地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工藝作業(yè)指導(dǎo)書(shū)

1、地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工藝作業(yè)指導(dǎo)書(shū)2.2.1 工藝概述 隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是隧道(信息化)施工管理的重要組成內(nèi)容，針對(duì)隧道圍巖復(fù)雜多變的特點(diǎn)，避免不良地層結(jié)構(gòu)導(dǎo)致隧道坍塌、沉陷、涌水、有害氣體突出等事故的發(fā)生，而采用的綜合 超前的地質(zhì)預(yù)測(cè)措施。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)主要適用于具有巖溶、巖溶突水（突泥）、斷層破碎帶、淺 埋段、高地應(yīng)力（可能產(chǎn)生硬巖巖爆和軟弱圍巖塑性變形）和瓦斯等有害氣體的鐵路隧道。2.2.2 作業(yè)內(nèi)容： 地質(zhì)超前預(yù)報(bào)可采用地質(zhì)調(diào)查法、超前鉆探法、物探法和超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法。各預(yù)報(bào)方法應(yīng)包括下列內(nèi)容：1地質(zhì)調(diào)查法：包括隧道地表補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查、洞內(nèi)開(kāi)挖工作面地質(zhì)素描和洞身地質(zhì)素描、 地層分界線及構(gòu)造線地下和

2、地表相關(guān)性分析、地質(zhì)作圖等。2超前鉆探法：包括地質(zhì)超前鉆探、加深炮孔探測(cè)及孔內(nèi)攝影。3物探法：包括彈性波反射法（地震波反射法、水平聲波剖面法、負(fù)視速度法和陸地聲納 法等）、電磁波反射法（地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)）、紅外探測(cè)、高分辨直流電法等。4超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法：包括平行超前導(dǎo)坑法、正洞超前導(dǎo)坑法等。2.2.3 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收方法1隧道施工應(yīng)進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)納入正常的施工工序。2隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)文件，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定預(yù)報(bào)方案， 包括人員組織、資源配置、作業(yè)程序、經(jīng)費(fèi)管理等。2.2.4 工藝流程圖見(jiàn)圖 2.2.4。2.2.5 主要地質(zhì)預(yù)報(bào)方法工序作業(yè)步驟說(shuō)明 一、施工

3、準(zhǔn)備1做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè)技術(shù)交底。2準(zhǔn)備好各種施工機(jī)械和測(cè)量?jī)x器3監(jiān)測(cè)之前對(duì)儀器進(jìn)行檢查，確保能正常運(yùn)行。4準(zhǔn)備好預(yù)測(cè)使用的各種材料。 二、地質(zhì)分析法1地質(zhì)分析法主要是根據(jù)隧道已有勘察資料、地表補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查資料、洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查資料、 隧道掌子面地質(zhì)素描，通過(guò)地層對(duì)比、地層分界線及構(gòu)造線地下和地表相關(guān)性分析、地質(zhì)作圖等， 推測(cè)掌子面前方可能揭示的地質(zhì)情況，如地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)及特殊地質(zhì)等。2地質(zhì)分析法的工作要求：（1）隧道地表地質(zhì)補(bǔ)充調(diào)查應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)記錄并及時(shí)反映在隧道工程地質(zhì)平面圖上。（2）隧道內(nèi)地質(zhì)素描的結(jié)果應(yīng)按一定格式、一定比例反映到隧道地質(zhì)展示圖和隧道地質(zhì)縱斷 面圖上，并附以必要的說(shuō)

4、明。隧道地質(zhì)展示圖和隧道地質(zhì)縱剖面圖應(yīng)分段完善、總結(jié)。（3）地質(zhì)素描圖應(yīng)采用現(xiàn)場(chǎng)草圖、出洞后及時(shí)謄清的方式完成，記錄必須在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際情 況記錄，不得回憶編制或室內(nèi)制作。地質(zhì)素描原始記錄、圖、表須當(dāng)天整理。（4）地質(zhì)素描圖式、圖例、用語(yǔ)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。- 11 -（5）按要求采集標(biāo)本，并及時(shí)整理。隧道地質(zhì)復(fù)雜程度分級(jí)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)設(shè)計(jì)編制地質(zhì)超前預(yù)報(bào)實(shí)施大綱地質(zhì)超前預(yù)報(bào)實(shí)施地質(zhì)綜合分析提交地質(zhì)預(yù)報(bào)成果報(bào)告 隧道施工方案實(shí)施或根據(jù)地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)論變更設(shè)計(jì)、施工方案后實(shí)施隧道內(nèi)地質(zhì)調(diào)查與設(shè)計(jì)、地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)論不符與設(shè)計(jì)、地質(zhì) 預(yù)報(bào)結(jié)論吻合下循環(huán)實(shí)施編制地質(zhì)預(yù)報(bào)月報(bào)、年報(bào)編制地質(zhì)預(yù)報(bào)竣工總報(bào)告三、紅外探測(cè)1有效探

5、測(cè)距離圖 2.2.4工藝流程圖- 12 -紅外探測(cè)的有效探測(cè)距離約為 30m。連續(xù)探測(cè)時(shí)，每?jī)纱翁綔y(cè)應(yīng)重復(fù) 5m。2現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集：（1）如需全空間全方位探測(cè)災(zāi)害源，應(yīng)沿隧道軸向在拱頂、拱腰、邊墻、隧底布置測(cè)線，測(cè) 點(diǎn)間距探水時(shí)一般為 5m，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行加密。（2）測(cè)線布置一般自掌子面開(kāi)始往洞口方向布設(shè)，長(zhǎng)度通常為 60m，可根據(jù)需要調(diào)整。（3）開(kāi)挖面測(cè)線布置，一般為 34 條，每條測(cè)線布 35 個(gè)測(cè)點(diǎn)。（4）每次探測(cè)應(yīng)對(duì)巖體的裂隙發(fā)育情況和隧壁滲水情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。3資料整理 按順序繪出開(kāi)挖面前方、隧底、隧頂和兩側(cè)邊墻的紅外探測(cè)曲線，并標(biāo)明裂隙發(fā)育和有滲水現(xiàn)象的里程位置。每次探測(cè)應(yīng)

6、特別注意對(duì)開(kāi)挖面前方探測(cè)結(jié)果的對(duì)比分析，如有異常應(yīng)及時(shí)采用 其他方法綜合排查。4編制探測(cè)報(bào)告，內(nèi)容應(yīng)包括探測(cè)工作概況、地質(zhì)解譯結(jié)果、掌子面探測(cè)數(shù)據(jù)圖、左右邊 墻及拱頂?shù)葴y(cè)線的探測(cè)曲線圖等。四、超前水平鉆探1。根據(jù)需要采取 15 孔超前水平鉆探(局部 7 孔)，其終孔位置一般要超出開(kāi)挖輪廓線 35m，長(zhǎng)度宜在 3050m 之間，孔徑應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求；2。應(yīng)采用高效鉆機(jī)和鉆進(jìn)方式，以提高鉆進(jìn)速度，減少超前水平鉆探占用掌子面的時(shí)間；3兩次循環(huán)的超前水平鉆探搭接長(zhǎng)度不小于 5m；4。鉆進(jìn)過(guò)程中，對(duì)斷層、溶洞充填物應(yīng)干鉆取樣，對(duì)不同巖層代表性取樣；5超前水平鉆探資料應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)記錄描述；624h 內(nèi)提交完整的鉆

7、孔探測(cè)報(bào)告。 五、地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)1。在完整灰?guī)r地段有效探測(cè)距離應(yīng)達(dá)到的 30m，在巖溶發(fā)育地段根據(jù)雷達(dá)波形判定預(yù)報(bào)長(zhǎng) 度，兩次預(yù)報(bào)的重復(fù)長(zhǎng)度應(yīng)在 5m 左右。2現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集主要是在開(kāi)挖面上進(jìn)行，采用兩種不同中心頻率的天線在相同的測(cè)線上重 復(fù)觀測(cè)，一般應(yīng)采取連續(xù)觀測(cè)方式。3。應(yīng)充分利用避車洞或超前鉆探揭露的地質(zhì)界面等有利地段求取地層的相對(duì)介電常數(shù)和電 磁波速度。4。雷達(dá)記錄應(yīng)清晰，反射波形、同相軸明顯，發(fā)現(xiàn)不合格的記錄應(yīng)重測(cè)。 應(yīng)根據(jù)記錄的情況進(jìn)行必要的處理，如編輯、濾波、增益、褶積、道分析、速度分析和消除背景干擾等，求得時(shí)間剖面。解釋確定反射體的位置、形態(tài)，推斷其充填情況。必要時(shí)應(yīng)制作模 型進(jìn)行

8、反演解釋。5。編制探測(cè)報(bào)告，內(nèi)容應(yīng)包括探測(cè)工作概況、地質(zhì)解譯結(jié)果、測(cè)線布置圖（表）、探測(cè)時(shí)間 剖面圖、采集及解釋參數(shù)等測(cè)線布置圖。六、TSP 預(yù)報(bào)1有效探測(cè)距離為 100150m。需要預(yù)報(bào)區(qū)段大于有效預(yù)報(bào)距離時(shí)應(yīng)多次預(yù)報(bào)，兩次預(yù)報(bào)重 復(fù)長(zhǎng)度不小于 10m。2數(shù)據(jù)采集時(shí)應(yīng)對(duì)每一炮的波幅進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行三維波場(chǎng)處理，提取反 射界面。3。編制探測(cè)報(bào)告，其內(nèi)容應(yīng)包括：（1）概況：隧道工程概況、地質(zhì)概況、探測(cè)工作概況等；（2）野外數(shù)據(jù)采集：觀測(cè)系統(tǒng)、采集方法、數(shù)據(jù)質(zhì)量等；（3）數(shù)據(jù)處理：采用的軟件及處理流程、參數(shù)選擇說(shuō)明、處理成果及質(zhì)量等；（4）資料分析與判釋：附上成果圖，主要是二維顯示圖

9、，需要時(shí)尚可附上分析處理波形圖、 頻譜圖、深度偏移剖面圖及巖體物理力學(xué)參數(shù)表，以及地質(zhì)判釋/推斷的地球物理準(zhǔn)則；（5）結(jié)論及建議：提出隧道掌子面前方存在的對(duì)隧道施工有影響的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)隱患， 以及施工過(guò)程中應(yīng)采取的措施。七、單點(diǎn)反射（HSP）1單點(diǎn)反射的有效探測(cè)距離應(yīng)達(dá)到 50m 左右，兩次探測(cè)的重復(fù)段應(yīng)大于 5m。2現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集應(yīng)滿足下列要求：（1）數(shù)據(jù)采集的時(shí)間段，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)沒(méi)有其它振動(dòng)源；（2）每開(kāi)挖面布置 510 個(gè)鉆孔，應(yīng)分布均勻，孔深 11.5m；（3）炸藥置于孔底，與孔壁藕合嚴(yán)密，藥量 50g 左右，最大不超過(guò) 75g；（4）檢波器隨機(jī)均勻的垂直安置在開(kāi)挖面上，并采取有效措施，

10、以防聲波干擾；（5）在已施工完洞身部位用錘擊求取地層的傳播速度。- 13 -3對(duì)單道記錄進(jìn)行濾波、壓制干擾和指數(shù)增益調(diào)整。對(duì)于每一道不同炮的記錄和每一炮不 同道的記錄進(jìn)行對(duì)比分析，以規(guī)律性好、重復(fù)性好的記錄道進(jìn)行解釋。必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行正演計(jì)算。4.應(yīng)提交資料：原始記錄、經(jīng)過(guò)處理用于解釋的波形曲線、解釋結(jié)果和地質(zhì)結(jié)論。2.2.6 施工機(jī)械及工藝裝備見(jiàn)下表 2.2.6表 2.2.6 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)設(shè)備配套表序號(hào)設(shè)備配套備注1紅外探測(cè)儀2地震波反射法探測(cè)系統(tǒng)3水平聲波剖面法探測(cè)系統(tǒng)4陸地聲納法探測(cè)系統(tǒng)5超前鉆機(jī)配套系統(tǒng)6地質(zhì)素描配套儀器2.2.7 安全生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)1施工安全（1）遵守隧道內(nèi)的安全規(guī)定。（2）在現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)時(shí)由于與隧道施工同時(shí)進(jìn)行，測(cè)量人員應(yīng)注意過(guò)往車輛。（3）紅外采集時(shí)主機(jī)應(yīng)放在支護(hù)好的地段，避免掉塊損壞儀器，同時(shí)應(yīng)保護(hù)好長(zhǎng)達(dá) 400500m的電極線，避免被拉斷。（4）紅外探測(cè)過(guò)程中不準(zhǔn)用儀器上的激光指向器對(duì)準(zhǔn)別人的面部，以免激光傷害到眼睛。（5）施鉆過(guò)程中有流泥、流砂與涌水時(shí)，立即停止鉆進(jìn)，采取關(guān)閉孔口管等防突措施，并速 報(bào)上級(jí)