xxx隧道超前地质预报专项方案资料

xxx隧道超前地质预报专项方案PAGE41新建云桂铁路站前三标西洛隧道超前地质预报专项方案第1页共7页目录1．编制依据 12．工程概况 12.1隧道地层岩性 12.2隧道地质构造 22.3水文地质特征 22.4不良地质及特殊岩土 23．超前地质预报 33.1超前地质预测预报的意义和目的 33.1.1超前地质预测预报的意义 33.1.2超前地质预测预报的目的 33.2xxx隧道总体预报方案 33.3超前地质预报工作流程 53.4超前地质预报工艺流程 63.5地质复杂程度分级 73.6预报方法 83.6.1常规地质法（地质调查法） 83.6.2超前钻探法 83.6.3物探法 113.7隧道隐伏岩溶探查 163.7.1作内容及原则 163.7.2主要技术要求 173.7.3隐伏岩溶探查流程图 204．超前地质预报工作管理 214.1工作内容 214.2成果资料提交 214.3超前地质预报结果的流转应用 214.4隐伏岩溶探查资料整理 224.4.1隧底及洞周岩溶测量及素描 224.4.2工程地质测绘 224.4.3风枪探孔 224.4.4钎探、风镐探查 234.4.5物探 234.4.6钻探 244.4.7勘察成果整理与分析 245．组织机构、人员、仪器设备配备 245.1组织机构及人员配备 245.2仪器设备配备 256．质量保证体系与措施 256.1地质调查法的规范要求 256.2短距离超前钻探的规范要求 267．安全及环保要求 268.附则 27xxx隧道超前地质预报专项方案1．编制依据（1）《铁路隧道超前地质预测预报技术指南》（铁建设［2008］105号）（2）《云桂铁路云南段管理文件汇编》之《云桂铁路云南有限责任公司隧道风险管理办法》附件1《隧道超前地质预报管理办法》（3）《新建云桂铁路云南段标准化管理手册（试行）》（4）《新建云桂铁路云南段指导性施工组织设计》（5）《新建铁路云桂线施工图DK471+223xxx隧道》（6）关于发布《隧道超前地质预报管理细则》的通知（云桂云铁工〔2011〕89号）（7）《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）（8）《超前探测及加深炮孔探测指导性设计图》（9）《关于再次明确云桂铁路施工阶段隧道周边岩溶探查工作方法的函》（设云桂项函［2011］074号（10）《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753—20102．工程概况本隧道位于广南～珠琳段区间，双线隧道，线间距4.6m～4.771m，位于单面上坡段；全隧除DK471+568.49～DK471+226段位于半径为5500m右偏曲线上，其余地段均为直线。进口里程DK470+220，出口里程DK472+226，全长2006m。隧道进出口均接路基，最大埋深约140m.xxx隧道工程(DK470+220～DK472+226)，全长2006m。其中Ⅲ级围岩长1100m，Ⅳ级围岩长400m；V级围岩长427m，其中明洞段79m；开挖总方量27.56万m3，喷射混凝土13260m3，二衬混凝土36839m3。隧道施工区域内属低中山剥蚀、溶蚀及盆地堆积地貌，地形起伏不大，地表高程1418～1592m，相对高差约180m。测段内多被第四系坡残积覆盖，山丘坡体厚0~2m，低洼平坦地带厚5~10m。斜坡地带多为杂木，局部平缓处被垦为旱地，自然坡度10°~30°。隧道附近有行车便道可通行，交通条件一般。2.1隧道地层岩性测区地表覆盖第四系全新统坡洪积（Q4dl+pl）膨胀土,坡残积（Q4dl+el）红黏土(膨胀土)；下伏基岩为下第三系砚山组（Ey）砂岩、泥岩夹砾岩。2.2隧道地质构造区内与工程相关的构造有：光坡断层。段内发育光坡断层，该断层位与线路DK472+244处相交，断层通过地带多有表土覆盖，未见明显破碎带。断层北东盘为（T2g）灰岩，地层代表性产状为：N80°E/25°SW,与线路交角为25；南西盘为（T1x）泥灰岩，代表性产状为：N45°E/19°ES，与线路夹角为31°。断层距线路较近，对隧道工程有一定影响。2.3水文地质特征本隧道地表水以水库水、季节性沟水、池塘水为主。槽子河水库，位于隧道DK471+200左侧500m处,雨季时水位标高在1448.1.隧底设计标高为1433.743m。地下水多为第四系土层孔隙潜水及岩溶裂隙水。第四系覆盖层中含少量的第四系孔隙水，水量不大；地下水主要为岩溶管道水，由于测区内岩溶强烈发育，串珠状的溶洼地、漏斗分布于洞身附近，雨季或暴雨时，大量地表水向洼地内汇，然后沿漏斗排走。属季节性的浅层溶岩溶水，受大气降雨控制。据设计定测水样（2009-云桂水WD-109、110）分析，水质类型属HCO3—、CL—-Ca2+、Na+型水。根据《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设〔2005〕157号及〔2007〕140号）判定，在环境作用类别为化学侵蚀环境及氯盐环境时，水中SO42—、Mg2+、pH值、Cl-对混凝土结构无侵蚀性。2.4不良地质及特殊岩土测区不良地质为岩溶、特殊岩土为坡残积膨胀土。1.岩溶：测区地层以碳酸盐岩为主，地表岩体溶蚀严重，溶沟、溶槽、石芽发育，沟槽内溶蚀洼地、落水洞较多；里程DK470+537～DK470+542m处为一横跨洞身22m的竖井，隧道正穿该竖井，井底部有可能形成溶洞大厅。里程DK470+620～471+000段溶蚀洼地及落水洞呈串珠状分布，距线路较近，洼地深3m左右，洼地覆盖范围大部分在线路左侧5～35m，由于岩溶洼地标高较低，呈负地形，雨季时为地表水汇集点，并通过溶洞等下渗。段内岩溶强烈发育，隧道围岩破碎、稳定性差。2.膨胀土：紫红、棕红、褐黄等色，硬塑，质较纯，局部含有少量灰岩、白云岩细角砾，厚度1～2m、4～6m不等，根据实验资料统计该层膨胀土自由膨胀率为49﹪，具弱膨胀性。膨胀土对隧道进出口开挖有一定影响。3．超前地质预报3.1超前地质预测预报的意义和目的3.1.1超前地质预测预报的意义隧道超前地质预报是保证隧道施工安全、优化工程设计、实现施工信息化的重要基础。通过超前地质预报工作，可以进一步查清隐伏的重大地质问题，及时掌握和反馈隧道地质条件信息，调整隧道设计参数、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。抓好隧道超前地质预报工作，可以预防各类突发性地质灾害，有效规避工程建设风险，实现铁路工程六位一体管理目标。超前地质预报是确保施工安全和结构安全的重要手段，是铁路隧道设计文件的重要组成部分，也是铁路隧道施工作业中关键的重要作业环节，是施工中不可缺少的关键工序，必须作为工序纳入施工组织管理。3.1.2超前地质预测预报的目的1.不同岩体接触带的位置，接触带岩体破碎程度、地下水赋存情况；2.岩体极破碎段的岩体破碎程度、地下水赋存情况及岩体稳定性；3.可溶岩地段岩溶发育程度及岩溶水发育情况；4.隧道内岩层风化程度，节理裂隙发育状况、岩层产状等围岩变化情况；5.隧道内围岩级别变化趋势。3.2xxx隧道总体预报方案xxx隧道采用以地质调查法为基础，综合物探及超前钻探法为主进行综合超前地质预报。根据超前地质预报及开挖后揭示的地下水发育情况，结合地表水源监测，隧道开挖必要时采用超前局部注浆或超前周边注浆，加固岩体，防止突水、突泥，保证施工安全。将超前地质预报工作纳入工序管理，作为一项关键工序纳入施工组织管理。（后附超前地质预报检验批表格）DK470+560～620、DK470+940～980段位于溶蚀洼地，物探为V类异常区，岩体极破碎，岩溶强烈发育或富水，为确保施工安全，对以上段落进行超前周边注浆设计，施工中根据超前探测的成果可适当调整。施工中将几种预报手段综合运用，取长补短，相互补充和印,并根据综合监测结果，及时提出对不良地质的处理措施，以降低施工风险，确保工程质量和运营安全。xxx隧道超前地质预报方法及工程量见表《xxx隧道超前地质预报方法及工程数量表》。xxx隧道超前地质预报方法及工程数量表类别长度工程数量2006地质调查法地质调查m2006地质素描m1927地质作图m1927超前钻探法加深炮眼m19270超前钻孔孔数385m11550物探法TSP203次数20m1927地质雷达次数77m1927红外探测次数77m1927基底探测m2006具体各施工段落预报方法见表《xxx隧道各施工段落超前地质预报方法》xxx隧道各施工段落超前地质预报方法序号里程桩号预报方法1DK470+220～DK470+255地质调查法+基底探测2DK470+255～DK472+182地质调查法+物探法+超前钻探法+基底探测WT-3ZT-53DK472+182～DK472+226地质调查法+基底探测WT-3及ZT-5适用条件及主要手段见表《物探类型的分类》物探类型的分类序号适用条件适用风险等级物探类型主要手段1可溶岩岩溶强烈发育地段、可溶岩与非可溶岩接触带等可能出现溶洞、溶蚀破碎带及富水节理密集带塌方风险高度、突水突泥风险中度以上WT-3TSP203+红外探测+地质雷达2岩溶发育区突水突泥中度风险、地表失水高风险ZT-5超前钻孔（5孔）+加深炮眼（10）孔其中重点预报段落为：DK470+500～DK471+500，共1000m。重点内容为：a.岩溶及岩溶水；b.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；c.岩体极破碎段的岩体破碎程度及地下水的赋存情况；d.隧道围岩级别变化趋势。3.3超前地质预报工作流程超前地质预报工作流程见下图3.4超前地质预报工艺流程超前地质预报工艺流程图3.5地质复杂程度分级地质情况复杂程度分级见下表复杂程度分级影响因素复杂(A级)较复杂（B级）中等复杂（C级）简单（D级）地质情况复杂程度（含物探异常）岩溶发育程度强烈发育，以大型暗河、廊道、较大规模溶洞、竖井和落水洞为主，地下洞穴系统基本形成中等发育，沿断层、层面、不整合面等有显著溶蚀，中小型串珠状洞穴系统未形成，有小型暗河或集中径流弱发育，沿裂隙、层面溶蚀扩大为岩溶化裂隙或小型洞穴，裂隙连通性差，少见集中径流，常有裂隙水流微弱发育，以裂隙状岩溶或溶孔为主，裂隙不连通，裂隙透水性差涌水涌泥程度特大型涌突水（涌水量＞100000m3/d）、大型涌突水（涌水量10000～100000m3/d）、突泥，高水压较大型涌突水（涌水量1000～10000m3/d）、突泥中型涌水（涌水量100～1000m3/d）、涌泥小型涌水（涌水量＜100m3/d），涌突水可能性极小断层稳定程度大型断层破碎带、自稳能力差、富水，可能引起大型失稳坍塌中型断层带，软弱，中～弱富水，可能引起中型坍塌中小型断层，弱富水，可能引起小型坍塌中小型断层，无水，调块地应力影响程度极高应力（RC/σmax＜4），开挖过程中硬质岩时有岩爆，有岩块弹出；软质岩岩芯常有饼化现象，岩体有剥离，位移极为显著高应力（RC/σmax=4～7），开挖过程中硬质岩可能出现岩爆，岩体有剥离和掉块现象；软质岩岩芯常时有饼化现象，岩体位移显著————瓦斯影响程度瓦斯突出；瓦斯压力P≥0.74MPa,瓦斯放散初速度△P≥10，煤的坚固性系数f≤0.5,煤的破坏类型为Ⅲ及以上高瓦斯：全工区的瓦斯涌出量≥0.5m3/min低瓦斯：全工区的瓦斯涌出量﹤0.5m3/min无地质因素对隧道施工的影响程度危及施工安全，可能造成重大安全事故存在安全隐患可能存在安全问题局部可能存在安全问题诱发环境问题的程度可能造成重大环境灾害施工、防治不当，可能诱发一般环境问题特殊情况下可能出现一般环境问题无注：RC为岩石单轴饱和抗压强度（MPa）；σmax为最大地应力值（MPa）。3.6预报方法3.6.1常规地质法（地质调查法）地质调查法是根据隧道已有勘察资料、地表补充地质调查资料和隧道内地质素描。通过层层序对比、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析、断层要素与隧道几何参数的相关性分析、临近隧道内不良地质体的前兆分析等，利用常规地质理论、地质作图和趋势分析等，推测开挖工作面前方可能揭示地质情况的一种超前地质预报方法。地质调查法适用于各种地质情况下隧道的超前地质预报。地质调查法包括隧道地表补充地质调查和隧道内地质素描等。3.6.2超前钻探法超前地质钻探是利用钻机（或者隧道开挖时采用风钻）在隧道开挖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、重大物探异常区等地质条件复杂地段必须采用。本隧道全隧均采用WT-5进行探测，主要手段为：加深炮眼（10孔）+超前钻孔（5孔）。对实施超前地质钻探的人员进行技术培训和考核，经考核合格后方可上岗。本隧道超前钻探由项目部实施。超前地质钻孔：拟采用单孔水平取岩芯钻探法，超前探测20～30m，验证中近距离物探超前探测的异常地段。钻孔勘探在岩溶发育区采用，共需钻5个孔作为探测孔，所有探测孔长30m，搭接长度为5～8m，是否取岩芯根据不同地质条件确定，开孔位置按下图办理；1#孔原则上为超前水平探测孔，其余探测孔均需有一定的外插角，有外插角的超前钻孔一般应终孔与开挖轮廓线外3～4m，当位于富水岩溶区时，终孔于开挖轮廓线外4～6m。各孔开孔位置应根据超前物探资料、现场地质情况进行合理优化，以达到预报目的为原则。加深炮孔：即加深炮眼超前探测，利用在隧道开挖工作面上的炮眼钻孔来探测前方围岩的地质情况，本隧道全隧均采用ZT-5法探测，每一循环钻设炮眼时布设10个钻孔较爆破孔加深3m以上作为探测孔。孔径宜与爆破孔相同。在保证施工安全的前提下，加深炮孔为10孔时应有不少于4孔向开挖轮廓线有一定的外插角，其终孔于隧道开挖轮廓线以外不小于1m。其开孔断面布置如下图，也可根据现场地质情况和物探资料进行合理优化，以达到预报目的为原则。在富水岩溶发育区每循环必须按照设计及相关规范认真实施，发现异常情况应及时反馈信息，严禁盲目装药放炮。钻到岩溶和岩溶水时，应视情况采用超前地质钻探和其他探测手段，查明情况，确保施工安全。加深炮孔探测严禁在爆破残眼中实施。3.6.3物探法中近距离超前物探：采用红外探水仪器、地质雷达等物探手段对掌子面前方先进行中距离综合超前预测、预报；地质雷达主要应用于洞口段、断层破碎段、软弱夹层、岩溶等不均匀地质段，探测距离一般在20～30m范围内，连续预报时前后两次重叠长度应在5m以上；红外探测仪进行含水体探测，探测距离一般小于30m，连续预报时前后两次重叠长度大于5m。本隧道物探由第三方预报机构实施，施工单位予以配合。本隧道物探法采用WT-3，采取TSP203+红外探测+地质雷达。具体操作方法见下面描述：TSP超前探测长距离预报采用地震反射波探测仪(TSP203地质预报系统)进行。(1)时间安排地震反射波探测仪（TSP预报系统）一般对隧道进行连续跟踪测试，前后两次搭接长度大于10m。根据预报计划，提前做好测试准备，在前次预报里程还余10m以上时提前和驻地地质工程师联系做好准备工作，并提前24小时书面通知施工单位做好TSP预报的钻孔配合工作。现场共需在边墙施做26个钻孔，由驻地地质工程师配合施工单位提前施做，钻孔工作一般需3～4个小时，在仪器到场前施做完成。现场预报测试过程包括仪器设备安装连接、现场参数测量记录、仪器调试及24炮点逐个引爆和数据采集，共需时间约2小时。(2)人员安排现场由地质工程师、物探工程师进行测试，由施工单位配合施做钻孔。测试时需有监理旁站、施工单位到场。(3)TSP探测的方法及仪器①TSP原理及方法TSP方法属于多波多分量高分辨率地震反射法。地震波在设计的震源点（24个炮点，通常布置在隧道轴向与构造走向相交为锐角的隧道边墙，）用小量炸药激发产生。当地震波遇到岩石波阻抗差异界面（如断层、破碎带和岩性变化等)时，一部分地震信号反射回来（图2），一部分信号透射进入前方介质。反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器（加速度型）接收。数据通过TSPwin软件处理，便可了解隧道掌子面前方地质体的性质（软弱岩带、破碎带、断层、含水岩层等）和位置及规模。地层或地层或断层入射波前反射波前震源检波器检波器隧道②仪器采用新购进的TSP203型超前地质预报系统。系统主要组成：=1\*romani.记录单元：12道，24位A/D转换，采样间隔62.5μs和125μs，最大记录长度为1808.5ms，记录带宽8000Hz和4000Hz，动态范围120dB。=2\*romanii.接收器（检波器）：三分量加速度型地震检波器，灵敏度为1000mV/g±5%，频率范围为0.5～5000Hz，共振频率9000Hz，横向灵敏度＞1%，操作温度0℃～65℃。=3\*romaniii.TSPwin软件：数据采集和处理集于一体，高度智能化。(4)现场数据采集①观测系统设计接收器位置在R1，掌子面位置为R1+55，设计为24炮，2个接收器（检波器）在隧道左右边墙同时接收。观测系统设计如表3：表3地震波反射法观测系统设计接收(检波)器孔炮孔数量2个，位于隧道左右边墙24个,位于隧道左边墙直径Φ45mm钻头钻孔φ38～Φ45mm钻头钻孔深度2.0m1.5m定向垂直隧道轴向，上倾5°～10°垂直隧道轴向，下倾10°～20°高度离隧底高1m离隧底高1m位置距离掌子面55m第1个炮点离同侧检波器20m，炮点距1.5m接收器R1掌子面55米接收器接收器R1掌子面55米接收器R220米炮孔S1S2S3S23S24隧道轴TA图3TSP观测系统示意图1.5m②仪器采集参数数据采集时，采用X-Y-Z三分量同时接收，设置适合的采样间隔、记录长度。采样前，检测噪音，当噪音振幅值小于-78dB时方接收数据。激发地震波时，采用无爆炸延迟时的瞬发电雷管，乳化炸药，药量通过试验确定。数据记录时准确填写隧道内记录，在放炮过程中采用炮点号递增或递减的方式进行，确保炮点号正确。(5)数据处理采集的数据采用配套的TSPwin专用软件进行处理。处理时，首先正确输入隧道及炮点和接收点的几何参数。剔除不合格的地震道。质量合格的地震道才用于数据处理和解释。根据预报长度选取合适的用于处理的时间长度。处理流程主要包括11个主要步骤，即：数据设置→带通滤波→初至拾取→拾取处理→炮能量均衡→Q估计→反射波提取→P、S波分离→速度分析→深度偏移→提取反射层。处理的最终成果包括频谱、P波、SH波、SV波的时间剖面、深度偏移剖面、提取的反射层、岩石物理力学参数、各反射层能量大小等，以及反射层在探测范围内的2D和3D空间分布。(6)处理结果解释与评估对处理成果的解释与评估，主要根据以下几点进行：①反射振幅越强，反射系数和波阻抗的差别越大。②正反射振幅（红色）表明正的反射系数，表明刚性岩层；负反射振幅（蓝色）指向软弱岩层。③若S波反射比P波强，则表明岩层饱含水。④Vp/Vs较大的增加或泊松比δ突然增大，常常因流体的存在而引起。⑤若Vp下降，则表明裂隙密度或孔隙度增加。解释及评估结果结合隧道地质勘察资料、设计资料、施工地质资料、反射波分析成果显示图及岩体物理力学参数等进行。综合上述成果资料，推断隧道开挖工作掌子面前方围岩的工程地质和水文地质条件，如软弱夹层、断层破碎带、节理密集带等地质体的性质、规模和位置等。结合岩体物理力学参数、围岩软硬、含水情况、构造影响程度、节理裂隙发育程度等资料，对围岩稳定性做出评价，并可参照有关规范对围岩级别初步评估。地质雷达超前探测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，根据传播速度和反射脉冲波走时进行超前地质预报的一种物探方法。电磁波的传播取决于物体的电性，物体的电性中有电导率μ和介电常数ε，前者主要影响电磁波的穿透(探测)深度，后者决定电磁波在该物体中的传播速度，因此，所谓电性介面也就是电磁波传播的速度介面。不同的地质体(物体)具有不同的电性，因此，在不同电性的地质体的分界面上，都会形成电性介面，雷达信号传播到电性介面时产生反射信号返回工作面，通过接收反射信号到达工作面的时间就可以推测地下介质的变化情况。图7为雷达工作原理及其基本组成。图7雷达工作原理及其基本组成仪器:本项目采用雷达设备为拉托维亚进口的Zond-12eGPR地质雷达，采集与分析软件为同一软件包，与本探测仪器系统配套。地质雷达探测系统的主要特征参数如下：主机：量程：50-2000纳秒；发射脉冲重复：115KHz；扫描速度：56次/秒；采样：128，256，512/s。增益控制范围：0-80dB；动态范围：128dB。滤波：用户可选；检测模式：连续；A/D转换:16位；数据传输：以太网接口。输入电源：12V充电电池，10.5～13V；电池容量：6.5Ah；消耗电流：0.7A。尺寸：35×30×5.5cm；重量：3.0Kg。选用38-75-150MHz变频天线。(1)现场数据采集=1\*romani、现场测试时选择合适的天线频率，确定介电常数。=2\*romanii、测线按十字形或网格形式布设，测网密度、天线间距和天线移动速度应能反映出探测对象的异常。=3\*romaniii、选择合适的时间窗口和时间间隔，采用连续测量方式进行测试。=4\*romaniv、现场测试时排除、避开电磁干扰物，不能排除或避开时做好标记。=5\*romanv、测试时对观测到得不良地质体和地下水做好现场记录。(2)数据处理及成果采集的数据通过与本探测仪器系统配套的分析软件包进行数据分析处理。处理时，选择清晰的雷达剖面进行分析解释，通过编辑、滤波、增益，复杂时进行道分析、FK滤波、正常时差校正、褶积、速度分析、清除背景干扰等处理。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，必要时做雷达探测的正演和反演模型。最后形成雷达探测报告。红外探水超前探测红外探水一般在TSP及瞬变电磁法预测的地下水异常段、重点难点段对含水体做短距离精确探测，重点对地下水（特别是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴及富水地层等）的有无及其方位进行探测。在隧道开挖接近前期探测的异常体或重点段时，进场开展探测工作。红外探测测试过程简单，不需要进行仪器设备安装连接。现场参数测量及记录及数据采集共需约20分钟。(2)人员安排由地质工程师、物探工程师进行测试。测试时需有监理旁站、施工单位到场。(3)红外探测方法及仪器系统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测波的原理，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。本项目采用煤炭科学研究总院唐山分院泰普高科技开发中心研发的HY-303型红外探测仪及其配套软件分析软件。(4)现场布置及数据采集现场测试时在隧道拱顶、拱腰、边墙、隧底位置沿隧道轴线布置测线，测点间距5m，自开挖面向洞口方向布设，长度60m，在掌子面布置3～4条测线，每条3～5个测点。开挖面测线布置如图8。图8掌子面红外探点布置示意图探测属非接触探测，定点使用仪器的激光器在隧道岩壁上打出一个红色斑点，便可在仪器屏幕上显示一个探测数据，一次沿布设测点探测并读取探测值，即完成数据采集。(5)数据处理及成果探测数据的分析前首先检查探测数据的可靠性，探测数据和曲线分析与判定以地质学为基础，通过探测与施工验证，总结出正常场的特点，先确定正常场，再确定异常场，由异常场判定含水体的存在。分析时对所有探测曲线综合对比分析，确定隐蔽水体或含水构造相对隧道的所在空间位置。3.7隧道隐伏岩溶探查对xxx隧道灰岩地段、开挖过程中发现岩溶的地段必须进行隐伏岩溶探查。3.7.1工作内容及原则1.隧道施工空间狭窄，围岩存在不稳定性，各类施工机具设备活动频繁，隧道隐伏岩溶探查实施难度较大。因此，隧道开挖后的隧底及洞周隐伏岩溶探查应根据具体情况采用适宜的方法。2.对隧底及洞周开挖过程中揭露的大型岩溶工点，原则上有进出洞条件的须采用仪器进行跟踪探测，查明其空间形态与洞身关系，测量精度应满足相关规范要求。3.采用风枪对隧底及周边岩溶进行探查，是隐伏岩溶探查的最基本手段。对风枪探查出的洞周异常及无法进入实测的洞周岩溶，原则上采用地质雷达法进一步探查，因地制宜布置侧线，探查岩溶异常范围。4.对隧底埋深较浅的岩溶（埋深＜3m，需要增加钎探、风镐等手段进行探查。5.对隧底隐伏较深（埋深≥3m）的岩溶，应采用钻探并结合物探查明岩溶空间形态。探测隧底岩溶的物探方法主要有地质雷达法、弹性波CT法等，开挖过程中分段探查。地质雷达法测线原则上沿隧道轴线、左右线中心及边墙脚等布置，弹性波CT法结合钻孔布置。6．各种探查方法须提交相应的探查说明（或报告）及相关的图件。3.7.2主要技术要求1、隧底及洞周岩溶测量及素描工作要求a.对隧底及洞周发现的溶蚀沟槽、溶洞（腔）、裂隙发育带、地下水发育段等进行测量，绘制洞壁、拱顶、隧底岩溶平、剖面图，比例尺原则上采用1:50～1:500.b.素描工作应在测量图件的基础上进行，并完成数码摄像。c.岩溶暗河（泉）、涌突水点、涌突泥点的位置等应进行准确测量，水量、洪水期水位等应调查测量。2、工程地质测绘工作要求岩溶洞穴顶板节理、裂隙分布及充填、胶结程度，岩层产状，单层厚度，洞顶、洞底、洞壁完整程度；洞穴的形态尺寸，建筑物跨越洞穴的位置、宽度，洞顶（底）板至建筑物界限间的岩层厚度；洞内沉积物、水痕、积水、水流等情况；溶蚀沟槽、溶隙等的空间发育特征、充填物情况；水文地质特征如暗河（泉）补给来源、水流方向、长时间水量动态变化特征等；涌（突）泥(水)动态观察。3、风枪探孔工作要求采用风枪探孔对隧底及周边岩溶进行探查。每个断面布置10个探孔，分别位于拱顶、左右拱脚、左右边墙中部和左右边墙脚、隧底左右线中心及隧底轴线处。探孔深度6m（隧底探孔在仰拱开挖后施作），断面环向间距5m，遇到岩溶异常时应适当加密、加深。4、钎探、风镐探查隧道底部及洞周有充填物且充填物厚度＜3m时使用,原则上孔纵横向间距≯5m，探查范围须覆盖岩溶充填物。做好钎探、风镐探孔记录，每孔的里程位置须准确定位，详细记录每孔岩溶充填物厚度、成分、软硬程度、含水程度等。5、物探（1）方法选择基于探查效率及实用性考虑，目前在隧道施工中常用的岩溶物探方法主要有两种，即地质雷达法及弹性波CT法。地质雷达法可用于隧底和洞周的岩溶探查，原则上现场首选该方法；弹性波CT法主要用于隧道底部大型岩溶工点（与钻探相结合）的探查。（2）地质雷达法a、设备要求须采用认证合格的地质雷达仪，为兼顾勘探深度和精度，天线频率可采用100MHz的一种屏蔽天线，或100MHz和200MHz的两种屏蔽天线。b、外业布置①采用连续测量方式②定位标尺间距不大于10m。③隧底探查测线原则上沿隧道延伸方向，按隧道宽度平均布置三条测线，如下图，或针对风枪异常范围进行。④洞周探查原则上沿隧道延伸方向布置3条测线，拱顶一条，左右起拱线各一条，或针对风枪异常范围进行。⑤施测时应清理现场，尽量使隧底平整、干燥，施工车辆、金属材料和设备应远离测线，一般距离大于30m。⑥对现场无法撤离的金属物、障碍物，在施测时应做好详细的记录（金属物或障碍物种类、位置、规模），资料解释时便于排除干扰。（3）弹性波CT法a、设备要求①模/数转换的数据位不低于16位。②有较大的增益和可控动态，输入阻抗不小于3kΩ.③具有良好的各道一致性。④井下检波串宜采用自然频率40Hz左右的检波器，地面检波器宜采用自然频率100Hz左右的高频检波器。b、外业布置①被探测的地质体相对位于扫描剖面中间，规模大于成像单元。②井深应大于井间距，井间距宜小于40m。③采用一发多收的两边扇形观测系统。④激发接收点距相相等，并根据成像单元的大小确定；地面接收点距应根据空间距离确定。c、对钻孔的要求①采取适当的护壁措施；当采用PVC护管时，护管的内径宜大于70mm。②有效测试段没有沉渣，测试井段有井液。③钻机应全程配合测试。6.钻探（1）仪器要求钻探设备应根据岩溶分布的位置、深度等的综合选用，主要是竖向工程钻机（XJ100型等），此外应配置适于查明土体性质的静力触探等原位测试设备。（2）勘探原则a.隧底岩溶堆积物厚度大于3m的岩溶工点等原则应安排100型机动钻孔进行验证。b.当物探确定的岩溶异常具备下列条件之一时应进行钻孔验证：①隧道基底以下较大岩溶异常顶板完整灰岩厚度＜5m；②完整灰岩顶板厚跨比＜0.5或不完整灰岩顶板厚度＜5倍溶洞高度；③隧道开挖揭示岩溶并且与岩溶异常存在连续分布；④岩溶异常直径或高度范围较大；⑤岩溶异常可能为地下水径流、排泄或地表水渗入通道。c.各类钻孔的密度、深度应以查明隧底工程影响范围内或对工程有影响的岩溶或物探异常带的空间分布特征为原则。d.隧底钻探的有效深度原则上≮10m，当揭露岩溶等不良地质情况时，钻探深度应穿越岩溶至稳定基岩中不≮5m，各钻孔应按《铁路工程地质钻探规程》执行，并编写原始记录、钻孔柱状图及岩芯拍照。e.隧底具有一定厚度的土体时，应根据相关规范、规程完成取样试验工作，并配合一定数量的静力触探测试，以查明土体的工程性质。3.7.3隐伏岩溶探查流程图4．超前地质预报工作管理4.1工作内容成立超前地质预报管理领导小组。根据设计要求由总工程师负责编制超前地质预报实施细则，由项目经理签字确认后报监理单位审查，由建设单位审批后实施。超前地质预报方案的变更由建设单位组织四方共同会商确定。实施预报工作前，提前通知监理单位现场实施监理。超前地质预报实施过程详细记录在施工日志和监理日志上。建立管理台账（台账格式见附表3）。结合实际开挖揭示地质情况建立围岩变化统计表，定期分析，寻找规律，研究各种预报方式在不同地质条件下的针对性、适应性和准确率。做好预报资料的整理归档工作，建立月报制度，月报内容主要包括：隧道超前地质预报工作开展情况，重大地质异常情况分类统计，超前地质预报工作小结，下一步超前地质预报工作计划。月报于每月25日报送监理单位审核。4.2成果资料提交(1)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项目分部和项目经理部报告，并积极参与不良地质地段工程措施的研究，并从地质角度提出合理化意见和建议。(2)日常报告:当每次完成地质预报工作后，应在规定时间向分部和项目经理部提供相应资料。(3)最终成果报告:隧道全部贯通后提交成册的最终成果报告。4.3超前地质预报结果的流转应用(1)一般隧道和Ⅱ级风险隧道物探结束后4小时内，由专业预报单位将物探结果报施工单位，由施工单位总工程师组织专业预报单位共同对预报结果进行分析判释，提出结论性意见，并于4小时内将相关资料同时分送指挥部、设计、监理单位（可先传电子版，后报纸质文档）。设计单位结合物探资料重点对设计施工措施的合理性、安全性、匹配性进行验证检查，提出施工建议措施或补充探测方案。（2）若物探结果分析需要进行钻探或补充探测的，在钻探或补充探测结束后，由施工单位总工组织对综合预报结果进行分析，提出施工建议，8小时内将相关资料电子版传指挥部、设计、监理单位，设计单位4小时内对设计施工措施进行确认，或重新制定工程措施后组织施工。（3）若超前地质预报结果与设计相符时，正常施工。与设计不符时：D类施工地质地段，由指挥部主管工程师原则上在12小时内组织四方会商，研究确定施工方案或补充探测方案。C类施工地质地段由指挥部负责人组织四方会商，原则上48小时内确定变更设计方案或补充探测方案。（4）施工单位揭示实际地质情况和超前地质预报结果与原设计存在较大差别、对施工安全构成潜在威胁的A、B类施工地质地段，应立即停止掘进，填写重大地质异常报告，及时报告建设单位、设计单位、监理单位，由公司组织现场调研，必要时召开专家会确定施工方案或补充探测方案。（5）各单位负责的物探、地质素描、钻探、加深炮孔等，每一种预报方法完成以后应及时组织分析，并于8小时内将成果资料和分析（可先传电子版，后报纸质文档），重点对预报结论和设计地质情况、工程措施进行验证检查，对预报结论与设计不符的要提出施工建议或补充预报方案，确保超前地质预报成果切实用于指导现场施工。对于复杂地质段落，需要多种方式进行综合预报的，编制超前地质预报送审单（附表），按施工、监理、设计、建设单位顺序逐级进行审查。（6）书面资料每周集中报送一次，书面格式C、D类地质填写附表9-2，A、B类地质填写附表9-2和9-3。（7）超前地质预报所有原始资料和分析判释结论须随施工日志放置在隧道口备查。4.4隐伏岩溶探查资料整理4.4.1隧底及洞周岩溶测量及素描a.隧道洞底、拱顶岩溶发育平剖面图（比例尺1:50～1:500）;b.隧道洞壁岩溶发育平剖面图（比例尺1:50～1:500）;c.隧道岩溶洞穴（溶蚀沟槽）实测平剖面及横断面图（比例尺1:50～1:500）;d.地下水流量等水文测量成果e.岩溶涌、突水量等测量成果f.数码影像成果等。4.4.2工程地质测绘按相关规范、规程，将地质调查测绘成果反映到实测的岩溶段测量图件中。4.4.3风枪探孔作好风枪探孔记录，尤其是有岩溶异常的探孔需要详细记录岩溶深度、充填物性质、充水情况、岩石破碎程度等。4.4.4钎探、风镐探查作好钎探、风镐探孔记录，每孔的里程位置须准确定位，详细记录每孔岩溶充填物厚度、成分、软硬程度、含水程度等。4.4.5物探资料处理要求（1）地质雷达法a.雷达记录应清晰，发射波形、同相轴明显，不合格的记录应重测。b.对合格记录应进行必要的处理，如编辑、滤波、增益、积和消除背景干扰等。c.对每座隧道应独立确定电磁波介电常数，以便对雷达时间-波形记录进行时深转换。d．对于外界的干扰源（金属物、障碍物）应在剖面图上详细标注。e.对于施工中揭示的地质病害、超欠挖情况应在剖面图上详细标注。f.处理深度应大于10m。g.在雷达剖面中应标出探测对象的反射波组，确定异常体的深度、规模和大致形态，并推断充填情况。（2）弹性波CT法a.按钻孔剖面建立坐标系，将所有激发点与接收点转换成像剖面的二维坐标。b.根据分辨率的要求确定单元和节点的形态及大小，单元网格尺寸应不小于测点间距，单元数应少于射线条数。c.宜采用弯曲射线追踪。d.互相连接的CT剖面，应将各断面连接后再进行反演。e.根据CT图像速度的分布规律并结合被测区域的地质资料推断解释。提交资料要求a.格式要求按隧道成册，提交物探探查报告和图件。b.资料内容①物探测线布置及成果平面图、物探断面成果图、探查报告；图中应标明岩溶异常的位置，提出验证建议。②比例尺：成果图按1:1000比例尺提交，当隧道小于200m时可使用1:500比例尺提交；分析图件可根据分析细节的需要，选择相应的纵横比例尺。c.探查报告的内容①工点概况：包括工点位置、探查时间。②测线布置：测线应采用里程及路线左右侧确定具体位置。③完成工作量④物探异常分析：包括异常的数量、位置、空间形态、规模、性质等。⑤经过对物探异常的充分研究分析，提出物探异常验证建议。4.4.6钻探资料整理要求钻探成果应包括原始记录、钻孔柱状图、岩芯照片、试验成果等。4.4.7勘察成果整理与分析（1）隧底及洞周岩溶探查工程地质勘察报告（说明或说明表）及图件（分段或按工点编制）（2）工程地质测绘原始记录；（3）风枪探孔成果说明；（4）钎探、风镐探孔成果说明；（5）物探成果报告(说明)及图件；（6）钻孔、静力触探原始记录及柱状图；（7）岩溶充填物试验报告；（8）溶洞（穴）测量原始记录图表；（9）各类影像成果。5．组织机构、人员、仪器设备配备5.1组织机构及人员配备为保证隧道超前地质预报工作顺利进行，专门成立一个由分部经理牵头，分部总工负责的隧道超前地质预报领导小组，成员主要以有多年类似经验的隧道工程师和专业地质工程师为主要成员；专门成立一个超前地质预报工作组，下辖2个小组，钻探组主要负责地质素描、加深炮孔、超前水平钻、基底风枪探查和钎探、风镐探查；物探组主要负责TSP203、地质雷达和红外探测；物探由第三方地质预报单位实施，项目部予以配合。地质预报由施工地质勘探队负责，其它施工、质检人员予以配合，进行资料收集、统计、分析和编制信息预报成果，由主管技术人员予以复核，并报设计、监理，为变更设计、修改施工方法提供依据。经分析、整理的地质资料作为施工技术资料存档。依据综合超前地质预报各阶段的预报资料，及时制订各类施工技术预案，保证顺利通过各类不良体。实施信息化施工，定期和不定期由设计、监理和施工单位论证和审查地质预报组的预报成果和专家组的技术方案的可靠性和经济性。5.2仪器设备配备仪器设备配置表序号仪器设备及型号数量1地质罗盘1个2数码相机1部3计算机1台4便携式电脑1台5打印机1台6红外探水仪1台7超前钻机1套8地质雷达1套9TSP系统1套6．质量保证体系与措施严格的规范要求，实施质量保证体系，从而达到保障超前地质预报质量的目标。6.1地质调查法的规范要求(1)掌子面描述：1）岩石特征：岩石名称，矿物成分，风化状况，结构构造，岩石强度特征。2）地层特征：地质层位，产状，岩层结构，层间结合度，地质构造影响程度等。3）节理特征：产状，形迹特征（主要是结构面形态、擦痕），力学性质，间距密度，延伸性，粗糙度，张开性等。4）断层特征：产状，形迹特征（结构面形态和擦痕，构造岩特征、应力矿物特征，旁侧构造特征，排列组合特征，充填岩脉特征等等）力学性质，多期活动特征，断层破碎带宽度、物质组成、风化程度，断层对地下水的控制特征等等。5）地下水特征：出水位置及其与构造的关系，出水量（渗水、滴水、流水、涌水、突水情况等），水压力，夹杂物质等等。(2)绘制掌子面地质素描图。(3)对开挖面前方较短距离内的岩体稳定性分析，同时结合服务隧道所揭示的情况，通过综合分析判断，提出5～20米的地质预测报告。6.2短距离超前钻探的规范要求加深炮眼超前探测，利用在隧道开挖工作面上的炮眼钻孔来探测前方围岩的地质情况，在每一循环钻设炮眼时布设规定数量的钻孔加深3m以上作为探测孔。加深炮孔探测应符合下列要求：（1）孔深应较爆破孔（或循环进尺）深3m以上；（2）孔径宜与爆破孔相同；（3）加深炮孔探测严禁在爆破残眼中实施；（4）揭示异常情况的钻孔资料应作为技术资料保存。7．安全及环保要求进洞测量时要佩戴安全帽、防电水靴和防尘口罩，进洞后注意机械伤人和用电伤害。每次作业必须有完整的预测资料，在进行超前地质预报时，必须注意掌子面的危险落石，每次做超前地质预报时，必须在工人已经排险后才能进行。在进行超前钻孔或加深炮眼探测时，若遇到突水突泥，应及时将人员机械撤离，加强排水工作，至掌子面稳定后才能继续作业。8.附则附表：各种记录表格表1隧道超前地质预报责任人表表2隧道超前地质预报仪器设备表表3隧道围岩变化情况统计分析台账表4隧道超前地质预报月报格式表5重大地质异常报告表表6加深炮孔记录表表7超前地质钻探记录表表8隧道超前地质钻孔柱状图表9超前地质预报送审单表10超前地质预报检验批质量验收记录表附表1：隧道超前地质预报责任人表XX隧道超前预报责任人表（XX标）序号项目XXX（施工单位）XXX（超前预报单位）XXX（监理单位）XXX（设计单位）1地质素描、水文观测2水平钻3加深炮孔4TSP5地质雷达6红外探水注：1.由参加超前地质预报的相关单位分别填写。2．施工单位局项目部、分部逐级、逐隧道填写。A类施工地质地段由项目经理包保，B类施工地质地段由分管施工生产的副经理、总工包保，其他地段由局项目部、分部部门负责人包保。（施工图明确的以施工图为准，其他暂以初步设计为准，根据施工图供应情况及时调整。）制表：单位负责人：日期：附表2：标段超前地质预报仪器设备配备表XX标段超前地质预报仪器设备配备表序号仪器设备称拟投入设备数量备注钻探设备施工单位填写物探设备专业超前地质预报单位填写其它设备制表：施工单位负责人：监理单位负责人：日期：附表3：XX标段XX隧道围岩变化情况统计分析表XX标段XX隧道围岩变化情况统计分析表序号里程位置设计围岩级别实际揭示围岩级别超前预报围岩级别变化率附表4-1：隧道超前地质预报月报（封面格式）隧道超前地质预报月报XX铁路XX标段(总第XX期)编制：复核：总工程师：报出日期：年月日正文包括以下内容：1．隧道超前地质预报工作开展情况；2.重大地质异常情况分类统计3.地质预报工作小结。4．一步超前地质预报工作计划附表4-2：隧道超前地质预报进度月报XX隧道超前地质预报进度月报序号项目单位本月完成累计完成备注1地质素描延米2超前钻探超前地质钻探孔/米加深炮孔孔/米3物探TSP次/米地质雷达次/米红外探水次/米4其他预报方法5其它雨量观测制表：复核：施工单位总工：监理单位负责人：日期：

附表5：重大地质异常报告表××标段隧道重大地质异常报告表序号隧道名称里程位置异常描述异常处置情况备注制表：复核：总工程师：注：异常描述中应描述探测时间、探测手段、异常发生的具体部位、异常的性质、规模，产生的原因及处理措施。

附表6：加深炮孔现场记录表××隧道加深炮孔现场记录表施工单位：掌子面里程：序号钻孔位置外插角钻孔长度钻进特征及地质情况简述钻孔布置示意图司钻：工班长：现场监理工程师（或监理员）：说明：钻进特征及地质情况描述：钻进特征及地质情况描述：地层岩性、钻进速度及变化情况、岩粉或混合体颜色、遇水部位、水量、水压、是否充填及充填物成分等。

附表7：超前地质钻探记录表××隧道超前地质钻探记录表施工单位：掌子面里程：钻孔编号起始时间终止时间外孔深度钻孔压力钻进特征及地质情况描述钻孔布置示意图司钻：记录员：地质工程师：现场监理工程师（或监理员）：说明：开钻（终孔）日期：xxx年xxx月xx