1、隧道超前地質預報施工工藝隧道施工中的超前地質預報關系到工程安全、質量和進度。施工中堅持將超前地質預報作為一項工序納入施工組織與管理,當施工進度與超前地質預報發生矛盾時,施工必須為超前地質預報讓路,以避免盲目施工,確保超前地質預報工作的實施,并起到指導施工的作用。超前地質預報的目的和目標（1）超前地質預報的目的進一步查清隧道開挖工作面的工程地質與水文地質條件，指導工程施工的順利進行。降低地質災害發生的機率和危害程度。為優化工程設計提供地質依據為編制竣工文件提供地質資料。（2）超前地質預報的目標準確預報掌子面前方圍巖地質情況及富水情況，重點預報突水突泥及斷層破碎帶等不良地質的具體位置、規模及影響程

2、度。超前地質預報施工工藝流程超前地質預報流程如圖x-x所示。圖x-x 超前地質預報流程圖（1）地質調查法隧道地表補充地質調查隧道地表補充地質調查的主要內容包括對已有的地質勘查成果的熟悉、核查和確認；地層、巖性在隧道地表的出露及接觸關系；斷層、褶皺、節理密集帶等地質構造在隧道地表的出露位置、規模、性質及其產狀變化情況；地表巖溶發育位置、規模及分布規律；煤層、石膏、膨脹巖、天然氣、含放射性物質等特殊巖土地層在地表的出露位置、寬度、性質及其產狀變化情況；人為坑洞位置、走向、高程等與隧道的空間關系；核實和修正超前地質預報重點區段。隧道地表補充地質調查的方法：根據建立的標準地層剖面，結合沉積規律，確定各

3、巖組的地層層序、厚度、標志層位置。對地質構造進行追蹤調查后，根據施工進展情況，展開有針對性的地質描繪，詳盡地核對細化勘察設計資料，為地質預報做好基礎工作。隧道內地質素描隧道內地質素描是對已開挖工作面和洞身的地質狀況作如實的調查、記錄并繪制成圖表，具體包括：工程地質：包括地層巖性、地質構造、巖溶、特殊地層、人為坑洞、地應力、塌方和有害氣體及放射性危害源等情況。水文地質：包括地下水的分布、出露形態、水質分析、對圍巖的影響等。圍巖穩定性特征及支護情況：記錄不同工程地質和水文地質條件下圍巖的穩定性、支護方式及初期支護后的變形情況，發生圍巖失穩或變形較大的地段，并分析原因。影像：記錄重要的和具有代表性的

4、地質現象。地質素描工藝流程圖所示。圖x-x 地質素描工藝流程圖地質素描方法及形成成果詳見下表。表x-x 地質素描的方法及預報成果表方 法形成成果采用羅盤儀、洞內觀察等方法，實測巖層產狀、節理產狀及間距、微構造產狀、斷層面產狀等，分段測繪。分析巖體各種參數，進行掌子面及洞身的工程地質評價，作出掌子面斷面圖，據其作常規預報展示圖和分段預報報告書。做標準地層剖面和巖層層位。預報預測軟弱巖層的位置，提出施工建議措施。觀察掌子面斷層及微構造出現情況、對產狀進行量測。分析斷層、微構造的產狀規律，據其在掌子面部位、構造走向與隧道軸向的關系作出地質預報圖。（2）物探法地震波反射法（TSP）地震波反射法（TSP

5、）是目前應用相對普遍和成熟的長距離超前地質預報方法。使用地震波反射法超前地質預報能夠提前了解開挖面前方的地質變化情況，合理安排掘進速度，及時優化施工方案，加強防護措施，確保安全、順利地通過不良地質地段，做到科學、安全、高效地施工。地震波反射法超前地質預報系統測線布設在掌子面附近的邊墻上，它由兩個接收器孔和24個炮孔組成，兩個接收器孔對稱分布在兩邊墻，24個炮孔等間距布置在兩側邊墻上。地震波在設計的震源點用小量炸藥激發產生。當地震波遇到巖石波阻抗差異接口（如斷層、破碎帶和巖性變化等)時，一部分地震信號反射回來，一部分信號透射進入前方介質。反射的地震信號將被高靈敏度的地震檢波器接收。數據經軟件處理

6、，便可了解隧道工作面前方地質體的性質（軟弱巖帶、破碎帶、斷層、含水巖層等）、位置及規模。其工作原理見地震波反射法工作原理圖。圖x-x 地震波反射法工作原理圖在數據采集前，鉆孔、接收傳感器套管的安裝，以及接收器孔、炮孔傾角傾向和各孔距基準點距離的測量要先期完成。當正式爆破采集數據時，洞內一切施工必須停止，以確保采集到的數據盡可能少的受外界干擾。地震波反射法對于軟弱、破碎地層或巖溶發育區，每次預報距離采用100120m，前后兩次搭接長度10m以上；巖體完整的硬質巖地層每次預報距離采用120150m，搭接長度不小于10m。地震波反射法工藝流程圖見下圖。圖x-x 地震波反射法工藝流程圖地震波反射法預測

7、的方法及形成成果見下表。表x-x地震波反射法預測的方法及形成成果表預測方法預報成果利用地震波的反射原理預測推斷斷層、巖層破碎帶等不良地質體的位置、性質、規模反射界面的巖性參數、產狀及巖石力學參數地質雷達預報地質雷達預報是應用電磁波反射原理來進行探測的。發射天線向被測介質發射高頻脈沖電磁波，當其遇到不均勻體或接口時會反射一部分電磁波，雷達主機通過對此部分的反射波進行接收和處理，即可探測識別前方地質體，如含水的斷層、巖性界面等。地質雷達主要用于巖溶探測，也可用于斷層破碎帶、軟弱夾層等不均勻體的探測，每25m一次，一次范圍為30m，前后兩次搭接長度5m以上。地質雷達預報的工藝流程如下圖所示。圖x-x

8、 地質雷達預報工藝流程圖使用地質雷達前應對掌子面進行平整處理，使雷達天線與掌子面能較好的藕合，在掌子面附近應沒有其它的金屬物體，避免影響檢測結果的準確性。雷達測線在掌子面上呈"井"字形布置，測線長度根據天線長度決定，在有限的掌子面上盡可能的長。根據設計地質概況和電磁反射波法后處理的時域剖面，綜合分析得出預報結論。地質雷達預報方法和預報成果如下表所示。表x-x 地質雷達預報方法和預報成果表預測方法預 報 成 果利用電磁波的反射原理預測判定掌子面前方的斷層、巖性的界面，確定異常體的規模、性質、危害；探測隧道底部、邊墻、隧頂外或其它出水部位可能隱伏洞穴。紅外探水法由于地層每時每刻

9、都在向外部發射紅外波段的電磁波，巖層在向外部發射紅外輻射的同時，必然把它內部的地質信息傳遞出來。干燥無水的地層和含水地層所發射的紅外輻射場強度不同。因此根據巖層紅外輻射場強的變化值就可以確定地表淺層是否存在隱伏的含水體。紅外探水法的施工工藝流程如圖x-x所示。圖x-x 紅外探水法施工工藝流程圖紅外探測屬非接觸探測，用儀器的激光器在壁上打出一個紅色探點。定好探點后扣動板機，在儀器屏幕上讀取探測值。將探測數據輸入計算機后，由軟件繪成探測曲線。根據探測曲線特征判斷含水構造和含水體的潛在危害。當紅外探測發現前方存在含水構造時，通過高密度電法電測解決前方含水構造至掌子面距離和破碎帶的寬度。紅外探測要特別

10、注意需對隧道上方、下方以及隧道兩壁外側探測，其目的是了解隧道上方、下方和隧道兩壁外側是否存在承壓隱伏水或含水構造。一旦在卸壓時巖溶水潰入隧道，將會造成重大災害。紅外探水預報方法和預報成果如下表所示。表x-x 紅外探水預報方法和預報成果表預測方法預 報 成 果利用地質體的紅外輻射探測判定掌子面前方是否有隱伏的含水體；判斷隧道底部、邊墻、隧頂外或其它出水部位是否存在承壓隱伏水或含水構造。瞬變電磁法瞬變電磁法是利用不接地回線或接地線源向地下發射一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場間歇期間利用線圈或接地電極觀測地下介質中引起的二次感應渦流場，從而探測介質電阻率的一種方法。瞬變電磁法的工作原理如圖x-x所示。圖

11、x-x 瞬變電磁法工作原理瞬變電磁法適用于探測任何地層中存在的地下水體、斷層破碎帶、溶洞、溶隙、暗河等。每次預報距離80100m，但是由于測量項圈和發射線圈的面積及匝數不同，致使前方存在不同深度范圍的盲區，盲區段落的數據不能參與資料解釋，前后兩次搭接長度不小于25m。瞬變電磁法工藝流程如圖所示。圖x-x 瞬變電磁法工藝流程圖瞬變電磁法的方法和形成成果。表x-x 瞬變電磁法預報方法和預報成果表方 法形成成果利用電磁感應原理探測探測地層中存在的地下水體、斷層破碎帶、溶洞、溶隙、暗河等，提出施工建議措施。（3）超前鉆探法超前地質鉆探采用沖擊鉆和回轉取芯鉆，驗證中近距離物探超前探測存在異常的地段。活動

12、斷裂帶超前探測長度80100m，搭接長度不小于10m，其余地段超前探測長度不小于30m，前后兩次搭接長度不小于5m。超前地質鉆探工藝流程如圖所示。圖x-x 超前地質鉆探工藝流程圖孔內流出物主要是循環水和水攜帶的其他物質，比如石屑、石粉、揭露出的水等。根據不同巖石粉化后的性狀和顏色，大致可以判斷出鉆進位置巖石的巖性，同時可以通過孔內返水和循環進水水量之間的關系判斷孔內是否有水揭露出來，當有壓力水射出時就很明顯表示揭露出了高壓水。對芯樣進行分析，判斷巖性及圍巖破碎情況，確定圍巖級別。同時對滲透水、涌泥等情況進行檢查、記錄，對比各個鉆眼間巖石表現的滲透水情況進行總結、分析，預測前方滲透水情況。加深炮

13、孔超前探測利用在隧道開挖面上鉆小孔徑淺孔獲取地址信息的一種方法，在每一循環鉆設炮孔時布設38個加深炮孔，較循環進尺加深3m以上作為探測孔。超前鉆探法的方法和形成成果。表x-x 超前鉆探預報方法和預報成果表方 法形成成果利用沖擊鉆和回轉取芯鉆鉆孔觀察、檢測判斷巖性及圍巖破碎情況，確定圍巖級別，同時對滲透水、涌泥等情況進行檢查、記錄，對比各個鉆眼間巖石表現的滲透水情況進行總結、分析，預測前方滲透水情況，提出施工建議措施。超前地質預報注意事項（1）對超前地質預報得到的資料進行綜合分析和評判，相互印證，并結合掌子面揭示的地質條件、發展規律、趨勢及前兆進行預測判斷，并形成超前地質預報綜合分析成果報告，根

14、據超前地質預報綜合分析成果優化調整措施、工法及特殊處理措施，以確保施工安全、結構安全和工程順利實施。（2）施工過程中隧道超前地質預報應根據地質復雜程度分級，確定重點預報地段，并遵循動態設計原則，根據預報實施過程中掌握的地質情況，及時調整隧道區段的地質復雜成都分級、預報方法和技術措施等。（3）超前地質預報的結果應體現及時性，超前地質預報實施單位應及時將預報成果報送有關各方。（4）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前兆標志”，以便及時采取相應應對措施，盡量減少突發地質災害的發生。敏而好學，不恥下問孔子業精于勤，荒于嬉；行成于思，毀于隨韓愈興于詩，立于禮，成于樂孔子己所不欲，勿施于人孔子讀書破萬卷，下筆如有神杜甫讀書有三到，謂心到，眼到，口到朱熹立身以立學為先，立學以讀書為本歐陽修讀萬卷書，行萬里路劉彝黑發不知勤學早，白首方悔讀書遲顏真卿書卷多情似故人，晨昏憂樂每相親于謙書猶藥也，善讀之可以醫愚劉向莫等閑，白了少年頭，空悲切岳飛發奮識遍天下字，立志讀盡人間書蘇軾鳥欲高