地质超前预报指导书

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1、地质超前预报指导书一、适用条件及目的超前地质预测、预报是隧道信息化施工的重要组成部分， 也是隧道施工中一道重 要的施工工序。超前地质预测、预报的目的是采用各种地质分析、物探、超前钻探等 手段在隧道施工当中探明前方围岩地质情况， 并根据前方地质、水文条件的变化及时 调整施工方法和采取相应的技术措施， 降低地质灾害发生的机率，从而指导工程施工 的顺利进行，同时也为设计变更提拱地质依据，为编制竣工文件提供地质资料。二、超前地质预报的内容针对本段隧道工程的特点和施工技术要求，隧道施工期地质预测、预报应包括以 下内容：1）断层及断层影响带的位置、规模及其性质。2）软弱夹层的位置、规模及其性质。3）岩溶的

2、位置、规模及其性质。4）不同岩性、围岩级别变化界面的位置。5）工程地质灾害可能发生的位置和规模。6）含水构造的位置、规模及其性质。7）隧道底部溶洞、暗河等对地基稳定性有影响的不良地质体探测。8）煤系地层采空区与隧道的位置关系。重点是隧道突水涌泥可能性的探测和分析判释，隧底基础溶洞的探测等。三、地质预测预报工作的原则和要求1、超前地质预测、预报是隧道信息化施工的重要组成部分，施工阶段应将超前 地质预测、预报纳入施工工序进行组织管理。2、质预测预报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、多种物探方法相结合、（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

3、报，并贯穿于施工全过程。3、超前地质预报的结果应体现出及时性，有异常情况时应及时通知决策部门和 施工单位，及时采取措施，使不良地质体始终处于可控状态； 在预报前方地质情况正 常的情况下，亦应将预报结果及时通知决策部门和施工单位， 使其安排正常施工工序， 组织正常施工生产。4、地质预报结论应有书面报告，并及时交由决策部门和施工单位，对所有预报 资料应存档备查。5、施工过程中应将实际开挖的地质情况与预报结果进行对比分析，及时总结经 验教训，以指导和改进地质预报工作。超前地质预报技术是一门正在发展中的技术， 随着科学技术的进步，将逐步得到提高和完善。超前地质预报管理工作也需要在实践 中不断提高。6、

4、隧道超前地质预测预报应根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度，分级进 行，并按不同级别确定相应的方法和手段。1）根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度，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，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 以及高地应力、瓦斯、天然气问题严重的地段以及人为坑洞等。B级：中、小型突水突泥地段，较大物探异常地段，断裂带等。C级：水文地质条件较好的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。D级：非可溶

5、岩地段，发生突水突泥的可能性极小。2）不同地质灾害地段的预报方式为：A级预报：采用地质分析法、TSP隧道地震波反射法、HSP声波反射法、地质雷 达、红外探测、超前水平钻探等手段进行综合预报。 首先以地质分析法进行长距离预 测预报，然后采用中长距离TSP300m) ； P：含水体妄色点图4.4.6-2红外探水仪示意图HJ 303防爆红外线探测仪的主要应用范围：了解掘进前方10- 30米范围内是否存在含水断层和溶洞、是否存在含水破碎带。 每作一次防水超前探测预报需15分钟。向隧道上方探测掘进时未见到的含水构造。向隧道下方探测了解底板下方是否存在空洞、是否存在含水岩溶构造、承压水是 否以潜在形势向上

6、运移。向两壁外侧探测了解两壁外侧是否存在隐伏水体、 是否存在与隧道走向成小角度 斜交的断层、是否存在溶洞。在隧道施工通过岩溶、岩溶水、断层破碎带可能发生涌水地段每开挖1530ml对开挖面前方施作一红外线探测技术，对地下水进行预报。隧道施工进程中应用HY-303ffi防爆型红外线探侧仪对前方30m范围内进行含水 层的定性探测。探测方式为：d学子面上3X3R格上九个点温度或热辐射数据。掘进后面掌子面方向靠近学子面50mrt左边墙、拱部、右边墙红外辐射场数据 曲线，也称为背景趋势曲线。判别标准：根据经验，一般是利用学子面上探测数据两点间最大读数差值，参考背景趋势曲线，来判断前方含水可能性。考虑到由于

7、标准方差是刻划随机变量在其中 心位置散布程度的数字特征，其反映了偏离均值的偏离量。结合温度场模拟计算和资 料分析，根据实地多次探测数据，分别计算其两点间最大读数差值和以下标准方差， 在详细分析和统计实际观测出水资料的基础上，选取红外线探测含水安全值判别标准3)钻探方法钻探法是最直观、可靠的超前预报手段，对来自物探或其他方法认为重点怀疑地 段，采用钻孔探测，通过对钻孔取岩芯，并利用岩芯作式样进行试验的分析，钻空钻 速测试根据钻机在岩石中的钻进速度和岩石特性之间的关系来判断，判断地层变化、 岩性差异、地层含水量等信息，根据需要预报的距离远近可采用不同型号的钻机(或 取芯、或配合钻孔窥视仪、或根据钻

8、进的速度变化和出水量进行地质分析)。(1)钻孔布置：一般在施工面布置23个超前钻孔，位置位于断面上半部中间。(2)钻孔方法：水平超前钻孔平行于隧洞轴线。当隧洞某一侧地质条件十分恶 劣或有预灌浆要求时，钻孔方位可以有适当偏角。按物探方法预报提供的不良地质里 程位置，在距不良地质1030m处，停止开挖，在开挖面进行钻孔，钻孔直径小75mm 钻孔长度为穿过不良地质，必要时并取蕊。钻孔终孔点须在隧道开挖轮廓线外不大于 57m其钻孔方向，其钻孔的水平角、倾角以及钻孔在开挖面上的位置须按平面、剖 面坐标进行计算，并按设计推算可能见不良地质点位置。钻探应符合下列规定：d钻探口径和钻具规格应符合现行国家标准的

9、规定。送）成孔口径应满足取样、测试和钻进工艺的要求。应严格控制非连续取芯钻进的回次进尺，使围岩分界精度符合要求。（4岩芯钻探的岩芯采取率，对完整和较完整岩体不应低于80%,较破碎和破碎岩体不应低于65%;对需重点查明的部位（滑动带、软弱夹层等）应采用双层岩芯 管连续取芯。（5当需确定岩石质量指标 RQDW,应采用75mrnH径（N型）双层岩芯管和金刚 石钻头。（6对富水隧道应及时探明地下水的储量及分布，探水的方法主要采用钻探法， 另辅以电法、红外线法等。（3）钻孔长度：根据现有机具和钻孔经验，钻孔深度取 30-75m。（4）对水平钻探的要求是：（1）钻速快；（2）钻探深度大，以减少钻机的装卸

10、和搬运时间；但同时在施工中要控制实际钻孔深度， 避免如重力、弯曲和破碎岩层中 的卡钻等；（3）钻孔弯曲小，尽量不要超出隧洞的开挖范围；（4）钻孔时应选择技术 熟练，责任心强的司机、司钻工操作。在综合地质超前预报中的各种方法中， TSP203作业快，测距长，干扰相对少， 可以与多种预测法结合应用，但精度不高，解释难度大，适于作长距离预测；地质雷 达可以准确测定短距离内隧道四周和底部的空洞、水体情况，可补充 TSP203系统的 不足；地质钻探基本可以揭示地下水及围岩物理力学性能，但干扰大，用时长，费用 高。而加长炮孔钻探设备简单、操作方便、费用低、占用隧道施工时间短，在岩溶地 段效果较好。因此施工

11、中应采取多种预报手段综合运用， 取长补短，相互补充和印证， 确保地质预测、预报的准确性。六、预报工作技术要求1、地质素描，随开挖进行，一般地段 1020m素描一次，复杂地段每循环进行 一次，包括掌子面、左右边墙、拱顶及隧底。2、超前水平钻孔，需要时施做，一般每循环1030项断层、节理密集带或其它破碎富水地层每循环可只钻一孔；岩溶发育区每循环35个孔，当钻到溶洞时可适当增加，以满足溶洞处理所需资料为原则，钻孔应终孔于隧道开挖轮廓线以外510ml孔口按计算应安设一定长度的孔口管；连续预报时前后两循环钻孔应重叠58项 煤层超前探测钻孔按铁路瓦斯隧道技术规范(TB10120-2002)执行。探孔布置示

12、意图每个断面设五个超前探水孔，进行超前地质预报和探测, 现场施做时可根据围岩情况进行增减和调整位置。3、TSP每次预报有效长度 A级地段100m左右，B C级地段150m左右，需连续 预报时前后两次应重叠10m以上。4、地质雷达在完整灰岩地段有效探测长度应在 25m以上，在岩溶发育地段根据 雷达波形判定,连续预报时前后两次重叠长度在 5m左右。5、HSP每次预报有效长度应在50m左右，连续预报时前后两次重叠长度应大于10m6、红外探测每次预报有效探测距离约为 30ml连续预报时前后两次重叠长度应 大于5m七、预报资料编制1、地质分析法，应编制资料：1）学子面素描图2）隧道与导坑地质展示图3）导

13、坑预报正洞平面图4）地层分界线及构造线隧道内和地表相关性分析预报图5）特殊地段纵、横断面图6）各种监测和测试资料7）有关摄影和影像资料8）隧道竣工工程地质纵断面图2、TSP隧道地震波反射法预报应编制探测报告，内容包括探测工作概况、地质 解译结果、分析处理波形图、频谱图、深度偏移剖面图、二维成果显示图及岩体物理 力学参数表。3、HSP声波反射法预报应编制探测报告，内容包括探测工作概况、地质解译结 果、原始记录波形图、经过处理用于解释的波形曲线。4、地质雷达法预报应编制探测报告，内容包括探测工作概况、地质解译结果、 测线布置图（表）、探测剖面图、采集及解释参数。5、红外探测预报应编制探测报告，内容

14、包括探测工作概况、地质解译结果、掌 子面探测数据图、左右边墙及拱顶三条测线的探测曲线图。6、超前水平钻探预报应编制探测报告，内容包括工作概况、钻孔探测结果、钻 孔综合柱状图。7、综合分析探测报告及灾害警报，内容包括工作概况、采用的各种预报手段及预报结果、相互印证情况、综合分析预报结论、灾害警报、施工方法和施工技术建议。8、超前地质预报工作应编制周报、月报、年报。八、地质预测预报设备、仪器序 号探测设备、数量、方法备注1地质罗盘仪五台地质素描形成隧道地质基础资料2TSP203-台委外远距离探测断层破碎带、岩层分界面，3HSP声波深测仪台委外中长距离探测断层破碎带、岩层分界 面，用于地质条件复杂的

15、隧道4地质需达,台委外近距离探测隧底、掌子面岩溶5红外线控测仪台委外近距离探测含水断层和溶洞、是否存 在含水破碎带6地质钻机台水平钻探断层、岩溶、瓦斯、重大物探异常段 等7.台隧底钻探隧底岩溶、暗河、重大物探异常段等九、人员及组织机构设置在局项目部的领导下，我总队成立以总工程师为组长，相关部门负责人、各作业 队技术负责人为组员的超前地质预测预报小组组长：陈文龙副组长：胡平、欧阳峰组员：曾仲清、付怀全、谢光明、董登峰、廖昌林、袁招兵各隧道施工队成立相应的超前地质预测预报小组，并在经理部的领导下，按照职 责分工、责任协调、归口管理各自负责管段内的隧道超前地质预测预报工作。十、安全措施1、TSP203现场采集数据使用灵敏度很高的高爆速炸药，危险性较大，应由专业爆破工操作；2、钻机使用高压风、高压水，管路应连接安设牢固，并应经常检查，防止管接头脱落、管路爆裂高压风水伤人；高压电路接线应由专业电工操作， 一般人员不得操 作；3、进洞应带好安全帽、穿防高压电的雨靴，注意操作空间上方、周围有无安全 隐患，特别是学子面附近是否有危石存在。4、为便于控制超前钻孔揭露岩溶水时的水流及采取措施，孔口应安设孔口管和 闸阀，防止水压将孔口管冲出伤人。5、钻孔时，钻机前方安设挡板，防止泥沙冲出伤人。