隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè)指導(dǎo)書

1、隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè)指導(dǎo)書一、適用范圍適用于中鐵十四局集團(tuán)貴廣鐵路第三項(xiàng)目部范圍內(nèi)的隧道超前地質(zhì) 預(yù)報(bào)工作。二、作業(yè)準(zhǔn)備1內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備（1）、施工前組織技術(shù)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)，閱讀、審 核圖紙，熟悉技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（2）、統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)圖中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方式和預(yù)報(bào)里程，建立超前地質(zhì)預(yù) 報(bào)臺(tái)帳。2、外業(yè)方面（1）、由測(cè)量人員提供檢測(cè)面的施工里程。（2）、根據(jù)采用的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方式做好現(xiàn)場(chǎng)打孔或機(jī)械、人員的配 合工作。三、技術(shù)要求1、隧道爆破開挖后及時(shí)查看掌子面地質(zhì)狀況，描繪地質(zhì)圖，通過與 設(shè)計(jì)的對(duì)比，提供地質(zhì)情況預(yù)報(bào)。2、隧道施工期的地質(zhì)預(yù)測(cè)，應(yīng)包含以下：（1）、斷層及斷面影響帶的位置、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)。四、施工程序和工藝流程1、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)施作工藝流程見下圖所示： 采用TSP-203、超前鉆探、地質(zhì)雷達(dá)、地質(zhì)素描法等進(jìn)行綜合探測(cè)； 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)要對(duì)多種手段所得的資料進(jìn)行綜合分析與評(píng)判，相互印證，結(jié)合掌子面揭示的地質(zhì)條件、發(fā)展規(guī)律、趨勢(shì)及前兆進(jìn)行預(yù)測(cè)、判 斷。巖體結(jié)構(gòu)劃分、結(jié)構(gòu)特征施工期間繪制各類橫斷面洞體素描1繪制隧道縱斷面繪制洞體展示圖一綜合研究巖組劃分施工量測(cè)巖體結(jié)構(gòu)調(diào)查巖體質(zhì)量劃分地質(zhì)預(yù)報(bào)巖體完整

3、系數(shù)及穩(wěn)定性點(diǎn)荷載試驗(yàn)聲波測(cè)試地震波測(cè)試提供實(shí)際涌水資料洞巖體力學(xué)測(cè)試1內(nèi)變形量測(cè)量 測(cè)破碎帶夾層現(xiàn)場(chǎng)力學(xué)測(cè)水文地質(zhì)調(diào)查洞內(nèi)涌水實(shí)測(cè)富水地段調(diào)查涌水地段調(diào)查地表洞內(nèi)水監(jiān)測(cè)洞體埋深及巖體提岀支護(hù)建議確定施工方法總結(jié)巖體穩(wěn)定評(píng)價(jià)編制綜合報(bào)告綜合研究結(jié)構(gòu)面關(guān)系分析結(jié)構(gòu)面力學(xué)特征和強(qiáng)度調(diào)查測(cè)定不同巖層裂隙頻率不同巖層含水條件巖體節(jié)理發(fā)育情況內(nèi)空變形量測(cè)圍巖松動(dòng)圈量測(cè)提岀防排水施工建議總結(jié)涌水規(guī)律提岀變更圍巖類別建議突水、突泥預(yù)報(bào)2、施工工藝隧道施工過程的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，主要是根據(jù)地表和已經(jīng)開挖的隧道的 地質(zhì)調(diào)查和各種探測(cè)方法取得的資料，以及地質(zhì)推斷法預(yù)測(cè)開挖工作面前 方一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)圍巖的工程地質(zhì)條件。

4、如：地面地質(zhì)調(diào)查法、洞身地質(zhì) 素描法、鉆速測(cè)試法、鉆探孔法、涌水量觀測(cè)、巖體結(jié)構(gòu)面量測(cè)和圍巖變 形觀測(cè)。物探測(cè)試主要有TSP法、地質(zhì)雷達(dá)法。預(yù)測(cè)時(shí)根據(jù)地質(zhì)條件的不同，采用一種或幾種方法組合綜合預(yù)報(bào)，以 工程地質(zhì)法（包括圖析法及地質(zhì)素描法）進(jìn)行超前宏觀預(yù)報(bào)為前提，結(jié)合 TSP203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)、地質(zhì)雷達(dá)、超前探孔、經(jīng)驗(yàn)法等綜合手段，分 長(zhǎng)期預(yù)報(bào)、中期預(yù)報(bào)、短期預(yù)報(bào)三個(gè)階段對(duì)隧道巖體特征、斷層、涌水等 不良工程地質(zhì)進(jìn)行超前預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)：采用TSP系統(tǒng)與地質(zhì)分析法相結(jié)合進(jìn)行長(zhǎng)期（長(zhǎng)距離）（ 80m范圍） 地質(zhì)預(yù)報(bào)；采用儀器鉆孔進(jìn)行3080m距離的中期地質(zhì)預(yù)報(bào)；利用臺(tái)車鉆孔和地質(zhì)雷達(dá)相結(jié)合，進(jìn)行距離小

5、于30m的短期地質(zhì)預(yù)報(bào)；采用在鉆爆循環(huán)中加深（4n） 35個(gè)炮孔進(jìn)行掌子面前方4m范圍的 下一循環(huán)的探測(cè)。結(jié)合掌子面地質(zhì)素描預(yù)測(cè)法進(jìn)行掌子面作業(yè)影響區(qū)域內(nèi) 的當(dāng)前地質(zhì)預(yù)報(bào)。對(duì)物探異常區(qū)采用鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證，以便指導(dǎo)施工。五、施工要求根據(jù)隧道地質(zhì)復(fù)雜的特點(diǎn)，本著以“早預(yù)報(bào)、早預(yù)防”的原則組織施 工，采用地質(zhì)調(diào)查、地震波法、超前鉆孔、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探水和地質(zhì)觀 測(cè)素描等綜合手段進(jìn)行超前探測(cè)，根據(jù)探測(cè)手段劃分為經(jīng)驗(yàn)類比法和儀器 探測(cè)兩種預(yù)報(bào)方式。經(jīng)驗(yàn)類比法進(jìn)行預(yù)報(bào)以往隧道施工經(jīng)驗(yàn)，在施工揭露的斷層帶構(gòu)造、洞內(nèi)滲水、涌水特性 以及施工方法、工藝類比該標(biāo)段的地質(zhì)情況、施工方法及工藝，并根據(jù)類比情況對(duì)相關(guān)問題

6、提出預(yù)報(bào)。、利用地質(zhì)儀器探測(cè)進(jìn)行預(yù)報(bào)（1）TSP203探測(cè)法TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)是目前國內(nèi)外在這一領(lǐng)域里應(yīng)用較多的隧道及 地下工程探測(cè)設(shè)備。TSP203是最新一代智能型預(yù)報(bào)儀，傳感器能采集不同 方向的地震信號(hào)，能根據(jù)地震反射波判斷發(fā)射截面的三維幾何形態(tài)，經(jīng)電 腦分析，自動(dòng)得出圖像和結(jié)果。可以比較準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)工作面前方100200m 范圍內(nèi)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)可以解決的主要 技術(shù)問題如下： 能探測(cè)工作面前方存在的斷層、破碎帶、特殊軟巖、富水巖層和煤 系地層與其他地層的界線，還能探測(cè)巖漿巖巖體、巖脈等特殊地質(zhì)體。 能查明前述不良地質(zhì)體的位置和規(guī)模， 能判別不同類別圍巖的分

7、界 線，并提供相應(yīng)巖層的地質(zhì)力學(xué)參數(shù)。 能探測(cè)和較準(zhǔn)確的解釋距離為：軟巖一般能探測(cè)150m （最大可達(dá) 300m ,硬巖一般能探測(cè)250m （最大可達(dá)400n）,有效解釋距離為150m 對(duì)不良地質(zhì)體的地質(zhì)性質(zhì)判斷，一般較準(zhǔn)確；對(duì)不良地質(zhì)體的位置 判斷精度可達(dá)90%以上；對(duì)不良地質(zhì)體的規(guī)模的判斷精度可達(dá) 85%90%以上應(yīng)用TSP203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行地質(zhì)探測(cè)的頻率為：巖層完整、 巖性一致地段1次/100m,斷層破碎帶地段1次/50m,必要時(shí)再增加頻率， 以相互重疊、復(fù)核，提高預(yù)測(cè)精度。操作方法是：在開挖工作面排列布置地震激發(fā)和反射波接收的裝置，為排除表面波的影響，傳感器對(duì)稱布置在隧洞兩側(cè)的

8、側(cè)幫，距洞表面23m的圍巖內(nèi)部，安裝時(shí)使傳感器與巖石結(jié)合緊密；激發(fā)地震波信號(hào)的爆破 孔，第一排緊靠掌子面，最后一排距傳感器 1520m正常布置24孔，用 YT28風(fēng)槍鉆孔，孔徑為 32 42mn之間，鉆孔間距13m,孔深23m, 每孔裝藥量50100g。爆破后，測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄部分實(shí)時(shí)顯示所有的數(shù) 據(jù)采集通道，并實(shí)時(shí)通過測(cè)量系統(tǒng)計(jì)算機(jī)顯示監(jiān)視爆破信號(hào)的質(zhì)量和傳感 器與巖石之間的耦合狀況，初步評(píng)價(jià)結(jié)果在測(cè)量完成后8h內(nèi)即能讀出，以圖像和表格的直觀形式顯示隧道施工前方和四周測(cè)量范圍內(nèi)的不良地 質(zhì)帶和不連續(xù)界面的位置。(2) 地質(zhì)雷達(dá)法采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，該方法可以探查斷層及破碎帶、大 節(jié)

9、理、巖脈、陡傾角巖體分界線，以及洞穴等。其工作原理是高頻電磁波 以寬頻帶脈沖形式，通過發(fā)射天線被定向送入地下，經(jīng)存在電性差異的地 下地層或目標(biāo)體反射返回地面，由接收天線接收。高頻電磁波在介質(zhì)中傳 播時(shí)，其路徑、電磁波強(qiáng)度與波形隨所通過介質(zhì)的電性特征及幾何形態(tài)而 變化。所以通過對(duì)時(shí)域波形的采集、處理和分析，可確定地下界面或地質(zhì) 體的空間位置和結(jié)構(gòu)。（3）地質(zhì)素描及數(shù)碼相機(jī)分析法預(yù)報(bào)利用地質(zhì)素描判定工作面前方短距離范圍內(nèi)的地質(zhì)情況。掘進(jìn)施工 時(shí)，派有經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)工程師在每排炮后對(duì)工作面進(jìn)行地質(zhì)觀察、記錄，并 用數(shù)碼相機(jī)照相攝影，繪制地質(zhì)素描圖。地質(zhì)素描的主要內(nèi)容包括：地下 水狀態(tài)（出水點(diǎn)、出水量、水

10、壓力、突水情況等）；地層巖性（產(chǎn)狀、結(jié) 構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造影響程度等）；巖石特性（巖石名稱、風(fēng)化狀況、巖石結(jié)構(gòu)、 質(zhì)地、強(qiáng)度）；地質(zhì)結(jié)構(gòu)面（間距、延伸性、粗糙度、張開性等）；軟弱夾 層，貫穿性強(qiáng)的大節(jié)理、斷層（填充情況、風(fēng)化程度、開度、滲漏）等。 根據(jù)掌子面地質(zhì)情況，通過對(duì)地質(zhì)素描圖的分析，用工程類比法對(duì)開挖面 前方短距離內(nèi)的巖體穩(wěn)定性進(jìn)行分析，通過綜合分析判斷，提出地質(zhì)預(yù)測(cè) 報(bào)告。（4）超前探孔取芯驗(yàn)證法預(yù)報(bào)根據(jù)設(shè)計(jì)地質(zhì)資料及TSP等長(zhǎng)期預(yù)報(bào)提供的不良地質(zhì)資料，在掌子面 距不良地質(zhì)地段約25m左右時(shí)，米用輕型地質(zhì)鉆機(jī)在掌子面進(jìn)行鉆孔探測(cè)， 以便相互印證，根據(jù)TSP探測(cè)資料選擇探孔位置，布置兩個(gè)探孔

11、，需要時(shí) 對(duì)其中一個(gè)進(jìn)行取芯，孔深6080m在鉆孔的同時(shí)，記錄鉆孔速度、巖 碴巖粉特征、沖洗液顏色、含泥量、出水部位、鉆桿是否突進(jìn)等情況，探 明水量和水壓情況，按設(shè)計(jì)和開挖面的地質(zhì)資料，判定工作面前方的工程、 水文地質(zhì)情況，以采取必要的預(yù)防措施。鉆孔前先用稍大直徑的鉆頭鉆孔， 安設(shè)3m孔口管，孔口處設(shè)閘閥，在遇到高壓水時(shí)緊急關(guān)閉，防止突水。 對(duì)于取芯鉆孔，每次提鉆后要對(duì)巖芯進(jìn)行觀察描述和記錄，記錄各巖層位 置、巖性、厚度及其裂隙發(fā)育、充填膠結(jié)情況，做好巖芯的地質(zhì)描述，同 時(shí)記錄好孔內(nèi)出水情況。取出的巖芯要按孔位編號(hào)，擺放整齊，供地質(zhì)人 員分析研究。超前鉆孔取芯能夠較真實(shí)地反映掌子面前方的地質(zhì)情

12、況，在 隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中已得到廣泛應(yīng)用。除對(duì)可能突水點(diǎn)地段進(jìn)行深孔探測(cè)外，為防止意外，對(duì)非長(zhǎng)探孔地段， 用鉆孔臺(tái)車在開挖前斷面地質(zhì)較差或滲流水部位鉆不少于 2個(gè)長(zhǎng)度為28m 的 50超前探孔，對(duì)掌子面前方地質(zhì)進(jìn)行超前探測(cè)和核實(shí)。注意事項(xiàng)(1) 、隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)多在地質(zhì)情況復(fù)雜多變、圍巖地質(zhì)條件惡劣 的地段進(jìn)行，在進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)施作時(shí)，要密切關(guān)注圍巖的變化，詳細(xì) 掌握圍巖的動(dòng)態(tài)信息資料，以便及時(shí)采取措施保證地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的順利、 安全進(jìn)行；(2) )隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)要采用綜合手段獲取多種參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照 以得到較為準(zhǔn)確的地質(zhì)信息，切忌憑借單一方法得出的片面結(jié)論來指導(dǎo)施 工;(3) 、多項(xiàng)

13、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)手段所得的資料進(jìn)行綜合分析與評(píng)判，相互印證，并 結(jié)合掌子面揭示的地質(zhì)條件、發(fā)展規(guī)律、趨勢(shì)及前兆進(jìn)行預(yù)測(cè)、判斷，并 根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果，相應(yīng)優(yōu)化調(diào)整措施，以確保施工安全及結(jié)構(gòu) 安全，確保工程順利實(shí)施。六、人力資源、組織機(jī)構(gòu)為確保隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作落到實(shí)處， 成立以項(xiàng)目總工為組長(zhǎng)的超 前地質(zhì)預(yù)報(bào)管理小組，其成員由專職地質(zhì)和物探工程師及長(zhǎng)期從事隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的技術(shù)人員組成。全面管理三項(xiàng)目部隧道超前預(yù)報(bào)工作， 組織機(jī)構(gòu)如下：組長(zhǎng)：王旭華副組長(zhǎng)：張維組員：楊飛林、王志力、薛猛、范利民、各隧道架子隊(duì)負(fù)責(zé)人技術(shù)主管負(fù)責(zé)技術(shù)交底書的編制、發(fā)放，對(duì)工序的實(shí)施過程進(jìn)行控制 檢查。根據(jù)施工進(jìn)度

14、，提報(bào)材料計(jì)劃。生產(chǎn)保障部負(fù)責(zé)按要求購進(jìn)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè)所需材料；負(fù)責(zé)儀器、 設(shè)備的配置、發(fā)放，檢查指導(dǎo)儀器、設(shè)備的使用、保養(yǎng)和維修工作。質(zhì)檢工程師負(fù)責(zé)對(duì)整套工序監(jiān)督檢查及抽查。架子隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織施工，對(duì)工序過程實(shí)施監(jiān)督檢查，協(xié)調(diào)作業(yè)班組 之間的關(guān)系。地質(zhì)工程師負(fù)責(zé)組織超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的實(shí)施，各隧道技術(shù)負(fù)責(zé)人及技術(shù)員負(fù)責(zé)具體落實(shí)，各施工工班負(fù)責(zé)相應(yīng)工序中的配合、協(xié)作。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)由技術(shù)負(fù)責(zé)人、技術(shù)員負(fù)責(zé)采集、記錄；超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)由各技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)整理、分析處理；地質(zhì)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)分析結(jié)果由地質(zhì)工程師審核；當(dāng)根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)分析結(jié)果需要調(diào)整后續(xù)施工的方法、方案及工藝時(shí)，由技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)編制、

15、地質(zhì)工程師負(fù)責(zé)審核、簽發(fā)。1、人員負(fù)責(zé)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè)人員必須是經(jīng)過培訓(xùn)、工作熟練的技術(shù)人員或 工人，并且具有較高的責(zé)任心和質(zhì)量意識(shí)。七、設(shè)備機(jī)具配置設(shè)備(見下表)序號(hào)儀器設(shè)備名稱規(guī)格類型單位數(shù)量備注1地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)儀BK2000套12地震波探測(cè)儀TSP-203套13水平鉆機(jī)PD-100臺(tái)14數(shù)碼相機(jī)1八、質(zhì)量控制及檢驗(yàn)檢驗(yàn)頻率用TSP203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行長(zhǎng)距離地質(zhì)探測(cè)， 洞身1次/100m進(jìn) 行探測(cè)，通過不良地質(zhì)區(qū)域如斷層破碎帶區(qū)域、突泥涌水區(qū)域等探測(cè)頻率 為1次/50m，必要時(shí)在提高探測(cè)頻率。在通過斷層及斷層破碎帶，運(yùn)用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)掌子面、斷層及斷層破碎 帶進(jìn)行探測(cè)，探測(cè)頻率為1次/30m。根據(jù)本標(biāo)段隧道的地質(zhì)特點(diǎn)，采用 30m 50m兩種超前探孔進(jìn)行估算， 30m探孔運(yùn)用于一般地段，在不良地質(zhì)區(qū)域，則采用50m探孔取芯。、質(zhì)量保證措施(1) .編制詳細(xì)周密、切實(shí)可行的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)施作方案， 合理組織， 嚴(yán)格按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的程序按部就班進(jìn)行；(2) .禾U用精密的儀器設(shè)備，縱向多設(shè)測(cè)面、橫向多布測(cè)點(diǎn)，多種探 測(cè)方法并用，綜合分析得出預(yù)報(bào)信息；(3) .認(rèn)真觀測(cè)，詳細(xì)記錄，確保收集數(shù)據(jù)的真實(shí)、詳盡;(4) .數(shù)據(jù)分析要客觀、連貫，多探測(cè)、勤匯總，總結(jié)動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)信息。九、安全要求成立安全領(lǐng)導(dǎo)小組，由