂、锚固剂，亦可采用快凝高强度膨胀的浆液锚 固，锚固长度宜为1.52.0m,孔口管外端应露出工作面0.20.3项用以安装 高压球阀。(6)超前钻探法应编制探测报告，内容包括工作概况、钻孔探测结果、 钻孔柱状图，必要时应附以钻孔布置图、代表性岩芯照片等。超前地质钻孔由地质技术人员进行地质编录和孔内必要的测

52、试后，整理得 到超前探孔成果，内容如下：钻孔柱状图，描述地层、岩性、节理裂隙特征，记录钻孔过程中有价值 的信息，提出围岩完整性评价；记录出水位置，进行孔内水量、水压、水温等测试，预测隧道涌水；记录孔内排出的浆液、煤屑变化情况；编写钻探报告。加深炮孔探测法在需要做加深炮孔探测法的地段，在每个循环中使炮孔深度不小于5米，新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则26中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部以便在临近不良地质体时能及时发现前方存在的不良地质情况。地质素描法(1)时间安排地质素描随隧道的开挖及时进行，贯穿地质预报工作的始终。对岩性变化 点、构造发育部位、岩溶发育带附近等复

53、杂、重点地段每开挖1个施工循环进 行一次地质素描，其它一般地段跟据地质变化情况适当延长。(2)人员安排洞内地质素描现场参加人员为各驻地地质工程师。(3)完成内容洞内地质调查包括开挖面地质素描和洞身地质素描，主要开展以下工作：辅助坑道洞内地层、岩性的划分和描述；核对包括地层岩性、断层构造 等在内的主要地质界线在隧道洞身的实际位置；进一步确定各断带及其主、次 断层(包括影响带)的位置、产状，断层带的物质组成、宽度、富水程度及工程 性质。对洞壁岩体主要结构面(断层、层理及节理、裂隙等)进行定性及定量统 计量测，查明主要结构面的产状、性质、延伸长度、张开宽度、粗糙程度、蚀 变情况、密度、地下水及充填情

54、况等，并分析优势结构面对围岩稳定性的影响。对岩体受构造影响程度、节理发育程度、岩体完整程度、富水程度及围 岩稳定状态等进行详细编录，据此对围岩级别及其他地质参数进行修正，并提 出有针对性的支护、衬砌或超前加固措施意见。对重点地段，如断层破碎带、节理密集带、岩性接触带、地下水富集带、新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则27中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部高地应力区、岩性变化频繁或软硬相间及掌子面地质情况与地面地质调查出入 较大等重点地段进行核对和详细的调查与分析评价。(4)成果及结论主要完成开挖面地质素描图、洞身地质展示图绘制、地层分界线及构造线 隧道内和地表相关性预

55、报图、地质复杂地段纵断面图和其它一些相关资料。8、超前地质预报组织机构设置及投入的人力、设备资源现场预报机构组织形式根据相关文件要求和预计预报工作量，成立隧道超前地质预报项目组，设 组长一名,并配备多名现场专业工程师和其它辅助人员等,另外需要施工单位配 合人员若干。拟投入的仪器设备投入本项目仪器设备汇总表序号名称型号数量产地1TSPTSP481台中国2红外探水HW-3041台中国3地质雷达(GPRLTD21001台中国4雷达天线100MHz1个中国5数码相机三星1部中国6笔记本电脑联想1台美国7钻机由施工单位配制8地质罗盘及地质锤由施工单位配制新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则

56、28中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部9、质量保证措施弹性波反射法(TSP(1)干扰背景不应影响初至时间的读取和波形的对比；(2)反射波同相轴必须清晰；(3)不工作道应小于20%且不连续出现；(4)弹性波反射法(TSP质量检查记录与原观测记录的同相轴应有较好 的重复性和波形相似性。地质雷达法(1)参与解释的雷达剖面清晰；(2)解释前宜做编辑、滤波、增益等处理。情况较复杂时还宜进行道分析、 FK滤波、正常时差校正、褶积、速度分析、消除背景干扰等处理。(3)结合地质情况、电性特征、探测体的性质和几何特征综合分析。必要 时应考虑影响介电常数的各种因素，制作雷达探测的正演和反演模型。红外探

57、测法(1)探测时间选在爆破及出渣完成后进行；(2)测线布置：全空间全方位探测地下水时，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5米，发现异常时应加密点距； 测线布置从开挖工作面向洞口方向的布置长度通常为60米，不得少于50米。 开挖工作面测线布置一般为4条，每条测线布置6个测点。新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则29中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部(3)做好数据记录，并绘制红外探测曲线图。(4)有效预报距离应在30米以内，连续预报时前后两次重叠长度大于5 米。(5)当在以下情况时采集的数据视为不合格：仪器已显示电池电压不足，未更换电池而继

58、续采集的数据；开挖工作面炮眼、超前探孔等钻进过程中所采集的数据；喷锚作业后水泥水化热影响明显时所采集的数据；爆破作业后测线范围内温差明显时所采集的数据；测线范围内存在高能热源场时所采集的数据。超前钻探法(1)孔数当岩溶发育程度为中等发育时，加深炮孔法按10孔+超前钻孔1孔进行超 前地质预报。当TS砧资料显示为极破碎岩体并富水或加深炮孔有异常时，增 加地质雷达法及增设76钻孔探测；当在可溶岩与非可溶岩接触带，可溶岩中 的大型溶洞、勘察期间物探资料显示较大规模异常，TSP法资料显示为极破碎 岩体并富水的地段超前钻探法为5孔76劫口深炮孔18孔进行超前地质预报。非可溶岩段落中，一般地段采用加深炮孔法

59、5孔进行超前地质预报。(2)孔深加深炮孔探测时炮孔深度不小于5米。超前钻孔探测：一般探测孔25米一个循环，单孔深度为30米左右，前后新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则30中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部两次相邻探测孔之间的搭接长度为5米。当有异常情况时，结合预测结果判释， 可加密钻孔或加深部分炮孔。加深炮孔探测法加深炮孔探测法的孔数和孔深要求以能探明掌子面前方5米深度范围内有 无不良地质体的情况为准。地质素描法(1)地质素描图应采用现场草图、出洞后及时誉清的方式完成，记录必须 在现场根据实际情况记录，不得回忆编制或室内制作。地质素描原始记录、图、 表须当天整理。(

60、2)隧道洞内地质素描资料应及时整理，并应分段完善、总结。10、安全措施(1)参与人员认真学习、执行隧道施工安全规程，超前钻探人员还应认真 学习、执行钻探安全技术操作规程。新参加人员上岗前，必须经过安全生产教 育，具有安全生产的基本知识，并在组长或技术熟练人员的指导下工作。(2)在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、安全帽和防尘口罩等 防护用品。(4)严禁上班前和工作中饮酒。新建汉十铁路HSSG-9标隧道超前地质预报实施细则31中铁四局集团汉十铁路 HSSG-9标项目经理部(5)地质预报工作必须在现场找顶作业结