隧道施工作業(yè)指導(dǎo)書(shū)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)指導(dǎo)書(shū)

1、湘桂鐵路擴(kuò)改工程xg-1標(biāo)第二項(xiàng)目部 隧道施工作業(yè)指導(dǎo)書(shū)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)指導(dǎo)書(shū)一、適用條件及目的超前地質(zhì)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)是隧道信息化施工的重要組成部分，也是隧道施工中一道重要的施工工序。超前地質(zhì)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)的目的是采用各種地質(zhì)分析、物探、超前鉆探等手段在隧道施工當(dāng)中探明前方圍巖地質(zhì)情況，并根據(jù)前方地質(zhì)、水文條件的變化及時(shí)調(diào)整施工方法和采取相應(yīng)的技術(shù)措施，降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的機(jī)率，從而指導(dǎo)工程施工的順利進(jìn)行，同時(shí)也為設(shè)計(jì)變更提拱地質(zhì)依據(jù)，為編制竣工文件提供地質(zhì)資料。二、 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的內(nèi)容針對(duì)本段隧道工程的特點(diǎn)和施工技術(shù)要求，隧道施工期地質(zhì)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)應(yīng)包括以下內(nèi)容：1）斷層及斷層影響帶的位置、規(guī)模及其性質(zhì)。2

2、）軟弱夾層的位置、規(guī)模及其性質(zhì)。3）巖溶的位置、規(guī)模及其性質(zhì)。4）不同巖性、圍巖級(jí)別變化界面的位置。5）工程地質(zhì)災(zāi)害可能發(fā)生的位置和規(guī)模。6）含水構(gòu)造的位置、規(guī)模及其性質(zhì)。7）隧道底部溶洞、暗河等對(duì)地基穩(wěn)定性有影響的不良地質(zhì)體探測(cè)。8）煤系地層采空區(qū)與隧道的位置關(guān)系。重點(diǎn)是隧道突水涌泥可能性的探測(cè)和分析判釋?zhuān)淼谆A(chǔ)溶洞的探測(cè)等。三、 地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作的原則和要求1、超前地質(zhì)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)是隧道信息化施工的重要組成部分，施工階段應(yīng)將超前地質(zhì)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)納入施工工序進(jìn)行組織管理。2、質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)堅(jiān)持隧道洞內(nèi)探測(cè)與洞外地質(zhì)勘探相結(jié)合、地質(zhì)方法與物探方法相結(jié)合、多種物探方法相結(jié)合、（輔助導(dǎo)坑與主洞探測(cè)相結(jié)合

3、），開(kāi)展多層次、多手段的綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，并貫穿于施工全過(guò)程。3、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的結(jié)果應(yīng)體現(xiàn)出及時(shí)性，有異常情況時(shí)應(yīng)及時(shí)通知決策部門(mén)和施工單位，及時(shí)采取措施，使不良地質(zhì)體始終處于可控狀態(tài)；在預(yù)報(bào)前方地質(zhì)情況正常的情況下，亦應(yīng)將預(yù)報(bào)結(jié)果及時(shí)通知決策部門(mén)和施工單位，使其安排正常施工工序，組織正常施工生產(chǎn)。4、地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)論應(yīng)有書(shū)面報(bào)告，并及時(shí)交由決策部門(mén)和施工單位，對(duì)所有預(yù)報(bào)資料應(yīng)存檔備查。5、施工過(guò)程中應(yīng)將實(shí)際開(kāi)挖的地質(zhì)情況與預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以指導(dǎo)和改進(jìn)地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)是一門(mén)正在發(fā)展中的技術(shù)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，將逐步得到提高和完善。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)管理工作也需要在

4、實(shí)踐中不斷提高。6、隧道超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害對(duì)隧道施工安全的危害程度，分級(jí)進(jìn)行，并按不同級(jí)別確定相應(yīng)的方法和手段。1） 根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害對(duì)隧道施工安全的危害程度，分為以下四級(jí)：a級(jí)：存在重大地質(zhì)災(zāi)害隱患的地段，如大型暗河系統(tǒng)，可溶巖與非可溶巖接觸帶，軟弱、破碎、富水、導(dǎo)水性良好的地層和大型斷層破碎帶，特殊地質(zhì)地段，重大物探異常地段，可能產(chǎn)生大型、特大型突水突泥地段，誘發(fā)重大環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的地段以及高地應(yīng)力、瓦斯、天然氣問(wèn)題嚴(yán)重的地段以及人為坑洞等。b級(jí)：中、小型突水突泥地段，較大物探異常地段，斷裂帶等。c級(jí)：水文地質(zhì)條件較好的碳酸鹽巖及碎屑巖地段、小型斷層破碎帶，發(fā)生突水突泥的可能性較小。

5、d級(jí)：非可溶巖地段，發(fā)生突水突泥的可能性極小。2）不同地質(zhì)災(zāi)害地段的預(yù)報(bào)方式為：a級(jí)預(yù)報(bào)：采用地質(zhì)分析法、tsp隧道地震波反射法、hsp聲波反射法、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探測(cè)、超前水平鉆探等手段進(jìn)行綜合預(yù)報(bào)。首先以地質(zhì)分析法進(jìn)行長(zhǎng)距離預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，然后采用中長(zhǎng)距離tsp或hsp和一種或幾種短距離物探方法相結(jié)合進(jìn)行預(yù)報(bào)，同時(shí)進(jìn)行多孔超前鉆探探查。b級(jí)預(yù)報(bào)：采用地質(zhì)分析法、tsp或hsp，輔以紅外探測(cè)、地質(zhì)雷達(dá)，進(jìn)行必要的超前水平鉆孔。當(dāng)發(fā)現(xiàn)局部地段工程地質(zhì)條件較復(fù)雜時(shí)，按a級(jí)要求實(shí)施。c級(jí)預(yù)報(bào)：以地質(zhì)分析法為主。對(duì)重要的地質(zhì)（層）界面、斷層或物探異常地段可采用tsp進(jìn)行探測(cè)，必要時(shí)采用紅外探測(cè)和超前水平鉆孔

6、。d 級(jí)預(yù)報(bào)：采用地質(zhì)分析法。7、 地質(zhì)復(fù)雜隧道的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)編制實(shí)施細(xì)則，內(nèi)容包括超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施方案、分段預(yù)報(bào)內(nèi)容、方法及技術(shù)要點(diǎn)，并編制氣象、重要泉點(diǎn)、暗河流量等觀測(cè)計(jì)劃和觀測(cè)技術(shù)要求。四、地質(zhì)預(yù)報(bào)工作流程地質(zhì)預(yù)報(bào)工作流程見(jiàn)下“超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作流程圖”。地質(zhì)調(diào)查、素描tsp203紅外探水其他預(yù)測(cè)手段地質(zhì)雷達(dá)hsp聲波超前深孔探測(cè)工程與水文試驗(yàn)收集分析判斷反饋上報(bào)確定施工方案隧道施工正常異常正常異常1030m超前鉆孔五、 地質(zhì)預(yù)報(bào)的方法和手段1、隧道超前地質(zhì)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)應(yīng)堅(jiān)持常規(guī)地質(zhì)法、物理勘探法、鉆探法等多種預(yù)報(bào)手段綜合運(yùn)用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互補(bǔ)充和印證的原則。并結(jié)合本段工程特點(diǎn)，以及局項(xiàng)目

7、部安排，隧道超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的方法如下表：序號(hào)探測(cè)手段備注1地質(zhì)素描地質(zhì)素描或數(shù)碼成像形成隧道地質(zhì)基礎(chǔ)資料2物探手段tsp遠(yuǎn)距離探測(cè)斷層破碎帶、巖層分界面，用于地質(zhì)條件復(fù)雜的隧道3hsp中長(zhǎng)距離探測(cè)斷層破碎帶、巖層分界面，用于地質(zhì)條件復(fù)雜的隧道4地質(zhì)雷達(dá)近距離探測(cè)隧底、掌子面巖溶5紅外探水探測(cè)含水?dāng)鄬雍腿芏础⑹欠翊嬖诤扑閹?地質(zhì)鉆探水平鉆探（1030m）斷層、巖溶、瓦斯、重大物探異常段等7隧底鉆探（510m）隧底巖溶、暗河、重大物探異常段等8加長(zhǎng)炮孔鉆探（36m）掌子面短距離巖溶、地下水等揭露2、適用范圍1）長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)主要采用地質(zhì)分析法，根據(jù)地面測(cè)繪和其它基礎(chǔ)資料對(duì)隧道通過(guò)區(qū)的地質(zhì)界線、地

8、層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、圍巖級(jí)別、儲(chǔ)水構(gòu)造、富水規(guī)模、巖溶發(fā)育規(guī)律及特征、其它不良地質(zhì)及特殊地質(zhì)發(fā)育情況進(jìn)行長(zhǎng)距離、宏觀預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)距離一般在掌子面前方200m以上，并根據(jù)揭示的情況進(jìn)行不斷的修正。2）中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)是在長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上采用tsp、hsp、地質(zhì)雷達(dá)、深孔水平鉆探等對(duì)掌子面前方30200m范圍內(nèi)的地質(zhì)情況作進(jìn)一步的預(yù)報(bào)，如對(duì)不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模、性質(zhì)作較為詳細(xì)的預(yù)報(bào)，粗略的預(yù)報(bào)圍巖級(jí)別和地下水情況等。3）短距離預(yù)報(bào)是在中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上采用掌子面素描、紅外探測(cè)、地質(zhì)雷達(dá)和超前鉆孔等方法進(jìn)行預(yù)報(bào)，比如掌子面前方30m范圍內(nèi)有無(wú)水、在哪個(gè)方位有水、掌子面處地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及不良地質(zhì)

9、發(fā)育情況等，對(duì)以上判斷可能有突泥、突水和其它有害地質(zhì)情況的地段進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證。3、隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)實(shí)施方法1）地質(zhì)分析法，包括地質(zhì)素描法、地層分界線及構(gòu)造線地下和地表相關(guān)性分析法、地質(zhì)作圖法等。地質(zhì)素描包括正洞、平導(dǎo)和輔助導(dǎo)坑洞壁及掌子面素描，具體內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：（1） 工程地質(zhì) 地層巖性，包括地層時(shí)代、巖性、巖體產(chǎn)狀等；斷層，包括斷層性質(zhì)、位置、產(chǎn)狀、破碎帶寬度及構(gòu)造巖劃分，并進(jìn)行斷層帶巖體的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)； 節(jié)理，包括節(jié)理產(chǎn)狀、密度、寬度、延伸情況、節(jié)理面特征、力學(xué)性質(zhì)，分析組合特征、判斷巖體完整程度； 地應(yīng)力，包括高地應(yīng)力顯示性標(biāo)志及其發(fā)生部位，如巖爆、軟弱夾層擠出、探孔餅狀巖心等現(xiàn)

10、象；特殊地層，煤層、瀝青層、含膏鹽層和含黃鐵礦層應(yīng)單獨(dú)描述；塌方，應(yīng)記錄塌方部位、方式與規(guī)模及其隨時(shí)間的變化特征，并分析產(chǎn)生塌方的地質(zhì)原因。（2） 水文地質(zhì) 出水點(diǎn)位置、出水狀態(tài)、水量、水壓、水溫、顏色、泥砂含量測(cè)定，必要時(shí)進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)；水質(zhì)分析，判定水對(duì)建筑材料的腐蝕性； 出水點(diǎn)和地層巖性、構(gòu)造、巖溶、暗河等的關(guān)系分析；必要時(shí)進(jìn)行地表相關(guān)氣象、水文觀測(cè)，判斷洞內(nèi)涌水與地表徑流、降雨的關(guān)系； 必要時(shí)應(yīng)建立涌突水點(diǎn)地質(zhì)檔案。（3） 巖溶包括巖溶規(guī)模、形態(tài)、位置、所屬地層和構(gòu)造部位，充填物成分、狀態(tài)，以及巖溶展布的空間關(guān)系。（4）攝像和影像隧道內(nèi)重要的和具代表性的地質(zhì)現(xiàn)象應(yīng)進(jìn)行攝像或錄像。2） 物

11、探方法，包括tsp隧道地震波反射法、hsp聲波反射法、地質(zhì)雷達(dá)法、紅外探測(cè)等。（1） tsp203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)tsp(tunnel seismic prediction)是一種新穎、快速、有效、無(wú)損的反射地震技術(shù)。它是為隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，其目的在于迅速超前地提供在開(kāi)挖周?chē)扒胺降娜S空間的工程地質(zhì)預(yù)報(bào)。tsp方法探測(cè)距離遠(yuǎn)，對(duì)大多數(shù)巖層，從隧道掘進(jìn)面起算，其探測(cè)范圍可以達(dá)到前方100米，硬巖層甚至可達(dá)200米，最適合長(zhǎng)期（長(zhǎng)距離）超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。tsp203現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集包括打接收器孔和爆破孔、埋置接收器管、連接接收信號(hào)儀器及爆破接收信號(hào)過(guò)程等工作。tsp203系統(tǒng)在圍巖較好的地段

12、可測(cè)出前方100200m范圍內(nèi)的巖層分界面、巖層的物理性質(zhì)、斷層破碎帶、洞穴、隱伏含水體等；圍巖完整性較差時(shí)，預(yù)測(cè)范圍在50100m之間，需連續(xù)預(yù)報(bào)時(shí)前后兩次應(yīng)重疊10m以上。根據(jù)局項(xiàng)目部安排，此項(xiàng)物探方法委外。原理：通過(guò)小藥量爆破所產(chǎn)生的地震波信號(hào)沿隧道方向以球面波的形式傳播，在不同巖層中地震波以不同的速度傳播，在其界面處被反射，并被高精度的接收器接受，獲得反映隧道工作面前方的p波、sh波、sv波的時(shí)間剖面、深度偏移剖面、提取的反射層、巖石物理力學(xué)參數(shù)、各反射層能量大小等成果，以及反射層在探測(cè)范圍內(nèi)的二維或三維空間分布。通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件分析前方圍巖性質(zhì)、節(jié)理裂隙分布、軟弱巖層及含水狀況等，最終

13、顯示屏上顯示各種圍巖結(jié)構(gòu)面與隧道軸線相交所呈現(xiàn)的角度及距掌子面的距離，并可初步測(cè)定巖石的彈性模量、密度、泊松比等參數(shù)以供參考。但儀器在作業(yè)過(guò)程中對(duì)環(huán)境的要求較高，若噪聲過(guò)大則會(huì)影響采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。如下圖1：探測(cè)方法：爆破孔布置：tsp203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)洞內(nèi)布置的接收器孔和爆破孔不是在掌子面上，而是在掌子面附近的邊墻上，一般情況下，它是由兩個(gè)接收器孔和24個(gè)爆坡孔組成。接收器距掌子面約55m,在隧道兩側(cè)對(duì)稱(chēng)布置，最后一個(gè)爆破孔距掌子面約0.5m。爆破孔間距1.5m，孔深1.5m，孔徑3538mm，孔口距隧底約1.0m，向下傾斜1020，接收器與第一個(gè)爆破孔間距20m，接收器孔深2.0m，孔

14、徑4345mm，孔口距隧底1.0m，向下傾斜510。檢測(cè)孔掘進(jìn)方向檢測(cè)方向2#16#20m1#17# 18# 19# 20# 21# 22# 23# 24#231.5m0.5m檢測(cè)孔爆破孔tsp203檢測(cè)鉆孔平面布置示意圖埋設(shè)傳感器桿：埋設(shè)傳感器前，先清孔，清除孔底虛碴，放入環(huán)氧樹(shù)脂藥卷，插入傳感器套桿，用鉆帶動(dòng)其鉆動(dòng)，保證環(huán)氧樹(shù)脂藥卷充分?jǐn)嚢?。待傳感器桿固定后，插入傳感器，注意傳感器方向朝向掌子面。連線檢查：把傳感器、檢波器（電腦）、起爆器、同步器連接起來(lái)，并檢查其是否正常工作，注意此時(shí)起爆器不得與雷管相連。測(cè)量時(shí)間：測(cè)量時(shí)間選在施工交接班時(shí)間，要求工作面800m范圍內(nèi)不得有機(jī)械作業(yè)和作業(yè)人

15、員作業(yè)，作業(yè)前與現(xiàn)場(chǎng)施工員聯(lián)系，以確定停工時(shí)間，此時(shí)準(zhǔn)備好爆破藥卷、電雷管等。裝藥爆破：由最里邊炮孔開(kāi)始，逐個(gè)依次裝藥聯(lián)線，起爆器起爆，裝藥量根據(jù)圍巖情況，一般控制在1040g左右。成果分析：采用tsp203自帶的軟件分析系統(tǒng)，剔除一些明顯的干擾波，軟件自動(dòng)分析，自動(dòng)生成圖表，反映前方圍巖的物理特性，巖層分界線、軟弱帶、斷層的位置等信息。因此，通過(guò)tsp超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，能夠及時(shí)地了解掌子面前方的地質(zhì)情況，為隧道施工和及時(shí)合理地調(diào)整支護(hù)參數(shù)提供依據(jù)，有效地控制了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，確保支撐隧道的巖石牢固可靠和施工質(zhì)量，改善工地的安全，贏得了施工時(shí)間，降低成本，提高隧道掘進(jìn)的進(jìn)度，將風(fēng)險(xiǎn)降低到最小。（2

16、）地質(zhì)雷達(dá)當(dāng)tsp203系統(tǒng)預(yù)報(bào)前方有溶洞、暗河水體、巖層層面等不良地質(zhì)時(shí)，其規(guī)模、形態(tài)需要具體了解，就需用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)。加拿大pulseekko100型地質(zhì)雷達(dá)在前方巖石完整的情況下，可以預(yù)報(bào)30m的距離；當(dāng)巖石不完整或存在構(gòu)造的條件下，預(yù)報(bào)距離小于10m。雷達(dá)探測(cè)的效果主要取決于不同介質(zhì)的電性差異，即介電常數(shù)，若介質(zhì)之間的介電常數(shù)差異大，則探測(cè)效果就好。根據(jù)局項(xiàng)目部安排，此項(xiàng)物探方法委外。探測(cè)原理：發(fā)射機(jī)通過(guò)發(fā)射天線向隧道掌子面前方地層定向發(fā)射電磁波，電磁波在傳播的路徑上當(dāng)遇到有電性（介電常數(shù)和電導(dǎo)率）差異的界面時(shí)即發(fā)生反射。從不同深度返回來(lái)的各個(gè)不同時(shí)間的反射波由設(shè)置在發(fā)射天線旁的接

17、受天線接受，另外還最先接受到從發(fā)射天線經(jīng)兩天線所在介質(zhì)的表面?zhèn)鞑サ浇邮芴炀€的直達(dá)波，取其時(shí)間之半，乘以該介質(zhì)的電磁波傳播速度即代表反射目標(biāo)的深度，再根據(jù)反射信息特征（反射強(qiáng)度、反射波組合特點(diǎn)以及橫向、縱向變化等）判別反射目標(biāo)的性質(zhì)。探測(cè)方法：在開(kāi)挖掌子面上，以上、中、下水平和左、右為骨架布置若干水平測(cè)線和豎線測(cè)線向前方探測(cè)，每條測(cè)線可構(gòu)成一條剖面，各條剖面上的綜合地質(zhì)信息即構(gòu)成了前方一定范圍內(nèi)的空間地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)。測(cè)線的密度可視所探測(cè)地段的圍巖地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度和所要求的探測(cè)控制精度選定，圍巖越復(fù)雜，要求的控制精度越高，則測(cè)線密度就越大，反之越小。根據(jù)探測(cè)資料，首先對(duì)各方面剖面進(jìn)行綜合分析，定性判

18、定前方地質(zhì)情況并定量確定有關(guān)異常體、條、帶等位置、深度及其空間分布情況，再結(jié)合具體的地質(zhì)條件（如斷層、節(jié)理、裂隙與隧道走向的夾角和傾角及其對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性的影響程度）、地壓因素（靜壓、動(dòng)壓和二次平衡壓），詳細(xì)劃分和界定圍巖類(lèi)別，以便主動(dòng)采取超前支護(hù)措施。水平測(cè)線垂直測(cè)線圖4.4.6-1地質(zhì)雷達(dá)測(cè)線布置圖地質(zhì)雷達(dá)預(yù)測(cè)的有效長(zhǎng)度在完整灰?guī)r地段按25m，在巖溶發(fā)育地段根據(jù)雷達(dá)波形判定，連續(xù)預(yù)報(bào)時(shí)前后兩次重疊長(zhǎng)度不小于5m。（3）hsp水平聲波剖面法該方法是將聲波發(fā)射源（電火花源）和接收換能器分別置入兩邊墻底部1.5m淺孔中，水耦合，按相錯(cuò)斜交對(duì)射的方式進(jìn)行聲波反射探測(cè)，r1 r2 r3s1 s2 s

19、3圖6.4-5 隧道hsp反射探測(cè)示意圖這種方法在開(kāi)挖面后一定距離的隧倒兩邊墻底部分別打若干孔，孔深（1.0-3.0m）,孔間距視探測(cè)大小按1.0-3.0m布置,探測(cè)時(shí)采用電火花源為發(fā)射源,主機(jī)采用工程聲波探測(cè)儀。（4）紅外線探水法圖4.4.6-2 紅外探水儀示意圖采用 hy303防爆紅外線探測(cè)儀進(jìn)行超前防水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，紅外探水見(jiàn)圖4.4.6-2所示。hy303防爆紅外線探測(cè)儀的主要應(yīng)用范圍：了解掘進(jìn)前方1030米范圍內(nèi)是否存在含水?dāng)鄬雍腿芏?、是否存在含水破碎帶。每作一次防水超前探測(cè)預(yù)報(bào)需15分鐘。向隧道上方探測(cè)掘進(jìn)時(shí)未見(jiàn)到的含水構(gòu)造。向隧道下方探測(cè)了解底板下方是否存在空洞、是否存在含水巖溶構(gòu)造

20、、承壓水是否以潛在形勢(shì)向上運(yùn)移。向兩壁外側(cè)探測(cè)了解兩壁外側(cè)是否存在隱伏水體、是否存在與隧道走向成小角度斜交的斷層、是否存在溶洞。在隧道施工通過(guò)巖溶、巖溶水、斷層破碎帶可能發(fā)生涌水地段每開(kāi)挖1530m，對(duì)開(kāi)挖面前方施作一紅外線探測(cè)技術(shù)，對(duì)地下水進(jìn)行預(yù)報(bào)。隧道施工進(jìn)程中應(yīng)用hy-303型防爆型紅外線探側(cè)儀對(duì)前方30m 范圍內(nèi)進(jìn)行含水層的定性探測(cè)。探測(cè)方式為: 掌子面上3x3網(wǎng)格上九個(gè)點(diǎn)溫度或熱輻射數(shù)據(jù)。 掘進(jìn)后面掌子面方向靠近掌子面50m內(nèi)左邊墻、拱部、右邊墻紅外輻射場(chǎng)數(shù)據(jù)曲線，也稱(chēng)為背景趨勢(shì)曲線。判別標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般是利用掌子面上探測(cè)數(shù)據(jù)兩點(diǎn)間最大讀數(shù)差值，參考背景趨勢(shì)曲線，來(lái)判斷前方含水可

21、能性。考慮到由于標(biāo)準(zhǔn)方差是刻劃隨機(jī)變量在其中心位置散布程度的數(shù)字特征，其反映了偏離均值的偏離量。結(jié)合溫度場(chǎng)模擬計(jì)算和資料分析，根據(jù)實(shí)地多次探測(cè)數(shù)據(jù)，分別計(jì)算其兩點(diǎn)間最大讀數(shù)差值和以下標(biāo)準(zhǔn)方差，在詳細(xì)分析和統(tǒng)計(jì)實(shí)際觀測(cè)出水資料的基礎(chǔ)上，選取紅外線探測(cè)含水安全值判別標(biāo)準(zhǔn)3）鉆探方法鉆探法是最直觀、可靠的超前預(yù)報(bào)手段，對(duì)來(lái)自物探或其他方法認(rèn)為重點(diǎn)懷疑地段，采用鉆孔探測(cè)，通過(guò)對(duì)鉆孔取巖芯，并利用巖芯作式樣進(jìn)行試驗(yàn)的分析，鉆空鉆速測(cè)試根據(jù)鉆機(jī)在巖石中的鉆進(jìn)速度和巖石特性之間的關(guān)系來(lái)判斷，判斷地層變化、巖性差異、地層含水量等信息，根據(jù)需要預(yù)報(bào)的距離遠(yuǎn)近可采用不同型號(hào)的鉆機(jī)（或取芯、或配合鉆孔窺視儀、或根據(jù)

22、鉆進(jìn)的速度變化和出水量進(jìn)行地質(zhì)分析）。（1） 鉆孔布置:一般在施工面布置23個(gè)超前鉆孔，位置位于斷面上半部中間。（2） 鉆孔方法:水平超前鉆孔平行于隧洞軸線。當(dāng)隧洞某一側(cè)地質(zhì)條件十分惡劣或有預(yù)灌漿要求時(shí)，鉆孔方位可以有適當(dāng)偏角。按物探方法預(yù)報(bào)提供的不良地質(zhì)里程位置，在距不良地質(zhì)1030m處，停止開(kāi)挖，在開(kāi)挖面進(jìn)行鉆孔，鉆孔直徑75mm，鉆孔長(zhǎng)度為穿過(guò)不良地質(zhì)，必要時(shí)并取蕊。鉆孔終孔點(diǎn)須在隧道開(kāi)挖輪廓線外不大于57m。其鉆孔方向，其鉆孔的水平角、傾角以及鉆孔在開(kāi)挖面上的位置須按平面、剖面坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，并按設(shè)計(jì)推算可能見(jiàn)不良地質(zhì)點(diǎn)位置。鉆探應(yīng)符合下列規(guī)定： 鉆探口徑和鉆具規(guī)格應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)

23、定。 成孔口徑應(yīng)滿(mǎn)足取樣、測(cè)試和鉆進(jìn)工藝的要求。 應(yīng)嚴(yán)格控制非連續(xù)取芯鉆進(jìn)的回次進(jìn)尺，使圍巖分界精度符合要求。 巖芯鉆探的巖芯采取率，對(duì)完整和較完整巖體不應(yīng)低于80，較破碎和破碎巖體不應(yīng)低于65；對(duì)需重點(diǎn)查明的部位（滑動(dòng)帶、軟弱夾層等）應(yīng)采用雙層巖芯管連續(xù)取芯。 當(dāng)需確定巖石質(zhì)量指標(biāo)rqd時(shí)，應(yīng)采用75mm口徑（n型）雙層巖芯管和金剛石鉆頭。 對(duì)富水隧道應(yīng)及時(shí)探明地下水的儲(chǔ)量及分布，探水的方法主要采用鉆探法，另輔以電法、紅外線法等。（3）鉆孔長(zhǎng)度:根據(jù)現(xiàn)有機(jī)具和鉆孔經(jīng)驗(yàn)，鉆孔深度取30-75m。（4）對(duì)水平鉆探的要求是：（1）鉆速快；（2）鉆探深度大，以減少鉆機(jī)的裝卸和搬運(yùn)時(shí)間；但同時(shí)在施工中

24、要控制實(shí)際鉆孔深度，避免如重力、彎曲和破碎巖層中的卡鉆等；（3）鉆孔彎曲小，盡量不要超出隧洞的開(kāi)挖范圍；（4）鉆孔時(shí)應(yīng)選擇技術(shù)熟練，責(zé)任心強(qiáng)的司機(jī)、司鉆工操作。在綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中的各種方法中，tsp203作業(yè)快，測(cè)距長(zhǎng)，干擾相對(duì)少，可以與多種預(yù)測(cè)法結(jié)合應(yīng)用，但精度不高，解釋難度大，適于作長(zhǎng)距離預(yù)測(cè)；地質(zhì)雷達(dá)可以準(zhǔn)確測(cè)定短距離內(nèi)隧道四周和底部的空洞、水體情況，可補(bǔ)充tsp203系統(tǒng)的不足；地質(zhì)鉆探基本可以揭示地下水及圍巖物理力學(xué)性能，但干擾大，用時(shí)長(zhǎng)，費(fèi)用高。而加長(zhǎng)炮孔鉆探設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、費(fèi)用低、占用隧道施工時(shí)間短，在巖溶地段效果較好。因此施工中應(yīng)采取多種預(yù)報(bào)手段綜合運(yùn)用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互補(bǔ)

25、充和印證，確保地質(zhì)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。六、預(yù)報(bào)工作技術(shù)要求1、地質(zhì)素描，隨開(kāi)挖進(jìn)行，一般地段1020m素描一次，復(fù)雜地段每循環(huán)進(jìn)行一次，包括掌子面、左右邊墻、拱頂及隧底。2、超前水平鉆孔，需要時(shí)施做，一般每循環(huán)1030m；斷層、節(jié)理密集帶或其它破碎富水地層每循環(huán)可只鉆一孔；巖溶發(fā)育區(qū)每循環(huán)35個(gè)孔，當(dāng)鉆到溶洞時(shí)可適當(dāng)增加，以滿(mǎn)足溶洞處理所需資料為原則，鉆孔應(yīng)終孔于隧道開(kāi)挖輪廓線以外510m，孔口按計(jì)算應(yīng)安設(shè)一定長(zhǎng)度的孔口管；連續(xù)預(yù)報(bào)時(shí)前后兩循環(huán)鉆孔應(yīng)重疊58m；煤層超前探測(cè)鉆孔按鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范（tb101202002）執(zhí)行。探孔布置示意圖3、tsp每次預(yù)報(bào)有效長(zhǎng)度a級(jí)地段100m左右，b

26、、c級(jí)地段150m左右，需連續(xù)預(yù)報(bào)時(shí)前后兩次應(yīng)重疊10m以上。4、地質(zhì)雷達(dá)在完整灰?guī)r地段有效探測(cè)長(zhǎng)度應(yīng)在25m以上，在巖溶發(fā)育地段根據(jù)雷達(dá)波形判定，連續(xù)預(yù)報(bào)時(shí)前后兩次重疊長(zhǎng)度在5m左右。5、hsp 每次預(yù)報(bào)有效長(zhǎng)度應(yīng)在50m左右，連續(xù)預(yù)報(bào)時(shí)前后兩次重疊長(zhǎng)度應(yīng)大于10m。6、紅外探測(cè)每次預(yù)報(bào)有效探測(cè)距離約為30m，連續(xù)預(yù)報(bào)時(shí)前后兩次重疊長(zhǎng)度應(yīng)大于5m。七、 預(yù)報(bào)資料編制1、地質(zhì)分析法，應(yīng)編制資料：1）掌子面素描圖2）隧道與導(dǎo)坑地質(zhì)展示圖3）導(dǎo)坑預(yù)報(bào)正洞平面圖4）地層分界線及構(gòu)造線隧道內(nèi)和地表相關(guān)性分析預(yù)報(bào)圖5）特殊地段縱、橫斷面圖6）各種監(jiān)測(cè)和測(cè)試資料7）有關(guān)攝影和影像資料8）隧道竣工工程地質(zhì)縱斷面圖2、 tsp隧道地震波反射法預(yù)報(bào)應(yīng)編制探測(cè)報(bào)告，內(nèi)容包括探測(cè)工作概況、地質(zhì)解譯結(jié)果、分析處理波形圖、頻譜圖、深度偏移剖面圖、二維成果顯示圖及巖體物理力學(xué)參數(shù)表。3、hsp聲波反射法預(yù)報(bào)應(yīng)編制探測(cè)報(bào)告，內(nèi)容包括探測(cè)工作概況、地質(zhì)解譯結(jié)果、原始記錄波形圖、經(jīng)過(guò)處理用于解釋的波形曲線。4、地質(zhì)雷達(dá)法預(yù)報(bào)應(yīng)編制探測(cè)報(bào)告，內(nèi)容包括探測(cè)工作概況、地質(zhì)解譯結(jié)果、