3分部超前地质预报实施方案

1、目 录 TOC o 1-1 h z u HYPERLINK l _Toc358906898 一、编制依据 PAGEREF _Toc358906898 h 2 HYPERLINK l _Toc358906899 二、工程概述 PAGEREF _Toc358906899 h 2 HYPERLINK l _Toc358906900 三、地质概况 PAGEREF _Toc358906900 h 7 HYPERLINK l _Toc358906901 四、地质复杂程度分级 PAGEREF _Toc358906901 h 9 HYPERLINK l _Toc358906902 五、超前地质预报的目的 PA

2、GEREF _Toc358906902 h 9 HYPERLINK l _Toc358906903 六、超前地质预报方案、分段预报内容及具体预报方法 PAGEREF _Toc358906903 h 10 HYPERLINK l _Toc358906904 七、各种预报手段的原理及适用的地质条件 PAGEREF _Toc358906904 h 13 HYPERLINK l _Toc358906905 八、重大不良地质体详查方案及措施 PAGEREF _Toc358906905 h 23 HYPERLINK l _Toc358906906 九、地质预报工艺流程及操作要点 PAGEREF _Toc3

3、58906906 h 34 HYPERLINK l _Toc358906907 十、超前地质预报组织机构及投入的人力、设备资源 PAGEREF _Toc358906907 h 36 HYPERLINK l _Toc358906908 十一、质量要求 PAGEREF _Toc358906908 h 38 HYPERLINK l _Toc358906909 十二、平安措施 PAGEREF _Toc358906909 h 38 HYPERLINK l _Toc358906910 十三、资料要求 PAGEREF _Toc358906910 h 40 HYPERLINK l _Toc358906911

4、十四、工作制度 PAGEREF _Toc358906911 h 40 HYPERLINK l _Toc358906912 十五、地质预报成果的验证及总结 PAGEREF _Toc358906912 h 41 HYPERLINK l _Toc358906913 十六、附表 PAGEREF _Toc358906913 h 42织纳铁路1标3分部隧道超前地质预报大纲一、编制依据1、铁路隧道超前地质预报技术指南(铁建设2021105号)；2、?铁路工程地质勘察标准?TB10012-2007； 3、?铁路隧道风险评估与管理暂行规定?铁建设2007200号； 4、“关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道

5、设计施工有关技术规定的通知铁建设2021120号； 5、铁道部建设管理司?关于进一步加强铁路隧道设计施工平安管理工作的通知?建技2021352号文。6、新建铁路织金至纳雍线施工图；7、?织纳铁路I标段实施性施工组织设计?；8、?织纳铁路I标超前地质预报大纲?；二、工程概述我分部管段线路长度5.6km，起讫桩号为DK11+400-DK17+000，下辖隧道4座共计5.2 km。孙家坡1号隧道出口端DK11+400-DK13+415，长2021米；孙家坡二号隧道DK13+640-DK14+281，长641米；后寨隧道DK14+416-DK14+062，长646米；梁山隧道进口DK15+030-DK

6、17+00，长1970米。隧道情况概述表序号隧道名称起圪里程隧道简介备注1孙家坡一号隧道DK9+485至DK13+415本隧道位于贵州省织金县板桥乡，全长3930m，隧道线路纵坡为：1915米3上坡，400米7的下坡，1615米11.52的下坡。进口端DK9+485DK10+166.63段位于R=800的右偏曲线上，DK11+658.43935.86段位于R=4000m的右偏曲线上，隧道其余段落位于直线上。最大埋深约229m。隧道上覆第四系坡残积Q4de+el粉质黏土，下伏基岩为二叠系上统龙潭组P2l+c+d泥岩、砂岩夹煤层，峨眉山玄武岩P2夹火山角砾岩、凝灰岩、硅质岩，二叠系下统茅口组P1m

7、灰岩。隧区地质构造复杂，断裂发育。底层岩体破碎，线路大角度穿越构造线。区内地层岩体总体上呈单斜，地层总体上倾向南东倾向小里程端，倾角小于10，线路与岩层整体走向一般呈小角度相交。隧道位于低中山侵蚀地貌区，西南高东北低，区内海拔1263m-1907m；灰岩露出区局部坡度较陡，近于直立。灰岩段内沟谷深切，局部呈陡立的峡谷地貌。区内植被较发育，多为松木林，缓坡段多为植被覆盖。隧道正洞开挖：级围岩2000米，级围岩1435米，级围岩495米。2孙家坡二号隧道DK13+640至DK14+281本隧道位于贵州省织金县板桥乡，全长646m，隧道从进口至出口线路纵坡依次为：60米长度为11.52下坡， 581

8、米长度为3的下坡。进口端DK13+640DK14+138.24段位于R=1600的右偏曲线上，隧道其余段落位于直线上。隧道上覆第四系全新统坡残积Q4de+el)粉质黏土、碎石土，下伏基岩为二叠系峨眉山玄武岩P2),隧址内岩性单一，为单斜构造。隧道进出口级浅埋段节理裂隙发育，隧道开挖后可能会发生掉块、坍塌。隧道位于低中山地貌区，地形起伏不大，丘包与槽谷相间分布，隧道进口纵坡较缓坡度20-30，出口纵坡较陡坡度25-40。区内海拔1307m-1418m地表根本为旱地，洞身地表多见基岩出露, 最大埋深约229m。隧道正洞开挖：级围岩360米，级围岩100米，级围岩181米。3后寨隧道DK14+416

9、至DK15+062本隧道位于贵州省织金县板桥乡，全长646米，隧道全线纵坡为5单面上坡。进口端DK14+416DK14+815.5段位于R=1600的左偏曲线上，隧道其余段落位于直线上。隧区上覆第四系全新统坡残积Q4de+el粉质黏土、碎石土，下伏基岩为二叠系峨眉山玄武岩P2,隧址内岩性单一，为单斜构造。隧道属中高山地貌，丘包与槽谷相间分布，隧道进出口纵坡较缓，坡度15-30。地面海拔高程1306-1455m，最大高差149m。地表根本为水田、旱地，洞身地表多见基岩出露, 最大埋深约123m。隧道正洞开挖：级围岩520米，级围岩40米，级围岩80米。4梁山隧道DK-15+030至DK19+49

10、5本隧道位于贵州省织金县以那乡，全长4465m，隧道纵坡，隧道进口至DK16+700段坡率为3，DK16+700至DK17+100段坡率为-7.0，DK17+100至DK19+050为-10.9，DK19+050至至出口段坡率为-3，隧道DK18+557.68DK19+233.06位于R=800m的曲线上，其余段落均位于直线上。隧道最大埋深644m。隧址区地质构造复杂，断裂发育，地层岩体破碎，线路多大角度穿越构造线。区内地层总体上呈单斜，地层总体上倾向北东，线路与岩层整体走向一般呈小角度相交。隧道属中山地貌，地形起伏较大，隧道进、出口覆土较厚，出口可见基岩裸露，海拔高程12631907m，相对

11、高差约644m。山体植被较发育，多为松林及灌木丛，山坡地形较缓。隧道进出口附近有便道到达，交通较为便利。隧道正洞开挖：级围岩1755m，级围岩2060m，级围岩650m。三、地质概况1、工程地质特征线路主要通过织金、纳雍一带分布最广发育最全的中生代二叠系P和三叠系T地层。区内第四系Q全新统覆盖层以冲洪积、坡残积及坡崩积为主，厚度050m。2、地质构造线路通过区域地质构造复杂，断层发育，地层岩体破碎，处于黔西山字形构造体系与东西向构造带、南北向构造带、华夏方向构造交接复合带。主要构造体系有黔西山字形构造、东西向构造、华夏方向构造。3、水文(1)地表水测区属乌江水系，沿线路分布多条南北向分支河流，

12、主要有底那河，武佐河等。除武佐河根本常年有水外，其余几条支流均受季节雨量的控制，枯水期根本为干沟。各条河流涨跌明显，洪水季节水位迅速升高。沿线贫水段落较长，表水缺失严重。(2)地下水沿线地下水主要划分为孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水三大类。区内地下水的动态变化明显受降水影响，地表出水点最大流量一般出现于69 月，枯水期多出现于13 月。地下水一般就近排泄，拟建铁路隧道大多处于地下水的垂直循环带或季节交替循环带内。(3)沿线水质对混凝土的侵蚀性评价受雨季及取水环境的影响，分析具侵蚀性水质主要分布地层为：二叠系上统P2l+c+d含煤地层、三叠系下统永宁镇组第4 段T1yn4含石膏地层，在全线分布较广泛

13、。线路穿以上地层时，化学侵蚀环境下对混凝土结构作用等级为H2，酸性侵蚀作用等级H1。由于含煤地层地下水中富含硫酸根，其侵蚀性对地表植被有破坏作用，因此施工过程中含煤地层中排出的水应设置导水渠进行排放。4、气象资料本线所经织金、纳雍两县属亚热带湿润季风气候区，沿线地形、地貌起伏较大，气象特征相应有所差异。织金县境内气候特点是：气候温和湿润，夏无酷暑、冬无严寒、雨量充分、日照较少。年平均气温14.7，最冷月1月平均气温4.3，最热月7月平均气温34.0；极端最高气温33.6，极端最低气温-4.0；多年平均日照量1172.0 小时；多年平均降雨量1231.0mm，历年最大降雨量1412.0mm；年平

14、均风速4.0m/s，最大风速19.4m/s；年平均蒸发量1354.3mm；多年平均相对湿度80%；多年平均雾天数8 天。纳雍县境内气候特点是：季节更替不清楚，气温变化不大，夏短无酷暑、冬长而无严寒、多雨寡照。年平均气温13.6，最冷月1月平均气温1.1，最热月7月平均气温27.3；极端最高气温34.1，极端最低气温-9.6；多年平均降雨量1243.9mm，历年最大降雨量1399.5mm；年平均风速0.9m/s，最大风速20.8m/s；年平均蒸发量1111.0mm；多年平均相对湿度76%；多年平均雾天数16 天。四、地质复杂程度分级织金至纳雍铁路线路整体呈东西走向，地处黔西高原与黔中高原的过渡带

15、，为中山地貌，山高谷深，海拔高程12372441m，相对高差一般100400m。其间山峰连绵，丛岭栉比，在崇山峻岭之间局部镶嵌着面积不大的山间溶蚀槽谷或小型溶蚀盆地，跨六冲河支流地段，多为深山峡谷地貌，总体上西高东低，向六冲河河谷倾斜。隧道上覆第四系残破积土，下伏三叠系灰岩、二叠系砂质泥岩，煤层，属于复杂地质。五、超前地质预报的目的了解和判断掌子面前方一定距离内不良地质的性质、位置、宽度和影响隧道的长度，由此判断地下水情况、围岩级别和对施工的影响，到达：1、为在施工中调整施工方案和措施提供可靠的参数；2、防止或最大限度的降低施工过程中突泥、涌水、塌方、瓦斯等灾害，从而不受或少受损失奠定根底；

16、3、为隧道在平安条件下实现快速施工、减小风险创造条件；4、减少施工中的盲目性，减少事故发生率。六、超前地质预报方案、分段预报内容及具体预报方法1、超前地质预报方案根据标段隧道地质情况，采用综合超前地质预报方法进行。首先熟悉隧道施工设计图特别是提供的地质资料，然后开展地质调查，最后在洞内进行综合物探及验证。2、超前地质预报的类型：根据新建铁路织金至纳雍线施工图，隧道的超前地质预报主要采用地质调查、加深炮孔探测、地震波探测、红外探测和超前钻孔探测等手段进行预报，对重点地段和地震波法探测异常地段，采用超前钻孔等方法加强探测和验证，超前预报的类型和采取的方法如下表所述。超前地质预报类型表类型采取方法A

17、类：极易发生突水、涌泥段1常规地质法2物探法地震法反射法+红外探水+地质雷达3超前钻探法超前钻孔5孔+加深炮眼B类：物探显示异常地段、受岩溶竖井影响段、可溶岩与非溶岩接触带，非可溶岩断层破碎带1常规地质法2物探法地震法反射法+红外探水+地质雷达3超前钻探法超前钻孔3孔+加深炮眼C类：可溶岩一般段或地表环境要求较高的非可溶岩地段1常规地质法2物探法地质雷达3超前钻探法超前钻孔1孔+加深炮眼D类非可溶岩一般在段1常规地质法2物探法地质雷达3、超前地质预报的范围：根据新建铁路织金至纳雍线设计施工图，对织纳铁路1标隧道超前地质预测预报的里程范围和采取的预报类型进行了统计，统计表如下。预报类型和范围表的

18、探测类型隧道名称里程范围长度m探测类型孙家坡1号隧道DK9+485DK10+439954C类DK10+439DK10+569130B类DK10+569DK10+799230C类DK10+799DK12+2491450B类+中间一孔超前探孔斜向下300施钻DK12+249DK12+774525C类DK12+774DK12+899125A类DK12+899DK13+415516C类孙家坡二号隧道DK13+640DK14+281641D类后寨隧道DK14+416DK15+062646D类梁山隧道DK15+030DK15+727697B 类DK15+727DK19+4953768A类+基底探测4、超前

19、地质预报工程数量：织纳铁路1标超前地质预报的主要工程娄量有。如下表所示超前预报预计工程量隧道名称里程长度m洞内地质调查m基底探测m超前瓦斯探孔m超前钻探物探法加深炮孔m超前钻孔(m)地震波反射法m地质雷达m红外探测m孙家坡1号隧道DK9+485至DK13+415393039303930206209090174047402070孙家坡2号隧道DK13+640至DK14+281641641780后寨隧道DK14+416至DK15+062640640780梁山隧道DK15+030至DK19+4954459445937863986025320450054005400七、各种预报手段的原理及适用的地质条

20、件根据隧道围岩地质情况采用以长距离预报为主短距离为辅，长短互补的预报原那么。方案采用： TSP203、地质雷达、远红外线探水、超前水平钻孔、瓦斯监测仪、地质素描。将以上方法有机结合、综合应用，从不同方面发现异常、揭示异常，组成地质超前预报完整的技术体系，将超前地质预报合理纳入工序进行组织管理。所采用的设备为：中长距离预报采用TSP和TPS203地质探测仪探测距离约120m，短距离预报采用地质素描和超前水平钻孔的方法，进行综合预报，以便相互补充、验证，提高准确率。TSP203预报系统：该系统是目前最先进的地质预报系统，准确率高，适用范围广，适用于任何地质情况；预报距离长，能准确预报掌子面前方10

21、0150m的地质情况。地质雷达：用于隧道底部、边墙、隧顶外或其它出水部位可能隐伏岩溶洞穴的探测，效果较好。远红外探水：遇到断层和涌水量较大的地段时，可以准确判断其含水量和水压，为防止出现涌水突泥地质灾害提供可靠依据。超前水平钻孔：在地质较差段采用。 加深炮孔：在地质条较差和有瓦斯气体段采用。地质素描：操作简便，可以作为其他方式的补充和验证。TSP203地质探测仪TSP203超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域的地质状况，是专门为隧道和地下工程超前地质预报研制开发的目前世界上在这个领域先进的设备，它是在掌子面前方边墙一定范围内一排爆破点，进

22、行微弱爆破，产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播，当岩石强度发生变化，界面两侧岩石的强度差异越大，反射回来的信号、返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理得到岩体强度变化界面的信号也就越强。返回信号被经过特殊设计的接收器接收转化成信号并进行放大，通过专用数据处理软件处理，得到岩体强度变化界面的位置及方位。它为方便快捷地预报掌子面前方100200m范围内的断层破碎带、软弱地层等不良地质情况提供了一种强有力的方法和工具，通过超前地质预报提前了解掌子面前方的地质变化情况，合理安排掘进速度，及时优化施工方案，加强防护措施，从而能够确保平安、顺利地通过不良地质地段，使施工真正做到科学、平安、高效。工作

23、方法：TSP203超前地质预报系统测线布设在掌子面后面的边墙上，它由两个接收器孔和24个炮孔组成，两个接收器孔对称分布在两边墙，24个炮孔等间距布置在两侧边墙。在数据采集前，钻孔、接收传感器套管的安装，以及接收器孔、炮孔倾角倾向和各孔距基准点距离的测量要先期完成，具体布置见TSP203地质预报系统现场测试示意图3。由于这些准备工作不影响正常施工，因此可与隧道施工作业同时进行。当正式爆破采集数据时，洞内一切施工必须停止，以确保采集到的数据尽可能少的受外界噪声的干扰。在数据采集时，相互间要做好配合，以减少对施工的影图3 TSP203地质超前预报系统现场测试示意图响。在熟练的情况下，数据采集时间可控

24、制在1h以内。具体要求如下：1、有效探测距离：采用C级预报方式，测距为150米；需要预报段大于有效预报距离时应屡次预报，两次预报重复长度不小于10米；2、资料的处理和整理：数据采集时应对每一炮的波幅进行调节，对采集的数据及时进行三维波场处理，提取反射界面。3 编制探测报告其内容应包括： eq oac(,1)、概况：隧道工程概况、地质概况、探测工作概况等； eq oac(,2)、TSP方法原理及仪器：TSP方法原理及采用的仪器型号等； eq oac(,3)、野外数据采集：观测系统、采集方法、数据质量等； eq oac(,4)、数据处理：采用软件及处理流程、参数选择说明、处理成果及质量等； eq

25、oac(,5)、资料分析与判释：附上成果图，主要是二维显示图，需要时尚可附上分析处理波形图、频谱图、深度偏移剖面图及岩体物理力学参数表，以及地质判释/推断的地球物理准那么； eq oac(,6)、结论及建议：提出隧道掌子面前方存在的对隧道施工有影响的工程地质和水文地质隐患，以及施工过程中应采取的措施。TSP数据处理流程见图4TSP203预测的方法及预报成果见下表。图4 数据处理流程图提取处理初至波拾取带通滤波数据设置P、S波别离反射波拾取品质因素估算能量平衡反射界面抽取时深转换速度分析TSP203预测的方法及预报成果表预测方法预报成果利用地震波的反射原理预测推断断层、岩层破碎带等不良地质体的位

26、置、规模、性质反射界面的岩性参数、产状及岩石力学参数2、地质雷达地质雷达探测是利用电磁波在隧道开挖工作面前方岩体中的传播及反射，根据传播速度反射脉冲走时进行超前地质预报的一种物探方法，为隧道工程以及变更施工工艺提供依据。地质雷达对岩性结构变化进行短距离1040m以内的精确预报。地质雷达作为TSP203超前地质预报的补充，在高水压地段对TSP203预报的异常点进行补充探测，主要用于岩溶探测，亦可用于断层破碎带、软弱夹层等不均匀地质体的探测。地质雷达探测仪的技术指标应满足：系统增益不低于150dB；信噪比应大于60dB；采样间隔不应大于0.5ns、模数转换器不应低于16位；民用工具有可选的信号叠加

27、、实时虑波、点测与连续测量、手动与自动位置标记等功能。现场数据采集过程中，要求雷达天线与水平面垂直，发射与接收天线相互保持平行，位于同一竖直平面内，并尽可能与掌子面贴近。实际探测时要求隧道内施工的台车等较大型机械设施尽可能远离离开掌子面30m以外掌子面，以减少其对地质雷达探测的干扰影响。地质雷达超前探测资料的处理主要包括：零飘校正、增益补偿、频谱分析、滤波处理、及时间深度转换等流程。探测时，天线紧贴在掌子面上移动，发射天线向岩土体内部连续发射脉冲电磁波，在岩土介质中传播的电磁波，遇到不良地质体界面将产生反射波，接收天线接收反射波并通过主机一记录下反射波到达接收天线的时间及录下回波的振幅、相位、

28、频率变化特征。这样，每次接收的记录就组成了地质雷达时间剖面图像。横坐标为天线在掌子面测线上的位置，纵坐标为雷达脉冲从发射天线出发经各界面反射回到接收天线的双程走时。这种记录能准确地反映掌子面前方被测物体各个反射面的起伏变化。针对隧道环境差的特点，可重复测量，并可以用连续测量与点测相结合的方式。探测完成后的雷达图像的地质解释是地质雷达探测的目的。但是地质雷达图像反映的是地下介质的电性分布，要把地下介质的电性分布转化为地下介质体分布，必须结合的资料包括地质、钻探、岩土工程设计参数等，综合运用地质雷达波的运动学、动力学和物性特征进行综合分析。反射法的地质雷达资料解释中，反射波和某些异常波都是有效波。

29、由于有效波总是在干扰背景下被一记录下来所以解释工作的首要任务就是在剖面上识别和追踪反射波。波的比照是解释工作中最重要的根底工作。地质雷达预报方法和预报成果见下表。地质雷达预报方法和预报成果表预测方法预 报 成 果探测充水的地质体判定断层、岩性的界面，确定异常体的规模、性质、危害隧道底部、边墙、隧顶外或其它出水部位可能隐伏洞穴的探测3、红外探水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。它主要适用于定性判断探测点前方有无水体存在及其方位，但是不能定量给出水量大小等参数。红外探测仪应付符合以下技术要求和工作要求：1探

30、测时间：应选在爆破及出碴完成后进行。2测线布置： 1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沿线，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60m,不得少于50m。2开挖工作面测线布置，一般为34条，每条测线布35个测点。3应做好数据记录，并绘制红外探测曲线图。4有效预报距离应在30m以内，连续预报时前后两次重叠长度应大于5m。5有以下情况下所采集的探测数据为不合格： 1仪器已显示电池电压缺乏，未更换电池而继续采集的数据。 2开挖工作面炮眼、超前探孔等钻进过程中所采集的数据。 3锚喷作业后水泥水化热影响明显的部位

31、所采集的数据。 4爆破作业后测线范围内温差明显时所采集的数据。 5测线范围内存在高能热源场如电动空压机等时所采集的数据。红外探水操作方法：红外探水属非接触探测， 探测时在隧道边墙或断面上定好探测位置， 用仪器的激光器在确定好的探测位置上打出一个红色斑点，扣动扳机，就可在仪器屏幕上读取探测值，并做好记录。然后转入下一序号点，直至全部探完。具体步骤如下：1对隧道周边的探测1 由掘进断面向前方以5 m 点距， 沿一侧边墙布置12 个探测点，并用喷漆标注探测顺序号。2 在掘进断面处，首先对断面前方探测，在返回的路径上，每遇到一个顺序号，就站在相应的位置上，分别用仪器的激光器打出红色光斑，使之落到左边墙

32、中线位置、右边墙中线位置、左拱脚中线位置、右拱脚中线位置、拱顶中线位置与隧底中线位置根据隧道断面大小布置测点数量， 一般为6 个点，扣动扳机分别读取探测值每点探测两次，取平均值，并做好记录。然后转入下一序号点， 直至全部探测完。3 一般由断面向前方探60 m， 即12 个探测点。当断面前方有较长一段是含水构造时， 为了更好地确定正常场，应当加长探测距离。4 当遇到拱顶或边墙渗水、滴水、涌水时，不管是否在点位上，只要是途中经过的，都要分别对上方的出水部位、下方的积水部位分别探测。记录者应在相应备注栏内记清仪器读数值。对因施工造成的积水也要用仪器进行探测，并记在备注栏内。2对掘进断面的探测当遇到软

33、弱围岩或地层破碎时， 初期支护或衬砌往往紧跟掘进断面，此时就不能直接探拱顶、隧底和边墙，而只能探断面。1 在掘进断面上布置4 行每行设5 个探点可以根据隧道断面大小进行相应的调整， 分别用仪器的激光器打出红色光斑，使之落到每个探点上，扣动扳机分别读取探测值，并做好记录。2 在正常掘进段，当探测了十几个断面后，根据探测数值可以总结出每一行2 个读数的最大差值范围，以便掌握正常地段差值的变化范围。当掘进前方存在含水构造时， 含水构造产生的异常场就会叠加到正常场上，从而使横向差和纵向差变大。如果超出正常变化范围，即可判定前方存在含水构造。探测完毕， 将所测得的数据输入计算机， 使用EXCEL 或其它

34、工具生成曲线图，再通过曲线图或者数据差值来判断前方地质情况。4、超前水平钻孔1超前地质钻孔“物探先行，钻探验证，超前钻探是一种传统而可靠、最直接的工程地质探测预报方法，是隧道施工中的重要工序，是对其他探测手段成果的验证和补充。超前钻孔能最直接地揭示掌子面前方的地质特征，准确率很高。其通过钻孔钻进速度测试和所采取的钻孔岩芯的观察及相关试验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等诸多方面的资料。针对本标段隧道围岩特点，拟采用超前水平钻孔取岩芯方法进行探测。超前水平岩芯钻探根据设计施工图纸要求，对隧道前方30m范围内围岩的工程地质情况进行探测，了解和释放

35、影响隧道掘进施工的地下水，有害气体，通过岩芯观察和分析对隧道开挖前方的不稳定岩层和断层破碎带进行准确定位；直接采取岩芯样进行各种抗压强度试验，获取岩石物理力学性质参数。在水平地质钻孔施钻前要按孔位设计图设计图设计的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，孔位布好后，设备就位，接通各动力电源和供风，供水管路，安装电路要由专业电工操作，确保平安，供风管路要连接紧密，无漏气现象。在钻机钻进时应定期检查机器的松动情况，及时调整固定，尽可能防止钻头偏移，导致探测结果发生误差。根据岩石的坚硬程度，调整钻机转速和钻压，坚硬岩石采用较低钻压。在进钻的过程中对不同岩层代表性取样留样，并现

36、场记录描述，24h内提交完整的钻孔探测报告。在下次超前水平钻孔时，要保证和上次的的钻探面搭接长度不小于5米。2加深炮孔加深炮孔探测是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的一种方法。它适用于各种地质条件下隧道的超前地质探测，尤其适用于岩溶发育区。加深炮孔的孔数、孔位应根据开挖面大小和地质复杂程确定，孔径宜与爆破孔相同，也深应较爆破孔或循环进尺深3m以上。当钻到溶洞和岩溶水时，应视情况采用超前地质钻探或其他探测手段，查明情况，确保施工平安，在富水岩溶发育区每循必须按设计认真实施，发现有导常情况应及时反应信息,严禁盲目装药放炮。5、地质素描地质素描是将地层岩性、地质构造、结构

37、面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量等准确记录下来并绘制成图表，结合已有勘测资料，进行隧道开挖面前方地质条件的预测预报。主要内容如下：1、岩性根本的地质资料：主要描述岩石名称、颜色、结构、构造、矿物成分、风化程度等。2、断层：对隧道施工影响极大，是开挖时发生塌方的主要地质原因之一。主要描述断层位置、产状、断层破碎带宽度及构造类型、断层性质及其与其它断层的关系、派生节理产状、密度及充填物等。3、贯穿性节理：主要描述节理产状、密度、宽度、延伸情况、节理面特征(光滑、粗糙、起伏不平)、出露位置等。4、岩脉：主要描述岩脉的岩性，出露位置、宽度、接触关系、破碎情况、风化程度等。5、地下水：主要描述

38、出水点位置、出水状态(滴、流、涌)、水量、出水点附近有无沉淀物等。同时了解水对混凝土的侵蚀性。八、重大不良地质体详查方案及措施隧道通过松散地层、断层、滑坡、溶洞、膨胀性岩层、岩爆等不良地质地段，在开挖、支护和衬砌过程中可能发生大量坍塌，坑道受压变形，破坏衬砌结构，严重影响施工进度、平安和质量，因此，必须针对不良地质情况，正确选择详查方案及措施。1、松散地层松散地层的特点是：结构松散，稳定性差，假设有地下水时那么更甚。1松散地层勘察应包括以下内容：A、搜集资料，调查地形和地物的变迁，松散土的来源、堆积年限和堆积方式；B、查明松散地层的分布、厚度、物质成分、颗粒级配、均匀性、密实性、压缩性和湿陷性

39、；C、判定地下水对建筑材料的腐蚀性。2松散地层勘察应在一般勘察规定根底上适当加密勘探点，确定暗埋的塘、洪、坑的范围。勘探孔的深度应穿透松散土层。勘探方法应根据填土性质确定。对由粉土或粘性土组成的松散土，可采用钻探取样、轻型钻具与原位测试相结合的方法；对含较多粗粒成分的松散土宜采用动力触探、钻探，并应有一定数量的探井。3松散土的工程特性指标宜采用以下测试方法确定：A、松散土的均匀性和密实度宜采用触探法，并辅以室内试验；B、松散土的压缩性、湿陷性宜采用室内固结试验或现场载荷试验；C、松散土的密度试验宜采用大容积法；4松散土的岩土工程评价应符合以下要求：A、说明松散土的成分、分布和堆积年代，判定均匀

40、性、压缩性和密实度；必要时应按厚度、强度和变形特性分层或分区评价；B、对堆积年限较长的松散土，当较均匀和较密实时可作为天然根底；由有机质含量较高的生活垃圾和对根底有腐蚀性的工业废料组成的松散填土，不宜作为天然地基；C、松散土承载力应按相关规定综合确定。2、断层抗震设防烈度等于或大于7度的重大工程场地应进行活动断层以下简称断层勘察。断层勘察应查明断层的位置和类型，分析其活动性和地震效应，评价断层对工程建设可能产生的影响，并提出处理方案。1断层的地震工程分类应符合以下规定：A、全新活动断层为在全新地质时期(一万年)内有过地震活动或近期正在活动，在今后一百年可能继续活动的断层；全新活动断层中、近期近

41、500年来发生过地展震级M5级的断层，或在今后100年内，可能发生M5级的断层，可定为发震断层；B、非全新活动断层：一万年以前活动过，一万年以来没有发生过活动的断层。2断层勘察，应搜集和分析有关文献档案资料，包括卫星航空相片，区域构造地质，强展震中分布，地应力和地形变，历史和近期地震等。3断层勘察工程地质测绘，除应符合本标准一般性要求外，尚应包括以下内容的调查：A、地形地貌特征：山区或高原不断上升剥蚀或有长距离的平滑分界线；非岩性影响的陡坡、峭壁，深切的直线形河谷，一系列滑坡、崩塌和山前盈置的洪积扇；定向断续线形分布的残丘、洼地、沼泽、芦苇地、盐碱地、湖泊、跌水、泉、温泉等；水系定向展布或同向

42、扭曲错动等。B、地质特征：近期断层活动留下的第四系错动，地下水和植被的特征；断层带的破碎和胶结特征等；深色物质宜采用放射性碳14 (C)法，非深色物质宜采用热释光法或铀系法，测定已错断层位和未错断层位的地质年龄，并确定断层活动的最新时限。C、地震特征：与地震有关的断层、地裂缝、崩塌、滑坡、地展湖、河流改道和砂土液化等。3、滑坡1滑坡勘察应进行工程地质测绘和调查，调查范围应包括滑坡及其邻近地段。比例尺可选用1：2001：1000。用于整治设计时，比例尺应选用1：2001：500。2滑坡区的工程地质测绘和调查，除应遵守一般规定外，尚应调查以下内容：A、搜集地质、水文、气象、地展和人类活动等相关资料

43、；B、滑坡的形态要素和演化过程，圈定滑坡周界；C、地表水、地下水、泉和湿地等的分布；D、树木的异态、工程设施的变形等；E、当地治理滑坡的经验。对滑坡的重点部位应摄影或录像。3勘探线和勘探点的布置应根据工程地质条件、地下水情况和滑坡形态确定。除沿主滑方向应布置勘探线外，在其两侧滑坡体外也应布置一定数量勘探线。勘探点间距不宜大于40m，在滑坡体转折处和预计采取工程措施的地段，也应布置勘探点。勘探方法除钻探和触探外，应有一定数量的探井。4勘探孔的深度应穿过最下一层滑面，进人稳定地层，控制性勘探孔应深人稳定地层一定深度，满足滑坡治理需要。5滑坡勘察应进行以下工作：A、查明各层滑坡面(带)的位置：B、查

44、明各层地下水的位置、流向和性质；C、在滑坡体、滑坡面(带)和稳定地层中采取土试样进行试验。6滑坡勘察时，土的强度试验宜符合以下要求：A、采用室内、野外滑面重合剪，滑带宜作重塑土或原状土屡次剪试验，并求出屡次剪和剩余剪的抗剪强度；B、采用与滑动受力条件相似的方法；C、采用反分析方法检验滑动面的抗剪强度指标。7滑坡的稳定性计算应符合以下要求：A、正确选择有代表性的分析断面，正确划分牵引段、主滑段和抗滑段；B、正确选用强度指标，宜根据测试成果、反分析和当地经验综合确定；C、有地下水时，应计人浮托力和水压力；D、根据滑面滑带条件，按平面、圆弧或折线，选用正确的计算模型；E、当有局部滑动可能时，除验算整

45、体稳定外，尚应验算局部稳定；F、当有地震、冲刷、人类活动等影响因素时，应计及这些因素对稳定的影响。8滑坡稳定性的综合评价，应根据滑坡的规模、主导因素、滑坡前兆、滑坡区的工程地质和水文地质条件，以及稳定性验算结果进行，并应分析开展趋势和危害程度，提出治理方案的建议。9滑坡勘察报告除应符合标准规定外，尚应包括以下内容：A、滑坡的地质背景和形成条件；B、滑坡的形态要素、性质和演化；C、提供滑坡的平面图、剖面图和岩土工程特性；D、滑坡稳定分析；F、滑坡防治和监测的建议。4、岩溶1岩溶勘察宜采用工程地质测绘和调查、物探、钻探等多种手段结合的方法进行，并应符合以下要求：A、详细勘察应查明拟建工程范围及有影

46、响地段的各种岩溶洞隙和土洞的位置、规模、埋深，岩溶堆填物性状和地下水特征，对地基根底的设计和岩溶的治理提出建议。B、施工勘察应针对某一地段或尚待查明的专门问题进行补充勘察。当采用大直径嵌岩桩时，尚应进行专门的桩基勘察。C、岩溶场地的工程地质测绘和调查，除应遵守标准一般性规定外，尚应调查以下内容：a、岩溶洞隙的分布、形态和发育规律；b、岩面起伏、形态和发育规律；c、地下水赋存条件、水位变化和运动规律；d、岩溶发育与地貌、构造、岩性、地下水的关系；e、土洞和塌陷的分布、形态和发育规律；f、土洞和塌陷的成因及其开展趋势；g、当地治理岩溶、土洞和塌陷的经验。3详细勘察的勘探工作应符合以下规定：A、勘探

47、线应沿建筑物轴线布置，勘探点间距不应大于标准规定，条件复杂时每个独立根底均应布置勘探点；B、勘探孔深度除应符合标准规定外，当根底底面下的土层厚度不符合?岩土工程勘察标准?条第1款的条件时，应有局部或全部勘探孔钻入基岩；C、当预定深度内有洞体存在，且可能影响地基稳定时，应钻入洞底基岩面下不少于2m，必要时应圈定洞体范围；D、在土洞和塌陷发育地段，可采用静力触探、轻型动力触探、小口径钻探等手段，详细查明其分布；E、当需查明断层、岩组分界、洞隙和土洞形态、塌陷等情况时，应布里适当的探槽或探井；F、物探应根据物性条件采用有效方法，对异常点应采用钻探验证，当发现或可能存在危害工程的洞体时，应加密勘探点；

48、G、凡人员可以进人的洞体，均应人洞勘查，人员不能进入的洞体，宜用井下电视等手段探侧。4岩溶发育地区的以下部位宜查明土洞和土洞群的位置：A、土层较薄、土中裂隙及其下岩体洞隙发育部位；B、岩面张开裂隙发育，石芽或外露的岩体与土体交接部位；C、两组构造裂隙交汇处和宽大裂隙带；D、隐伏溶沟、溶槽、漏斗等，其上有软弱土分布的负岩面地段；F、地下水强烈活动于岩土交界面的地段和大幅度人工降水地段；G、低洼地段和地表水体近旁。5岩溶勘察的测试和观测宜符合以下要求：A、当追索隐伏洞隙的联系时，可进行连通试验；B、评价洞隙稳定性时，可采取洞体顶板岩样和充填物土样作物理力学性质试脸，必要时可进行现场顶板岩体的载荷试

49、验；C、当需查明土的性状与土洞形成的关系时，可进行湿化、胀缩、可溶性和剪切试验；D、当需查明地下水动力条件、潜蚀作用，地表水与地下水联系，预测土洞和塌陷的发生、开展时，可进行流速、流向测定和水位、水质的长期观测。E、当场地存在以下情况之一时，可判定为未经处理不宜作为地基的不利地段：a、浅层洞体或溶洞群，洞径大，且不稳定的地段；b、埋藏的漏斗、槽谷等，并班盖有软弱土体的地段；c、土洞或塌陷成群发育地段；d、岩溶水排泄不畅，可能暂时淹没的地段。7当地基属以下条件之一时，对二级和三级工程可不考虑岩溶稳定性的不利影响：A、根底底面以下土层厚度大于独立根底宽度的3倍或条形根底宽度的6倍，且不具备形成土洞

50、或其他地面变形的条件；B、根底底面与洞体顶板间岩土厚度虽小于本条第1款的规定，但符合以下条件之一时：a、洞隙或岩溶漏斗被密实的沉积物填满且无被水冲蚀的可能；b、洞体为根本质量等级为工级或I级岩体，顶板岩石厚度大于或等于洞跨；c、洞体较小，根底底面大于洞的平面尺寸，并有足够的支承长度；d、宽度或直径小于1.0m的竖向洞隙、落水洞近旁地段。8当不符合上条的条件时，应进行洞体地基稳定性分析，并符合以下规定：A、顶板不稳定，但洞内为密实堆积物充填且无流水活动时，可认为堆填物受力，按不均匀地基进行评价；B、当能取得计算参数时，可将洞体顶板视为结构自承重体系进行力学分析；C、有工程经验的地区，可按类比法进

51、行稳定性评价；D、在根底近旁有洞隙和临空面时，应验算向临空面倾覆或沿裂面滑移的可能；E、当地基为石膏、岩盐等易溶岩时.应考虑溶蚀继续作用的不利影响；F、对不稳定的岩溶洞隙可建议采用地基处理或桩根底。9岩溶勘察报告除应符合标准一般性的规定外，尚应包括以下内容：A、岩溶发育的地质背景和形成条件；B、洞隙、土洞、塌陷的形态、平面位置和顶底标高；C、岩溶稳定性分析；D、岩溶治理和监测的建议。5、膨胀性岩层1含有大量亲水矿物，湿度变化时有较大体积变化，变形受约束时产生较大内应力的岩土，应判定为膨胀性岩土。2序胀岩土场地.按地形地貌条件可分为平坦场地和坡地场地。符合以下条件之一者皮对为平坦场地：A、地形坡

52、度小于5，且同一建筑物范围内局部高差不超过lm；B、地形坡度大于5小于14，与坡肩水平距离大于10m的坡顶地带。不符合以上条件的应划为坡地场地。3膨胀岩土地区的工程地质测绘和调查应包括以下内容：A、查明膨胀岩土的岩性、地质年代、成因、产状、分布以及颜色、节理、裂缝等外观特征；B、划分地貌单元和场地类型，查明有无浅层滑坡、地裂、冲沟以及微地貌形态和植被情况；C、调查地表水的排泄和积聚情况以及地下水类型、水位和变化规律；D、搜集当地降水量、蒸发力、气温、地温、干湿季节、干早持续时间等气象资料，查明大气影响深度；E、调查当地建筑经验。4膨胀岩土的勘察应遵守以下规定：A、勘探点宜结合地貌单元和微地貌形

53、态布置； 其数量应比非膨胀岩土地区适当增加，其中采取试样的勘探点不应少于全部勘探点的1/2；B、勘探孔的深度，除应满足根底埋深和附加应力的影响深度外，尚应超过大气影响深度；控制性勘探孔不应小于8m，一般性勘探孔不应小于5m；C、在大气影响深度内，每个控制性勘探孔均应采取I、级土试样，取样间距不应大于1.0m，在大气影响深度以下，取样间距可为1.52.0m；一般性勘探孔从地表下lm开始至5m深度内，可取级土试样，测定天然含水量。5膨胀岩土的室内试验，除应遵守标准常规规定外，尚应测定以下指标：A、自由膨胀率；B、一定压力下的膨胀率；C、收缩系数；D、膨胀力。6重要的和有特殊要求的工程场地，宜进行现

54、场浸水载荷试验、剪切试验或旁压试验。对膨胀岩应进行枯土矿物成分、体膨胀量和无侧限抗压强度试验。对各向异性的膨胀岩土，应侧定其不同方向的膨胀率、膨胀力和收缩系数。7对初判为膨胀土的地区，应计算土的膨胀变形量、收缩变形量和胀缩变形量，并划分胀缩等级。计算和划分方法应符合现行国家标准?膨胀土地区建筑技术标准?的规定。有地区经验时，亦可根据地区经验分级。当拟建场地或其邻近有膨胀岩土损坏的工程时，应判定为膝胀岩土，并进行详细调查，分析膨胀岩土对工程的破坏机制，估计膨胀力的大小和胀缩等级。8膨胀岩土的岩土工程评价应符合以下规定：A、对建在膨胀岩土上的建筑物，其根底埋深、地基处理、桩基设计、总平面布置、建筑

55、和结构措施、施工和维护应符合现行国家标准?膨胀土地区建筑技术标准?(GRJ11 2)的规定；B、一级工程的地基承载力应采用浸水载荷试验方法确定；二级工程宜采用浸水载荷试验；三级工程可采用饱和状态下不固结不排水三轴剪切试验计算或根据已有经验确定：C、对边坡及位于边坡下的工程、应进行稳定性验算；验算时应考虑坡体内含水量变化的影响；均质土可采用圆弧滑动法，有软弱夹层及层状膨胀岩土应按最不利的滑动面验算；具有胀缩裂缝和地裂缝的膨胀土边坡，应进行沿裂缝滑动的验算。6、岩爆岩爆是深埋地下工程施工过程中常见的动力破坏现象，它是由于岩石积聚的应变能大于岩石破坏所消耗的能量时，多余的能量导致岩石碎片从岩体中剥离

56、、崩出。强烈的岩爆常常带来灾难性的后果，如人员伤亡、施工设备毁损甚至地下工程报废等等。岩爆预测主要方法：1地质分析与预测：围岩强度应力比。2仪器法：微震监测法、声发射法。3围岩性质预测法：岩石新鲜、枯燥、脆硬，抗压强度大、断层带附近完整岩体。4复杂地质构造：如褶皱、岩脉、断层及岩层的突变等。5钻孔时的卡钻爆裂声。6岩爆部位以拱肩或腰部为多。九、地质预报工艺流程及操作要点1、地质预报流程及信息反应超前地质预报的方法就是建立一个地质信息系统，通过各种方法收集地质信息，输入信息处理系统，进行综合分析、判断，并将处理结果反应给施工，及时调整施工方法和支护参数。采用新的施工体系后，重新从施工过程中获取新

57、的地质信息，更新地质信息系统，经处理后，再一次反应给施工，如此往复。通过地质信息系统的及时、准确预报，为信息化施工提供决策依据。1、隧道超前地质预报信息系统工作实施按如图4。 超前地质预报工作流程图42、技术要点1、进行超前地质预报前，应研究既有区域地质、工程地质资料，必要时进行地表补充测绘，全面了解隧址区地质情况，分析和把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、在隧道内揭示的大致里程等，核实与领会设计文件中关于地质复杂程度分级、超前地质预报方案的内容。2、认真分析地质状况，选择适合的超前预报方法，提高超前预报工作效率3、在多项预测预报工作根底上，将多种预测预报手段所获得的资料

58、进行综合分析与判断，相互印证，得出最终的预报结论，并提出施工措施建议及下步预报工作方案等。4、施工过程中应将实际开挖的地质情况与预报结果进行比照分析，及时总结经验教训，指导和改良地质预报工作。5、设计预报方案和根据实际地质情况调整后的实施预报方案；6、统计各预报方法工作量，与设计工作量进行比照，分析增减的原因；7、预报与施工验证比照情况，包括预报准确率统计结果，对预报绩效进行评价；8、设计与施工地质资料比照情况，对勘察资料进行评价；9、采用新技术、新设备、新方法的情况及推广应用的建议；十、超前地质预报组织机构及投入的人力、设备资源1、组织机构我分部隧道为、IV、V级围岩，根据勘测设计资料，本隧

59、道施工期间可能会发生活动断层破碎带及影响带和向斜核部倾角平缓破碎岩层较大规模塌方冒顶与大变形，断层破碎带和向斜核部涌突水突泥砂、石等重大工程地质问题，此外，还将可能存在微弱中等强度软质围岩大变形、膨胀岩等地质问题，为保证隧道施工平安、质量，将隧道超前地质预报工作作为一道重要工序进行控制，分部将由技术主管、地质工程师，各隧道现场技术管理的专业人员为成员的地质预报管理组织机构。其职责为：技术主管：全面负责分部管段内综合测试与超前地质预报工作，直接向指挥部总工负责；地质工程师：负责隧道工程的地质超前预报和调绘、监测以及测试、试验资料的分析、研究，提出施工工程措施建议；水文工程师：负责水文地质调绘、测

60、试及隧道涌水量的预测与环境水文地质评价；物探专业工程师：负责物探测试工作；试验专业工程师：负责岩、土、水样的测试、试验工作；隧道技术员：组织工程地质、水文地质、物探及试验等专业组成人员进行超前地质预报日常工作。2、人员隧道人员在各工程分部现场技术管理人员的根底上，利用标段的超前地质预报专业人员。十一、质量要求1、为了保证地质测试与超前预报质量，成立QC小组，实行全面质量管理，按ISO9001质量体系的要求，建立内部质量管理机制，制定岗位责任制，保证测试预报工作按方案运行，全部地质资料实行计算机管理，保证资料的完整性和连续性。测试预报人员要根据现场实际每天或经常、主动地深入施工现场，及时了解2、