1、隧道超前地質預報技術交底 新建鐵路安順至六盤水線 隧道綜合超前地質預報技術交底 工程檢測有限責任公司 二零一六年八月 目 錄 1、編制依據 . 1 2、沿線地質概況 . 1 3、地質復雜程度分級標準 . 3 4、隧道超前地質預報的目的 . 5 5、隧道綜合超前地質預報采用的主要技術方法 . 5 6、質量要求及質量保證措施 . 25 7、現場工作制度 . 27 8、安全措施 . 28 9、需要說明的其他問題 . 30 10、附表 . 30 1、編制依據 1.1鐵路隧道超前地質預報技術規程（Q/CR 9217-2015） 1.2鐵路工程物理勘探規范（TB10013-2010） 1.3鐵路工程地質勘

2、察規范（TB 10012-2007） 1.4鐵路工程地質鉆探規程（TB 10014-2012） 1.5鐵路瓦斯隧道技術規范（TB 10120-2002） 1.6鐵路工程基本作業施工安全技術規程（TB10301-2009） 1.7鐵路隧道工程施工安全技術規程（TB10304-2009） 1.8鐵路建設工程風險管理技術規范（Q/CR 9006-2014） 1.9關于進一步明確軟弱圍巖及不良地質鐵路隧道設計施工有關技術規定的通知（鐵建設【2010】120號） 1.10 新建鐵路安順至六盤水線隧道超前地質預報施工圖設計 1.11 我院對施工現場實地勘察、調查資料 2、沿線地質概況 安順至六盤水鐵路位于

3、貴州省西部的安順、六盤水市境內，線路東接滬昆客運專線安順西站，向西經六盤水市的六枝特區，于六盤水樞紐水城站接軌后利用既有滬昆鐵路至六盤水站。線路長度97.789km（不含安順地區和六盤水樞紐相關配套工程），運營長度124.647km。 線路位于云貴高原中部。通過溶蝕丘陵區、侵蝕構造低中山區和高原構造盆地區等三個地貌單元。 溶蝕丘陵區：指安順西至六枝段，地面高程13301450m，相對高差40200m ；孤峰、峰林、峰叢地貌發育，基巖多出露，谷地較為平緩開闊。 侵蝕構造低中山區：指六枝至濫壩段，地面高程11402220m，相對高差1001000m；地勢東北低、西南高，山脊走向與構造線一致，地形綿

4、延起伏，山梁與深谷相間分布，基巖多裸露。 高原構造盆地區：指濫壩至六盤水段，地面高程約17801850m，相對高差550 m；地形平坦開闊，地表水系發育。 區內地層以上古生界和中生界為主，沿線分布火山噴出玄武巖及沉積巖，沉積巖可劃分為碳酸鹽巖、煤系地層、碎屑巖等，溝谷地段普遍覆蓋第四系土層。可溶巖分布廣泛，巖性包括灰巖、燧石灰巖、白云巖、泥質白云巖、泥灰巖等，沿線路長度96.45km（含水大支線），占全線的77.7%。含煤地層包括上二疊統長興組（P2c）、大隆組（P2d）、龍潭組（P2l），下二疊統梁山組（P1l），下石炭統大塘階（C1d）頁巖、粉砂質泥頁巖、煤線和泥灰巖，沿線路長度15.06

5、km，占全線的12.1%。上二疊統峨眉山玄武巖（P2）沿線路長度3.45km，占全線的2.7%，除煤系地層外的砂頁巖碎屑巖地層沿線路長度僅9.38km，占全線的 7.5%。 沿線含水介質主要為砂泥巖、碳酸鹽巖及第四系松散堆積層，地下水類型有松散巖類孔隙水、基巖裂隙水及巖溶水三類。 （1）松散巖類孔隙水 分布于沖溝及山間盆地內，主要含水巖組為第四系沖、洪積的砂、砂礫石層及黏土中。含水層厚度一般為210米不等，埋深一般16m。富水性受巖性、地貌及補給條件控制，變化較大，局部有小泉或濕地分布，流量一般0.050.20L/s，與河水互為補給關系。 （2）碳酸鹽巖巖溶水 碳酸鹽巖大面積出露，呈帶狀分布，

6、按巖性可分為純碳酸鹽巖巖溶水、碳酸鹽巖夾非碳酸鹽巖巖溶水。巖溶水主要以巖溶裂隙水、巖溶管道水為主，富水不均勻性顯著。區域內富水地段主要集中分布在三疊系、二疊系純碳酸鹽巖中，巖溶化程度高，暗河、溶洞中等強烈發育，地下水主要是以巖溶管道或暗河的形式徑流，整體向低洼處排泄。地下河密度47142m/km2，泉點流量（暗河）37262 L/s；地下逕流模數一般為3.77.4 L/skm2，鉆孔涌水量2201822 m3/d不等。地下水對混凝土的侵蝕性與水源補給方式和巖層內是否夾有石膏層相關。 測區內含巖溶水地層中含水性特征如下： T2g1、T2d地層內泉點流量較小、逕流模數較小、鉆孔出水量較小，富水性弱

7、；T2y（灰巖段）、T2g3、 T2yn1、T2d（灰巖段）、T2g2地層內泉點流量較大、逕流模數較大、鉆孔出水量較大，富水性中等； T2f 、T1yn2、P1m、P1q、C3mp、C2hn、C1b地層內泉點流量大、逕流模數大、鉆孔出水量大，富水性強。 （3）基巖裂隙水 基巖裂隙水包括碎屑巖裂隙水和玄武巖裂隙水。一般不甚豐富，且受地質構造、巖性組合、出露位置地形的控制，使各含水巖組的富水性差異較大。 綜上，安六鐵路隧道建設面臨的主要不良地質風險為：巖溶、涌水突泥、塌方、瓦斯、煤層及采空區。 3、地質復雜程度分級標準 依據鐵路隧道超前地質預報技術規程（Q/CR 9217-2015），地質復雜程度

8、分級標準如表1所示： 表1 地質復雜程度分級 注：RC為巖石單軸飽和抗壓強度（MPa）；max 為最大地應力值（MPa）。 4、隧道超前地質預報的目的 4.1進一步查清隧道開挖工作面前方的工程地質與水文地質條件，指導工程施工的順利進行。 4.2降低地質災害發生的機率和危害程度。 4.3為優化工程設計提供地質依據。 4.4為編制竣工文件提供地質資料。 5、隧道綜合超前地質預報采用的主要技術方法 隧道綜合超前地質預報采用的主要技術方法有地質調查法、物探法、鉆探法和超前導坑預報。根據各種方法預報距離的長短，綜合地質預報配套模式見圖1所示： 圖1 綜合地質預報配套模式示意圖 鐵路隧道綜合超前地質預報流

9、程框圖如圖2所示： 圖2 鐵路隧道綜合超前地質預報流程框圖 5.1 地質調查法 地質調查分為隧道地表補充地質調查和洞內地質素描兩部分。 5.1.1 隧道地表補充地質調查 地表補充地質調查在實施洞內地質預報前進行，計劃在進場進行洞內預報前實施并完成，完成初步成果圖的總結。在后期開展預報工作中根據洞內地質的變化情況，應再適時補充地表地質調查，地表地質調查完成內容如下： 第一，對已有地質勘察成果進行熟悉、核查和確認； 第二，調查地層、巖性在隧道地表的出露及接觸關系，特別是對標志性地層的熟悉和確認； 第三，斷層、褶皺、節理密集帶等地質構造在地表的出露位置、規模、性質及其產狀變化情況； 第四，地表巖溶發

10、育位置、規模及其分布規律； 第五，煤層、石膏、膨脹巖等特殊地層在隧道地表的出露位置、寬度及其產狀變化情況； 第六，人為坑洞位置、走向、高程等，分析其與隧道的空間關系。 地表地質調查應完成地質調查預報報告，根據隧道地表補充地質調查結果，結合設計文件、資料和圖紙，核實和修正超前地質預報重點區段。 5.1.2 隧道內地質素描 隧道正洞及輔助坑道內的地質素描隨隧道及輔助坑道的開挖及時進行，貫穿地質預報工作的始終。對巖性變化點、構造發育部位、巖溶發育帶附近等復雜、重點地段每開挖1個施工循環進行一次地質素描，其它一般地段跟據地質變化情況可適當延長，但應小于10m。 洞內地質調查包括開挖面地質素描和洞身地質

11、素描，主要開展以下工作： 第一，輔助坑道洞內地層、巖性的劃分和描述；核對包括地層巖性、斷層構造等在內的主要地質界線在隧道洞身的實際位置；進一步確定各斷層及其主、次斷層(包括影響帶)的位置、產狀，斷層帶的物質組成、寬度、富水程度及工程性質。 第二，對洞壁巖體主要結構面(斷層、層理及節理、裂隙等)進行定性及定量統計量測，查明主要結構面的產狀、性質、延伸長度、張開寬度、粗糙程度、蝕變情況、密度、地下水及充填情況等，并分析優勢結構面對圍巖穩定性的影響。 第三，對巖體受構造影響程度、節理發育程度、巖體完整程度、富水程度及圍巖穩定狀態等進行詳細編錄，據此對圍巖級別及其他地質參數進行修正，并提出有針對性的支

12、護、襯砌或超前加固措施意見。 第四，對重點地段，如斷層破碎帶、節理密集帶、不同巖性接觸面、地下水富集段落、高地應力區、巖性變化頻繁或軟硬相間及掌子面地質情況與地面地質調查出入較大等重點地段進行核對和詳細的調查與分析評價。 隧道內地質素描工作主要完成開挖面地質素描圖、洞身地質展示圖繪制、地層分界線及構造線隧道內和地表相關性預報圖、地質復雜地段縱斷面圖和其它一些相關資料。 掌子面地質素描記錄表、隧道地質展示圖詳見附表1和附表2所示。 5.2 物探法 安六鐵路采用的物探方法有地震波反射法（TSP）、地質雷達（GPR）和紅外探水。 5.2.1地震反射波法（TSP法） 5.2.1.1 研究既有資料 收集

13、隧道設計資料、區域地質資料、工程地質資料等，通過對以上資料的 分析，以達到對整個地區地質情況有一個比較全面了解的目的。 5.2.1.2 TSP觀測系統的布置和量測 根據隧道內巖層的走向確定炮孔布置在左邊墻或右邊墻位置，從掌子面附 近的邊墻位置開始布置第一個激發孔，以后每間距1.5m處布置下一個激發孔，激發孔向下傾斜1020（數據采集時需灌水），瓦斯隧道建議向下傾斜約30，孔深為1.5m，連續布置24個激發孔。在第24個激發孔朝著洞口的方向量測1520m，分別在左右邊墻的位置布置一個地震波信息接收孔，孔徑為 50mm，深度為2m，接收孔向上傾斜510。激發孔與接收孔基本保持在 同一個高度上。待孔

14、全部鉆好后需要對孔間距進行量測并與隧道里程發生關系。 圖3 TSP觀測系統現場布置示意圖 接收器孔和炮孔平面分布 上傾 5 橫斷面（接收器孔） 橫斷面(炮孔，在左或右側) 圖4 觀測系統布置參數 5.2.1.3 TSP測量的野外實施 (1）埋設地震波信息接收探頭 TSP測量過程中需要將接收器探頭埋設在鋼套管中，而鋼套管則通過雙組分環氧樹脂或錨固劑與圍巖緊緊耦合在一起。 以便于接收由激發孔激發的地震 波信號。 (2）藥包的埋設 每一個激發孔中需要通過小藥量炸藥人工激發地震波信號。需要說明的是雷管必須采用瞬發電雷管，炸藥采用乳化炸藥。放炮前需要對激發孔中灌水，起到使爆破產生的能量能盡量在圍巖中傳播

15、并壓制灰塵和消焰的目的。 (3）數據采集 待準備工作就緒后，就可以采集數據。在噪音監測模式下如發現周邊環境的噪音低，可以進行數據采集作業并開始放炮。此時起爆器產生的電信號一方面去觸發電雷管引爆藥包，另一方面給儀器一個信號以打開里邊的數據傳輸通道。通過藥包的爆破，所產生的地震波信號很快會被接收探頭所接收到并記錄下來。依次下去，直到24個激發孔全部放炮完畢為止。 (4）數據處理 將現場采集的資料傳輸至計算機，利用TSP數據處理軟件對其進行處理，通過波形處理后，從地震波形記錄中拾取縱波波至和橫波波至，根據爆炸點與檢波器的距離可分別計算各段圍巖的縱波速度vp和橫波速度vs。 vp和vs值的大小綜合反映

16、了圍巖的物理力學性質，根據vp和vs值可直接計算動力學參數，即計算動彈性模量Ed、動剪切模量Gd和泊松比d，計算式如下： Ed=vs2（3vp2-4vs2）/（vp2-vs2） Gd=vs2 d=（vp2-2vs2）/2（vp2-vs2） 其中，為圍巖的密度。 根據繞射重疊法原理（與常規地震反射資料處理中偏移流程的原理類似）計算反射界面與隧道的相對位置，即與隧道軸線的交角或至掌子面的距離。 (5）資料解釋 根據TSP法的原理和工作經驗，把距離隧道軸線近、能量大的反射波組判釋為圍巖異常區，并綜合地震波速、反射波相位、泊松比和動態楊氏模量等參數對圍巖異常區的類別進行劃分。解釋原則如下所述： 泊松比

17、高說明有流體存在，縱波波速低說明有裂隙存在； S波反射能量強，P波反射能量弱，說明有流體存在； S波反射能量弱，P波反射能量強，說明有裂隙存在； 反射波為正相位時，說明圍巖由軟弱巖層進入堅硬巖層； 反射波為負相位時，說明圍巖由堅硬巖層進入軟弱巖層； 當泊松比大于0.28或VP/VS突然增大時，前方地質情況為有水或圍巖較破碎； 當靜態楊氏模量大于30時，石質堅硬，反之，石質較軟； 當反射界面較多且靜態楊氏模量和泊松比變化頻繁，幅度較大時，圍巖為破碎帶，若為負反射振幅時，圍巖為軟弱破碎帶。 5.2.1.4 現場TSP測量的時間 (1）清理激發孔、接收孔的時間：20分鐘； (2）埋設地震波信息接收探

18、頭時間：20分鐘； (3）藥包的埋設時間：30分鐘； (4）放炮及數據采集的時間：40分鐘； (5）清理爆破后現場的時間：10分鐘。 所以，現場探測總時間約為120分鐘。 5.2 .2地質雷達法 5.2.2.1 測線的布置 采用地質雷達法進行超前地質預報時在隧道掌子面上布置測線，在有條件的情況下采用連續測量模式進行；當現場條件不允許（嚴重凹凸不平）時，采用點測的方法對前方的地質情況進行探測，測點間距不大于0.2m。 5.2.2.2 數據采集 當測線位置確定后，連接儀器各部件并開機檢查現場是否有干擾源的存在。如存在干擾源則應想辦法清除。如沒有干擾的存在，則可以開始數據的采集工作。在地質雷達的數據

19、采集過程中還應該注意以下事宜：測網密度、天線間距和天線移動速度應反映出探測對象的異常，有條件時測線宜采用十字或網格形式布設并采用連續測量的方式，不能連續測量的地段可采用點測。數據采集過程中，支撐天線的器材應選用絕緣材料，天線操作人員應與工作天線保持相對固定的位置。地質雷達（GPR）探測質量檢查記錄與原探測記錄應具有良好的重復性，波形一致，異常沒有明顯的位移。在發現有重點異常的區域應重復觀測，重復性較差時應查明原因。 參與解釋的雷達剖面應清晰，解釋前宜做編輯、濾波、增益等處理。情況較復雜時還宜進行道分析、FK濾波、正常時差校正、褶積、速度分析、消除背景干擾等處理。 5.2.2.3 資料處理及解釋

20、 采用地質了大數據后處理軟件對原始數據進行處理。其處理流程為：數據傳輸文件編輯水平均衡數字濾波零點歸位偏移處理能量均衡 時深轉換文件注釋輸出雷達深度剖面圖。將雷達深度剖面圖作為資料解釋的基本圖件。 根據雷達深度剖面圖上的反射波組、強能量團塊分布和雙曲線等特征，對掌子面前方的地質情況做出判斷。 5.2.2.4 現場地質雷達法所需的時間 (1）布置測線位置的時間：5分鐘； (2）調試儀器參數時間：5分鐘； (3）實體數據采集時間：20分鐘； 所以，現場地質雷達法探測所需的總時間為30分鐘。 5.2.3 紅外探測法 5.2.3.1 測線的布置及數據采集 紅外探測從開挖工作面開始，沿著一個邊墻向洞口方

21、向以25米點間距標出探測序號圖，標出5060米長的范圍。標定順序號的目的有兩個：一是給出探測者探測時的站位，二是繪制圖件時能給出直角坐標系橫坐標的里程。在具體探測時操作者站在一個順序號旁側的隧道中，用儀器的激光指向器射出的紅色斑點，按順時針方向，分別指向左邊墻、左拱腰、拱頂、右拱腰、右邊墻和隧底中線，與此同時這6條探測曲線在該處的探測值就探測完畢。然后走到下一個順序號，照此探測，直至全部探測順序號上不同方位的應探測數據全部探完。將全部數據輸入計算機，可分別繪出左邊墻、左拱腰、拱頂、右拱腰、右邊墻和隧底中線探測曲線。 圖5 沿隧道軸向探測斷面布置示意圖 圖6 每個斷面測點布置示意圖 圖7 掌子面

22、測點布置示意圖 5.2.3.2 工作原理 依據探測數據繪制沿隧道軸向的探測曲線，如果開挖工作面前方存在儲水構造，在靠近開挖工作面一端曲線會下降或上升，開挖工作面探測數據最大離散差值應超過正常情況下的差值；但是應該注意以下兩種情況：若開挖工作面附近幾十米都存在地下水，在開挖工作面端探測曲線發生明顯的上升或下降趨勢時，則可能表明開挖工作面前方不存在地下水；若地下水在開挖工作面后方探測范圍內、前方整個空間都發育，各部位的探測曲線則比較平緩，開挖工作面探測數據最大離散差值也較小，因此資料不會顯示異常。 5.2.3.3 現場紅外探測法所需的時間 (1）布置測線位置的時間：15分鐘； (2）實體數據采集時

23、間：25分鐘； 所以，現場紅外探測法所需的總時間為40分鐘。 需要說明的是：在原鐵路隧道超前地質預報技術指南中有紅外探測法，但是經過一段時間的測試發現，由于紅外探測法利用的是天然場源的信息，信號非常微弱，而隧道施工現場各種干擾因素又比較多，天然場的信號往往被一些干擾信號所淹沒，所以導致紅外探測法最終的探測效果不盡理想。故在鐵路隧道超前地質預報技術規程中，已經取消了紅外探測法。本線如若繼續采用紅外探測法，則現場測試時的周邊環境因素必須要得到保證。重點段落建議可采用瞬變電磁法對地下水水進行探測。 5.3 鉆探法 用于超前地質預報為目的的鉆探法分為超前地質鉆探和加深炮孔兩種方法。 5.3.1超前地質

24、鉆探 超前地質鉆探是利用鉆機在隧道開挖工作面進行鉆探獲取地質信息的一種超前地質預報方法。超前地質鉆探法適用于各種地質條件下的隧道超前地質預報，在富水軟弱斷層破碎帶、富水巖溶發育區、煤層瓦斯發育區、重大物探異常區等地質條件復雜地段必須采用。 超前地質鉆探主要采用沖擊鉆和回轉取芯鉆，二者應合理搭配使用，提高預報準確率和鉆探速度，減少占用開挖工作面的時間。 一般地段采用沖擊鉆。沖擊鉆不能取芯，但可通過沖擊器的響聲、鉆速及其變化、巖粉、卡鉆情況、鉆桿震動情況、沖洗液的顏色及流量變化等粗略探明巖性、巖石強度、巖體完整程度、溶洞、暗河及地下水發育情況等。 復雜地質地段采用回轉取芯鉆。回轉取芯鉆巖芯鑒定準確

25、可靠，地層變化 里程可準確確定，一般只在特殊地層、特殊目的地段、需要精確判定的情況下使用。比如煤層取芯及試驗、溶洞及斷層破碎帶物質成分的鑒定、巖土強度試驗取芯等。 超前地質鉆探工作流程詳見圖8所示。 圖8 超前地質鉆探工作流程圖 5.3.1.1鉆孔參數 孔數：詳見超前地質預報設計圖。鉆一孔時，可按照圖9中B，4#孔的孔位位置開孔；鉆兩孔時，可按照圖9中A，1#、2#孔的孔位位置開孔；鉆三孔時，可按照圖9中B，1#、2#和3#的孔位位置開孔。當鉆探發現有異常情況時，結合預測結果判釋，應動態調整適當增加鉆孔數量進行進一步探測。 孔位：孔位的布置詳見圖9及表2所示。 孔深：在需連續鉆探時，考慮鉆探工

26、效，單孔深度一般為30米左右，探測孔25米一個循環，前后兩次相鄰探測孔之間的搭接長度為5米。必要時，也可鉆100米以上的深孔進行探測，但此時應考慮鉆桿下垂量，通過統計分析， 對立角進行適當修正。 孔徑：各鉆孔直徑不宜小于76mm。 外插角：非可溶巖一般地段立角宜為13，外插角宜控制在13，軟弱破碎巖層外插角可適當加大。富水巖溶發育區超前鉆探應終孔于隧道開挖輪廓線以外58m，當孔深為30米時，外插角宜控制在1219。 圖9 超前地質鉆探孔位布置示意圖 表2：鉆孔位置 2工作要求 實施超前地質鉆探的人員應經技術培訓和考核，經考核合格后方可上崗。 鉆探前地質技術人員應進行技術、質量交底。 超前鉆探過

27、程中應在現場做好鉆探記錄，包括鉆孔位置、開孔時間、終孔時間、孔深、鉆進壓力、鉆進速度隨鉆孔深度變化情況、沖洗液顏色和流量變化、涌砂、空洞、振動、卡鉆位置、突進里程、沖擊器聲音的變化等。 超前鉆探過程中應及時鑒定巖芯、巖粉，判定巖性，對于斷層帶、溶洞填充物、煤層、代表性巖土等應拍攝照片備查，并選擇代表性巖芯整理保存，重要工程鉆探過程監理應進行旁站。 在富水地段進行超前鉆探時必須采取防突措施。測探孔內水壓時，需安裝孔口管，接上高壓球閥、連接件和壓力表，壓力表讀數穩定一段時間后即可測得水壓。 應加強鉆進設備的維修與保養，使鉆機處于良好狀態。強化協調和管理，各方應積極配合，減少和縮短施鉆時間。 3、報

28、告編制要求 超前地質鉆探應編制探測報告，內容包括工作概況、鉆孔探測結果、鉆孔柱狀圖，必要時應附以鉆孔布置圖、代表性巖芯照片等。超前地質鉆孔由地質技術人員進行地質編錄和孔內必要的測試后，整理得到超前探孔成果，內容如下： （1）鉆孔柱狀圖，描述地層、巖性、節理裂隙特征，記錄鉆孔過程中有價值的信息，提出圍巖完整性評價； （2）記錄出水位置，進行孔內水量、水壓、水溫等測試，預測隧道涌水 量； （3）記錄孔內排出的漿液、巖屑變化情況。 4注意事項 （1）超前鉆探鉆進中應防止地下水突出，可采取安設孔口管和控制閘閥等措施，確保工作人員和機械設備的安全，同時應使地下水處于可控狀態。在富水區實施超前地質預報鉆孔

29、作業，必須先安設孔口管，并將孔口管固定牢固，裝上控制閘閥，進行耐壓試驗，達到設計承受的水壓后，方可繼續鉆進。特別危險的地區，應有躲避場所，并規定避災路線。當地下水壓力較大時，應在孔口管上焊接法蘭盤，并用錨桿將法蘭盤固定在巖壁上。當富水區隧道超前地質鉆探時，發現巖壁松軟、片幫或鉆孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等異狀時，必須停止鉆進，立即上報各相關方，并派人監督水情。當發現情況危急時，必須立即撤出所有受水威脅地區的人員，然后采取措施，進行處理。 （2）孔口管錨固可采用環氧樹脂、錨固劑，亦可采用快凝高強度膨脹的漿液錨固，錨固長度宜為1.52.0m，孔口管外端應露出工作面0.20.3m，用以安裝

30、高壓球閥。 （3）鉆孔時，鉆機前方應安設擋板，嚴禁在鉆孔的軸向后方站人，以防鉆具和高壓沖出的巖屑、泥沙等傷人。 （4）掌子面開挖發現節理裂隙增多、出水、夾泥等異常情況時，孔位的布置可以根據現場情況酌情調整或增加部分鉆孔，孔位、孔數、孔深、孔徑以滿足安全施工、整治處理和預報所需資料為原則。 （5）當鉆孔遇到巖溶時，鉆孔應穿透巖溶頂底板深度，并進入后方完整基巖不小于5m；當接近煤層時，必須對煤層位置進行超前鉆探，在距煤層15 20m（垂距）處的開挖工作面鉆1個超前鉆孔，初探煤層位置，在距初探煤層10m處的開挖工作面上鉆3個超前鉆孔，分別探測開挖工作面前方上部及左右部位的煤層位置（13號孔），按各孔

31、見煤、出煤點計算煤層厚度、傾角、走向及與隧道的空間關系（煤層瓦斯段進行的超前鉆孔每個鉆孔應穿透煤層并進入底板不小于0.5m，進入煤層后為取得完整的芯樣，宜采用干鉆取芯，在揭煤前還應進行瓦斯突出危險性預測分析），若探測發現夾煤巖層傾角較緩時，應增加鉆孔數量進一步確認煤層厚度、煤層位置、掩體破碎程度。當需要測試相關參數防突揭煤時，應聘請煤礦部門有資質的專業化隊伍進行。 超前地質鉆探記錄表和地質鉆孔柱狀圖詳見附表4和附表5所示。 5.3.2、加深炮孔探測 加深炮孔探測：利用風鉆或鑿巖臺車等在隧道開挖工作面鉆小孔徑淺孔獲取地質信息。 需要做加深炮孔探測的地段，在每個循環中加深炮孔深度應較循環進尺深3米

32、以上，以便在臨近不良地質體時能及時發現前方存在的不良地質情況。 5.3.2.1鉆孔參數 孔位：加深炮孔孔位宜在隧道斷面輪廓線上均勻分布，且不能在爆破殘眼中實施，孔位布置詳見圖10和表3所示。 孔深：加深炮孔深度應較循環進尺加深3米以上，可溶巖地區，鉆桿長度采用6米。 孔數：孔數詳見超前地質預報設計圖。 孔徑：加深炮孔孔徑宜與爆破孔相同。 外插角：非可溶巖地段，加深炮孔法外插角宜控制在13；可溶巖地 段、人為坑洞地段外插角宜控制在20左右，終孔于開挖輪廓線以外2m。 施工現場當掌子面開挖發現節理裂隙增多、出水、夾泥等異常情況時，應做動態調整酌情增加加深炮孔孔數進行探測，孔位、孔數、孔深、孔徑以滿

33、足安全施工、整治處理和預報所需資料為原則。 圖10 加深炮孔孔位布置示意圖 表3：加深炮孔位置（以拱頂位置為1號孔，順時針排序） 當加深炮孔探測發現異常時，應增加徑向5m探孔進一步探測。 5.4 超前導坑法 超前導坑預報法是以超前導坑中揭示的地質情況，通過地質理論和作圖法預報正洞地質條件的方法。超前導坑預報法可分為平行超前導坑和正洞超前導坑法。線間距較小的兩座隧道可互為平行導坑，以先行開挖的隧道預報后開挖的隧道地質條件，超前導坑預報法適用于各種地質條件。 超前導坑法預報應將超前導坑與隧道位置關系按一定比例作超前導坑預報隧道地質平面圖，由超前導坑地質情況推測未開挖地段隧道地質條件，預報內容主要包

34、括以下幾個方面： (1)地層巖性、地質構造的分布位置和范圍等； (2)巖溶的發育分布位置、規模、形態、充填情況及其展布情況； (3)正在開采以及廢棄巷道與隧道的空間關系； (4)有害氣體及放射性危害源分布層位； (5)涌水突泥及高地應力出現的隧道里程段落； (6)其他可以預報的內容 超前導坑開挖過程中應做好超前地質預報工作，因為同樣的地質災害在超前導坑中一樣會出現，所以必須引起足夠的重視。超前導坑預報法對煤層、斷層、地層分界線等面狀結構預報比較準確，對巖溶有漏報的可能，在巖溶發育可能性較大的地段宜采用其他預報手段進行探測。 5.5 綜合地質預報分析 鑒于超前地質預報技術發展水平，目前還沒有一種

35、能解決所有地質問題的預報手段，對地質條件復雜的隧道應采用多種手段相互印證的綜合預報方法，提高預報準確率。斷層預報應以地質調查法為基礎，以彈性波反射法（TSP）探測為主，必要時采用紅外探測探測斷層地下水的發育情況及超前鉆探法驗證。巖溶、煤層瓦斯、涌水、突泥預報應以地質調查法為基礎，以超前鉆探法為主，結合多種物探手段進行綜合超前地質預報。并應采用宏觀預報指導微觀預報，長距離預報指導中短距離預報的方法。在可能發生涌水、突泥的地段必須進行超前鉆探，且超前鉆探必須設有防突裝置。對于圍巖級別預報，由于圍巖級別的確定涉及到巖（土）的完整程度、堅硬程度、地下水、地應力及隧道埋深等多種因素，通過物探法超前地質預

36、報尚不能準確預報圍巖級別，必須結合實際開挖情況和鉆探情況加以綜合分析判斷。 5.6隧道開挖掌子面地質情況的信息追蹤及反饋 隧道開挖掌子面地質情況的追蹤及信息反饋是超前預報工作中極為重要的一個環節，對于開挖有異常地段的準確記錄有利于以后的信息追溯，有利于積累預報經驗，提高預報準確度，由此，也可見掌子面地質素描工作的重要性。隧道開挖過程中，掌子面地質情況的及時反饋有利于分析預報結果與開挖情況是否有出入，以確定下一步預報參數的選擇以及隧道施工支護參數的確定。 隧道工程建設是一項艱巨而富有挑戰性的高風險任務，在研究隧道洞身穿越地層的工程地質及水文地質條件的基礎上，針對需要解決的不同地質問題采用一種或多

37、種探測技術手段進行探測，可以有效降低隧道施工風險，控制投資。建設期間通過對各種監測、檢測信息的有效利用，及時掌握隧道建設過程中的各種動態信息有利于在安全和效益中找到平衡點，取得良好的社會效益和經濟效益。 6、質量要求及質量保證措施 6.1 彈性波反射法（TSP） (1)干擾背景不應影響初至時間的讀取和波形的對比。 (2)反射波同相軸必須清晰。 (3)不工作道應小于20%，且不連續出現。 (4)彈性波反射法（TSP）質量檢查記錄與原觀測記錄的同相軸應有較好的重復性和波形相似性。 6.2 地質雷達法 (1)參與解釋的雷達剖面清晰。 (2)解釋前宜做編輯、濾波、增益等處理。情況較復雜時還宜進行道分析

38、、FK濾波、正常時差校正、褶積、速度分析、消除背景干擾等處理。 (3)結合地質情況、電性特征、探測體的性質和幾何特征綜合分析。必要時應考慮影響介電常數的各種因素，制作雷達探測的正演和反演模型。 6.3 紅外探測法 (1)探測時間選在爆破及出渣完成后進行。 (2)測線布置：全空間全方位探測地下水時，需在拱頂、拱腰、邊墻、隧底位置沿隧道軸向布置測線，測點間距一般為5米，發現異常時應加密點距；測線布置從開挖工作面向洞口方向的布置長度通常為60米，不得少于50米。開挖工作面測線布置一般為 4條，每條測線布置6個測點。 (3)做好數據記錄，并繪制紅外探測曲線圖。 (4)有效預報距離應在30米以內，連續預

39、報時前后兩次重疊長度大于5米。 (5)當在以下情況時采集的數據視為不合格： 儀器已顯示電池電壓不足，未更換電池而繼續采集的數據。 開挖工作面炮眼、超前探孔等鉆進過程中所采集的數據。 噴錨作業后水泥水化熱影響明顯時所采集的數據。 爆破作業后測線范圍內溫差明顯時所采集的數據。 測線范圍內存在高能熱源場時所采集的數據。 6.4 鉆探法 （1）鉆探施工前應根據鉆探技術要求和地層情況制定質量保證措施，其內容包括鉆探過程控制措施，質量管理措施等。 （2）鉆探、取樣設備應根據鉆探技術要求和地層情況相應配備，并保證設備狀況良好。 （3）鉆探應從孔位、取芯、取樣、巖性鑒定描述等方面進行全過程管理，并 如實做好記

40、錄。 （4）鉆探應執行質量分級檢查制度，保證鉆探質量。 6.5地質調查法 （1）隧道地表補充地質調查應在實施洞內超前地質預報前進行，并在洞內超前地質預報實施過程中根據需要隨時補充，現場應做好記錄，并于當天及時整理。 （2）地質素描圖應采用現場草圖、出洞后及時謄清的方式完成，記錄必須在現場根據實際情況記錄，不得回憶編制或室內制作。地質素描原始記錄、圖、表須當天整理。 （3）隧道地表補充地質調查和洞內地質素描資料應及時反映在隧道工程地質平面圖和縱斷面圖上，并應分段完善、總結。 （4）按要求采集標本，并及時整理。 7、現場工作制度 （1）根據隧道超前地質預報設計編制超前地質預報實施細則，報監理審查，

41、建設單位批準后實施。 （2）現場預報時，采用物探法、地質調查法、鉆探法相結合的預報手段進行綜合判釋，并提供超前預報地質綜合分析成果報告。 （3）超前地質預報工作需納入施工工序，超前預報設備配置必須滿足可靠性和高效性的要求，現場實施必須有專業技術人員跟班（TSP預報實施時需有持證炮工現場配合，在瓦斯隧道開展預報工作時需有瓦檢員現場配合），司鉆人員相對固定。確保各項技術方案和安全保證措施落實到位。 （4）超前地質預報實施完成后，在合同約定的時間內提交成果報告給參建各方，保證資料的時效性。 （5）根據超前地質綜合分析報告發現重大異常地質現象或現場揭示地質情況與原設計地質情況差別較大且對施工安全構成潛

42、在重大威脅時，應立即停止掘進，并填寫重大地質異常報告表，及時報告建設單位、設計單位、監理單位，由建設單位組織四方確定或修定下一步超前預報和施工方案。 （6）施工過程中應遵循動態設計原則，根據開挖揭示圍巖情況及時調整和完善超前地質預報方案。 （7）施工單位、監理單位、預報單位要建立管理臺帳，結合實際開挖揭示地質情況建立圍巖變化統計表，定期分析，尋找規律，研究各種預報方式在不同地質條件下的針對性、適應性和準確率。 （8）施工單位應設有專門的地質工程師負責與超前地質預報單位的日常工作對接。 8、安全措施 （1）參與人員認真學習、執行隧道施工安全規程，超前鉆探人員還應認真學習、執行鉆探安全技術操作規程

43、。新參加人員上崗前，必須經過安全生產教育，具有安全生產的基本知識，并在組長或技術熟練人員的指導下工作。 （2）在地質預報實施過程中，應積極識別各種安全危險源，保障人員和機械設備的安全。 （3）進入隧道工作必須穿戴合體的工作服、防護靴、安全帽和防塵口罩等防護用品。 （4）嚴禁上班前和工作中飲酒。 （5）地質預報工作必須在現場找頂作業結束后進行，開始工作前應觀察操作空間上方、周圍有無安全隱患，特別是鉆探開挖工作面附近是否還有危石存在，保證預報人員的安全。 （6）高處作業時作業臺車必須安設牢固，臺架周圍應設置防護欄，凡患有高血壓、心臟病等不適應高處作業者不得上架作業。 （7）當隧道巖體中含有煤層瓦斯

44、、石油天然氣等易燃易爆時，必須嚴格執行國家現行的煤礦安全規程、鐵路瓦斯隧道技術規范等的有關規定。超前地質預報工作應采用防爆型的儀器、設備。當采用非防爆型時，在儀器設備及操作空間20米范圍內瓦斯濃度必須小于1%。超前鉆探必須采用水循環鉆或濕式鉆孔，嚴禁攜帶火源進洞。 （8）彈性波反射法（TSP）超前地質預報現場采集數據使用的炸藥和雷管必須由持有爆破證的專人領用，爆破作業必須由專業爆破工操作。非專業人員嚴禁從事爆破作業。 （9）鉆機使用的高壓風、高壓水的各連接部件均應采用符合要求的高壓配件，管路應連接安設牢固，并應經常檢查，防止管接頭脫落，管路爆裂高壓風、水傷人；高壓電路接線應由專業電工操作。 （

45、10）鉆孔時，鉆機前方應安設擋板，嚴禁在鉆孔的軸后方向站人，以防鉆具和高壓沖出的巖屑、泥沙等傷人。 （11）為便于控制超前鉆孔揭露大量地下水時的水流及采取措施，孔口應安設孔口管和閘閥，且孔口管必須安設牢固，防止水壓將孔口管沖出傷人。 （12）施工前應由地質人員和隧道施工經驗豐富的施工者對掌子面掘進人員進行培訓，使其了解“臨近隧道內不良地質體的可能前兆”，以便及時采取 應對措施，盡量減少突發地質災害的發生。 （13）以上為一般規定，各工作面需針對具體的情況制定具有針對性的安全措施并嚴格執行。 9、需要說明的其他問題 （1）在可溶巖地段、有小煤窯分布地段需進行隧底隱伏巖溶探測，隧底隱伏巖溶探測工作

46、的實施參照【2013】198號文執行； （2）各種方法的預報工作開展時，必須提供準確的掌子面里程，不得因其他原因虛報里程而引起預報結果出現里程偏差； （3）各種資料的原始記錄必須真實，且原始記錄必須一并歸檔留存。 （4）為便于超前地質綜合分析成果報告的及時出具，鉆探資料及素描資料報送應及時。 10、附表 附表：各種記錄表格 表1 掌子面地質素描記錄表 表2 隧道地質展視圖 表3 加深炮孔現場記錄表 表4 超前地質鉆探記錄表 表5 隧道超前地質鉆孔柱狀圖 表6 超前地質預報綜合分析成果報告格式 表7 重大地質異常報告表 附表1：掌子面地質素描記錄表 X X X 線 XXX 隧道 XXX 里程 掌

47、子面地質素描記錄表 施工單位： 日期： 附表2：隧道地質展視圖 X X X 線 X X X 隧道地質展視圖 施工單位： 附表3：加深炮孔現場記錄表 隧道加深炮孔現場記錄表 說明： 鉆進特征及地質情況描述：地層巖性、鉆進速度及變化情況、巖粉或混合體顏色、遇水部位、水量、水壓、是否充填及充填物成分等。 附表4：超前地質鉆探記錄表 隧道超前地質鉆探記錄表 司鉆： 記錄員： 地質工程師： 現場監理工程師（或監理員）： 說明： 開鉆（終孔）日期：xxx年xxx月xxx日xxx時xxx分； 炮孔位置：DKxxxxxx中心或左（右）xxx m； 鉆進特征及地質情況描述：地層巖性、鉆進速度及變化情況、巖粉或混

48、合體顏色、遇水部位、水量、是否充填及充填物成分等。 附表5：隧道超前地質鉆孔柱狀圖 地質鉆孔柱狀圖 工程名稱鉆孔編號鉆孔綜合柱狀圖 開孔時間：終孔時間：地層時代 層底里程 分層 層底 深厚度度孔口里程： 采樣位置 孔口位置： 出水位置 立角：偏角：出水量(m /h) 3 柱狀圖(比例） 孔徑（mm） 備 工 程 地 質 簡 述 注 施工單位名稱： 編寫： 復核： 日期： 現場監理工程師（或監理員）： 完成單位名稱： 編制： 復核：日期： 附表6：超前地質預報綜合分析成果報告格式 XXXXXX至XXXXXX鐵路 XXXXXXX 隧道 XX段 超前地質預報綜合分析成果報告 (報告編號：XXXXXXX) XXX單位 年 月 日 正文： 1、任務依據及目的要求 2、執行規范 3、工程地質概況 4、采用的地質預報方法 5、相互印證情況 6、綜合分析結論 7、建議 8、下一步預報工作計劃 附表7、重大地質異常報告表