沪昆客专隧道施工作业指导书

沪昆客专贵州段CKGZTJ-3标

隧道工程施工作业指导书

1隧道超前地质预报作业指导书

1.1适用范围

本作业指导书适用于沪昆客专贵州段CKGZTJ-3标段内所有隧道工程

超前地质预报作业。

1.2地质预报的目的及意义

⑴可及早探明掌子面前方的围岩特性以及涌水量，为隧道选择合适的

开挖方法提供依据，并作为一个重要工序纳入到正常施工生产中，确保隧

道施工安全。

⑵进一步探明可能引发隧道地质灾害的不良地质体的位置、规模和性

态。

⑶可为初期支护和二次衬砌提供参考。

⑷可为突发异常（如结构式失稳或破坏的现象）提供有效的参数。

1.3超前地质预报的原则

在岩溶发育的灰岩地层隧道施工中，采用综合超前探测预报的方法，

”地表和洞内相结合、构造探测和水探测相结合、长中短期分阶段预报相

结合、辅助导坑与主洞探测相结合”的原则，开展多层次、多手段的综合

超前地质预报，做到有疑必探、先探后掘，把超前地质预报纳入正常施工

工序中。对各种探测到的信息进行综合对比分析，尽可能准确地及早判断

隧道工程将经过的溶洞、暗河等不良地质，指导和修正工程设计，修正和

确定施工方案和措施。

L4超前地质预报的内容

(1)地层岩性，特别是对软弱夹层、破碎地层及特殊岩土的预测预报。

(2)地质构造，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性

的构造发育情况的预测预报。

(3)不良地质，特别是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性、有害气体及高

地应力等发育情况的预测预报。

(4)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

等的预测预报。

1.5超前地质分级预报及方法

隧道超前地质预报实行专业化分级管理。通过隧道地质调查法、钻探

法资料，并进行综合对比分析，建立相应台帐报建设单位。根据地质灾害

对隧道施工安全的危害程度，对工程地质进行地质灾害分级，采取不同的

地质预报方案，分级决定调整实施施工方案。

地质灾害分为以下四级：

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，采空区、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，高地应力、天然气问题严重

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变质岩、碳酸岩及碎屑岩地段、小型断层

破碎带，发生突水突泥的可能性较小。

D级：非可溶岩地段，发生突水突泥的可能性极小。

地质复杂隧道的预测预报应坚持隧道洞内探测与洞外地质勘探相结

合，地质方法与物探方法相结合，辅助导坑与主洞探测相结合，开展多层

次、多手段的综合超前地质预报，按远程、中程、近程不同探测方法相互

验证，判断断层破碎、岩溶区，含水结构等的规模及位置并贯穿于施工全

过程。不同地质灾害的预报方式：

A级预报：采用地质分析法、地震波反射法、地质雷达、红外探测、

超前水平钻（5孔+加深炮眼）等手段进行综合预报。

B级预报：采用地质分析法、地震波反射法，辅以地质雷达、红外探

测，进行必要的超前水平钻孔（3孔+加深炮眼）等手段进行综合预报。当

发现局部地段地质条件复杂时;按A级要求实施。

C级预报：以地质分析法为主。对重要的地质（层）界面断层或物探

异常地段可采用地震波反射法或声波反射法进行探测，必要时采用红外探

测和超前水平钻孔（1孔+加深炮眼）。

D级预报：采用地质分析法。

隧道超前地质预报方法不能满足预报要求时，项目部提出变更建议，

报监理、地质分析法应进行摄影或录像。洞内地质素描随隧道开挖及时进

行，地层岩性变化处、构造发育部位、岩溶发育带附近等复杂、重点地段

每开挖循环进行一次；一般地段每10〜20米进行一次。超前水平钻孔每循

环钻探一般为30〜50米，必要时也可钻100米以上，钻进过程中，应安设

孔口止水装置。连续预报时前后循环钻孔重叠5〜8米。加深炮眼钻孔，其

深度较爆破孔深2〜4米，数量原则上不少于8个，掌子面配备检查炮孔深

度工具。

物理勘探法应根据探测对象的埋深规模及其与周围介质的物性差异，

选用有效的方法。物理勘探法预报连续预报时前后两次应重叠10米以上。

1.6超前地质预报方案

根据现有的地质勘测资料，对隧道不良地质段进行补充地质探查。在

隧道工作面按照“由远至近，逐步加密”的方法进行探测。

1.6.1地面物探

施工前期有条件时拟与设计单位或其它有资质的勘测单位对地表重点

区段进行补充探查，从宏观上查明隧道通过的地层分布、构造及范围较大

的不良地质体的空间位置，进一步掌握地表水的活动规律和分析与地下工

程的相关性。

1.6.2洞内超前地质预报

根据《铁路隧道超前地质预报技术指南》采用地质方法、钻探方法、

物探方法相结合，长距离、中长距离、短距离预报相结合的综合预测预报

手段。

(1)长距离预报

长距离预报主要采用地质分析法，根据地面测绘和其他基础资料对隧

道通过区的地质界线、采空区范围、地质岩层、地质构造、围岩级别、储

水构造、富水规模、岩溶发育规律及特征、其他不良地质及特殊地质发育

情况进行长距离、宏观预测预报，预报距离一般在掌子面前方200m以上,

并根据揭示情况进行不断的修正。

(2)中长距离预报

中长距离预报是在长距离预报的基础上采用地震波反射法或声波反射

法、深孔水平钻探等对前方掌子面30〜200m范围内的地质情况作进一步的

预报，如溶洞位置、规模、充填情况等作较为详细的预报。在复杂地段应

增加地震波反射法或声波反射法预报次数，需连续预报时前后两次应重合

10m以上，以便前后两次重复地段对比分析，另随着预报距离的增大，地

质异常带的位置和宽度误差也在增大。

(3)短距离预报

短距离预报是在中长距离预报的基础上采用了掌子面素描、红外探测、

地质雷达和超前钻孔等方法进行预报，掌子面前方30m范围内有无水、在

哪个方位有水、掌子面处地层岩性、地质构造及岩溶发育情况等，对以上

判断可能有突泥、突水和其他不良地质情况的地段进行钻孔验证。

①地质素描

随开挖及时进行，地层岩性变化点、构造发育部位、岩溶发育带附近

应每开挖循环进行一次素描，其他地段每5m进行一次素描。进行掌子面编

录，结合地面地质体投影，预报前方的地质情况。

地质素描包括正洞、平导和斜井洞壁及掌子面素描。

②红外探水

原则上可以定性预报掌子面前方30m范围内有无地下水，因其体积小、

操作方便、数据直观、不占用施工时间，可以20m预报一次，前后2次重

叠长度10m,以增加对比分析。

③超前地质钻探

在高压富水岩溶发育区应连续重叠式进行，孔深30〜50m每循环钻4

至5孔，开挖22〜25m,留8〜5m止浆岩盘，也可进行深孔钻探，如每循

环钻100〜150m,留8〜5m止浆岩盘，随着钻孔深度的增加，钻具下垂加

大，孔位易偏离设计值，钻孔终孔应位于隧道开挖轮廓线以外5〜10m。钻

孔时应安设孔口管和闸阀，当揭露大量地下水时及时关闭闸阀，是地下水

始终处于可控状态，以便制定和采取有效处理措施；为提高钻进速度，可

采用冲击钻。超前钻孔揭示岩溶后，应适当加密，并可采用地质雷达及其

他物探手段进行精密探测，以查清岩溶规模及发育特征。超前水平钻孔应

编制探测报告，内容包括工作概况、钻孔探测结果。

④加深炮孔探测

由于隧道开挖炮眼较多，且风钻及凿岩台车大眼比较方便，在每循环

对其中儿个炮眼加深至5〜8m,作为预报探测孔，实践证明能收到较好的效

果，可探明掌子面前方地质情况，使掌子面前方总有3〜5m岩盘，避免或

减少岩溶地区隧道突泥、突水事故的发生。

⑤地质雷达

原则上应连续重叠式预报，因每次预报距离较短为5〜30m,占用施工

时间较长，一般在可能有溶洞的地段探测溶洞的发育部位、规模大小、走

向等，称之为精细预报。

1.7超前地质预报方法及工艺

超前地质预报方法表

地质超

预

测

报

前

预

预

报预报频率

仪器预报内容

法

的

段

方

手及计划

主要对开挖血围岩类别、岩性、围岩风化变

罗盘仪、地

质情况、节理裂隙、产状、断层分布和形态、地质素描在

地质分地质质锤、放大

地下水等情况进行观察和测定后，绘制地质每次开挖后

析法素描镜、皮尺等

素描图，通过对洞内围岩地质特征变化分析，进行

简单工具

来推测开挖面前方的地质情况。

每隔100m

TSP技TSP203超

物探法重点探查规模较大破碎带、裂隙发育带等。用TSP203

术前预报仪

探测一次

-探地

隧道

，查找

探测

质体

的地

周边

隧道

进行

雷达重点

B

-10

SIR

30〜

每隔

体，

地质

不良

其它

带及

破碎

地质

伏的

周边周边隐

雷

型地质

40m内

壁出

板及侧

、底

顶板

隧道

后，

通过

开挖

探测防止

达

泥。

水突

的突

害性

现灾

20m〜

地质每隔

质体和

不良地

，趋近

结果

探测

构造

根据

掌子

30m对

含

仪进行

线探水

式红外

用便携

，利

体时

异常

水

红外探

红外

一次

，面进行

较大时

渗水量

别区段

洞内个

测。当

造探

水构

仪

探水

探

水构造

隐含

道周边

探明隧

报，

测预

仪探

探水

红外

亦用

体。

含水

伏的

测

2型

STL-1

爆地

可能岩

预

法监测

声发射

报。

测预

的监

岩爆

地段

岩爆