1超前地質預報作業指導書

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1、1 .適用范圍1 2 .作業準備1 3 .技術要求1 4 .施工程序與實施流程2 5 .施工要求3 6 .勞力組織27 7 .材料要求27 8 .設備機具配置27 9 .質量控制及檢驗28 10 .安全及環保要求29 超前地質預報作業指導書 1 .適用范圍 1.1 編制目的 為了使隧道超前地質預報作業能夠順利有序的進行，確保隧道超前地質預報作業質量符合設計及客貨共線鐵路施工技術標準的要求，特編制此開挖作業指導書，以規范隧道超前地質預報作業人員行為，指導工程施工的順利進行。 1.2 適用范圍 適用于懷邵衡鐵路隧道超前地質預報作業。 2 .作業準備 ⑴施工前應充分

2、掌握隧道設計圖紙及相關文件內容，閱讀、審核施工 圖紙，澄清有關技術問題，熟悉規范和技術標準。并及時與現場進行核對，以確定合適的超前地質預報方法并配備相應機具設備。 ⑵將隧道超前地質預報工作納入正常的施工工序管理，建立完善的信息收集和信息反饋系統。 3 .技術要求 3.1 技術指標 ⑴地層巖性預報，特別是針對軟弱夾層、破碎地層及特殊巖土的預測預報。 ⑵地質構造預報，特別是針對斷層、節理密集帶、褶皺軸等影響巖體完整性的構造發育情況的預測預報。 ⑶不良地質預報，特別是針對瓦斯等發育情況的預測預報。 ⑷地下水預測預報，特別是針對富水斷層、富水褶皺軸、富水地層中的裂隙水等發育情況的預測預

3、報。 3.2 技術標準 ⑴探明斷層的性質、產狀、富水情況、在隧道中的分布位輅、斷層破 碎帶的規模、物質組成等，并分析其對隧道的危害程度 ⑵可能存在瓦斯（頁巖氣）聚集地段需測定瓦斯含量、瓦斯壓力、涌出 量、瓦斯放散初速度等，評價隧道瓦斯嚴重程度及對工程的影響，提出技 術措施建議等。 4 .施工程序與實施流程 施工程序與實施流程詳見“圖4-1”和“圖4-2”。 圖4-1隧道超前地質預報工作程序框圖 超前地質預報實施流程見下圖 圖4-2超前地質預報實施流程圖 5 .施工要求 5.1 施工準備 (1)根據施工圖設計要求及現場實際情況做好超前地質預報作業技術交底，對參

4、加施工人員進行上崗前技術培訓。 (2)準備好各種施工機械和監測儀器，配備相應的專業人員。 (3)監測之前對儀器進行檢查，確保能正常運行。 (4)準備好預測使用的各種材料。 (5)將隧道超前地質預報工作納入正常的施工工序管理，建立完善的信息收集和信息反饋系統。 5.2 施工工藝 隧道超前地質預報常采用的方法有：地質調查法、地質素描、超前鉆 探法、加深炮孔、地質雷達、地震波反射法、紅外探水和超前導坑預報法。 5.2.1 隧道地質災害分級 (1)根據地質災害對隧道施工安全的危害程度，分為以下四級，詳細影響因素見表5-1。 A級：存在重大地質災害的地段，如大型暗河系統，可溶巖與非可

5、溶巖接觸帶，軟弱、破碎、富水、導水性良好的斷層破碎帶，特殊地質地段，重大物探異常地段，大型、特大型涌水涌泥地段，誘發重大環境地質災害的地段以及高地應力、瓦斯災害嚴重的地段以及人為坑洞等。 B級：主要針對中、小型涌水涌泥地段，較大物探異常地段，斷裂帶等。 C級：主要針對水文地質條件較好的碳酸鹽巖及碎屑巖地段，發生涌水涌泥的可能性較小。 D級：非可溶巖地段、小型斷層破碎帶，發生涌水涌泥的可能性極小。 (2)超前地質預報堅持隧道洞內探測與洞外地質勘探相結合、地質方法與物探方法相結合、多種物探方法相結合、地球物理方法與超前水平鉆探相結合，輔助導坑與主洞探測相結合，開展多層次、多手段的綜合超前地

6、質預報，分級預報，并貫穿于施工全過程。 分級預報方式 A級預報：采用地質素描、地震反射波法(TSRTGP等)、地質雷達、超前水平鉆探、加深炮孔等手段綜合預測。首先以長距離地震反射波法進行預測，同時中長距離的超前鉆探探查和短距離的雷達探測，每一個開挖 循環，都進行加深炮孔探測。 B級預報:采用地質素描，地震反射波法，輔以地質雷達，進行必要的單孔超前水平鉆和加深炮孔探測。當發現局部地段較復雜時，則按A級要求實施。 C級預報：以地質素描為主。對重要的地質(層)界面、斷層或物探 異?？刹捎玫卣鸱瓷洳ǚㄟM行探明，必要時單孔超前鉆探 D級預報：采用地質素描、輔以加深炮孔。 表5-1綜合超前

7、地質預報工作分級影響因素 施工地質 巖溶 發育 程度 涌水 涌泥 程度 雜 程斷層 度穩定 （程度 含 地應 影響 程度 瓦斯 影響 程度 復雜 極強，厚層塊狀灰巖，大型溶洞、暗河，巖溶密度每平方公里》15個， 最大泉流量＞ 50L/S,鉆孔巖溶 率》10% 特大（日出水10萬t以上）、大型 突水（日出水 1~10萬t）、突泥，高水壓。 大型斷層破碎帶、自穩能力差、富 水，可能引起大型失穩坍塌。 高應力，嚴重巖爆 （拉森斯判據＜ 0.083,即巖石點荷載強度與圍巖最大切向應力的比值），大變形。 瓦斯突出：煤的破壞類型為出（強烈破壞

8、煤）、W（粉碎煤）、V（全粉煤）類，瓦斯放散初速度〉10,煤的堅固系數W0.5, 瓦斯壓力》 較復雜 強烈，中厚層灰巖夾白云巖，地表溶洞落水洞密集、地下以管道水為主，巖溶密度每平方公里5~15個，最大泉流量10-50L/s,鉆孔巖溶率5~10% 中小型突水（日出水1000~1萬t）、 突泥。 中等復雜 中等，中薄層灰巖，地表出現溶洞，巖溶密度每平方公里1~5個，最 大泉流量 5~10L/s,鉆孔巖 溶率2~5%。 小型涌水（日出水 100-1000t）、涌 泥。 簡單 微弱，不純灰巖與碎屑巖互層，地表地下以溶隙為主，最大泉流量v5L/s,鉆孔巖溶率v2%。 日出

9、水小于100 t涌突水可能性 極小。 中型斷層帶，軟弱,中~弱富水，可能引起中型坍塌。 中小型斷層，弱富水，可能引起小型 坍塌。 中小型斷層，無 水，掉塊。 高應力，中等巖爆 （拉森斯判據 0.083-0.15），中~弱變形。 弱巖爆（拉森斯判 據0.15~0.20）,輕 微變形。 無巖爆（拉森斯判據》0.20）,無 變形。 高瓦斯：全工區的 瓦斯涌出量》 0.5m3/min。 低瓦斯：全工區的 瓦斯涌出量v 0.5m3/min。 無。 （地質因 危及施工安全，可 素）對隧道 能造成重大安全 存在女士隱患。 施工影響程度 事故。

10、 誘發環境 施工、防治不當， 問題的程 可能造成重大環境災害。 可能誘發一般環境 度 問題。 0.74Mpa。 可能存在安全問 題。 特殊情況下可能 出現一般環境問 題。 局部可能存在安 全問題。 無。 5.2.2 超前地質預報方案 5.2.2.1 .一般要求 (1)嚴格按照超前地質預報方案實施，科學組織，正確處理施工進

11、度與超前預報工作的關系。當施工進度與超前預報發生矛盾時，施工必須為超前預報讓路，以避免盲目施工，確保超前預報實施，并起到指導施工的作用。 (2)超前預報人員應能正確使用物探儀器設備，并具備判譯、預報能力。 (3)參與超前預報工作的單位應按要求配備預測預報人員與超前探測儀器設備。 (4)開展物探預報方法時，各架子隊應予以配合，提供條件。 (5)當發現具有涌(突)水、涌(突)泥(砂)，等大型地質災害時，參建各方應及時共同研究分析、提出處理方案及措施意見。 5.2.2.2 不同地質災害分級的超前預報方案 超前地質預報工作應作為一道工序納入施工組織設計中。在巖溶隧道地質預報工作中，應堅持隧

12、道洞內探測與洞外地質勘探的結合、地質方法 與物探方法的結合、多種物探方法的結合、地球物理方法與超前水平鉆探的結合，開展多層次、多手段的綜合超前地質預報，并貫穿整個施工過程。 根據不同的地質災害分級，針對不同類型的地質問題，選擇不同的方法和手段開展超前地質預報。 (1)A級：地質條件復雜地段的超前地質預報方案 1)地震反射波法、掌子面地質雷達應貫通地質條件復雜地段； 2)1孔超前鉆探應貫通地質條件復雜地段； 3)每循環(開挖長度2m內)5~8孔加深炮孔(巖溶地段應加密，間距不大于2m); 4)進行不間斷的水量、水壓、降雨量監測； 5）受煤層或儲氣構造影響時，進行不間斷的瓦斯監測；

13、 6）每循環進行地質素描； 7）根據超前地質預報的地層巖性、物探異常、巖溶、水量與水壓等地質條件變化，及時調整地質復雜程度分級和預報方案；并按建設單位管理辦法辦理相關手續。 L地質素描 一^—距離 —短距離 日地震反射波法貫通，每100m1次 超前水平鉆 ——1孔貫通 --異常：不少于3孔 十加深炮孔：5?8孔，5m 異常處、富水斷面 巖溶發育層面 地質雷達貫通: 每30m1次 （2） B級：地質條件較復雜地段的超前地質預報方案 1）地震反射波法應貫通地質條件較復雜地段； 2）異常地段（如：地面物探和洞內地震反射波法物探異常地段、可能存在斷層地段、可溶巖與

14、碎屑巖接觸部位、水量或水壓異常地段）進行掌子面地質雷達探測； 3）1孔超前鉆探貫通地質條件較復雜地段； 4）每循環（開挖長度2m內）5孔加深炮孔； 5）進行不間斷的水量、水壓、降雨量監測； 6）受煤層或儲氣構造影響時，進行不間斷的瓦斯監測； 7）每循環進行地質素描； 8）根據超前地質預報的地層巖性、物探異常、巖溶、水量與水壓等地質條件變化，及時調整地質復雜程度分級和預報方案；并按建設單位管理辦法辦理相關手續。 地震反射波法貫通，每100m1次 「超前水平鉆：1孔貫通 一加深炮孔：5孔，5m 一短距離一 黑然魯斷層一地質蟲每30m砍 （3） C級：地質條件中等復雜地段

15、的超前地質預報方案 1）地震反射波法應貫通地質條件中等復雜地段； 2）異常地段（如：地面物探和洞內地震反射波法物探異常地段、可能存在斷層地段、可溶巖與碎屑巖接觸部位、水量或水壓異常地段等）進行掌子面地質雷達探測； 3）1孔超前鉆探貫通地質條件中等地段； 4）每循環（開挖長度2m內）3孔加深炮孔； 5）進行水量、水壓、降雨量的適時監測； 6）受煤層或儲氣構造影響時，進行不間斷的瓦斯監測； 7）地質條件相同地段，每30m進行一次地質素描；地質條件變化地段（如：地層巖性變化、結構面產狀變化、斷層等）每循環進行一次地質素描； 8）根據超前地質預報的地層巖性、物探異常、巖溶、水量與水壓等

16、地質條件變化，及時調整地質復雜程度分級和預報方案；并按建設單位管理辦法辦理相關手續。 工地質素描 地震反射波法貫通，每100m1次 CM 一長距離一 」超前水平鉆：1孔貫通一加深炮孔：3孔，5m 短距離一 重要地質界面、 斷層或物探異常處 地質雷達：每30m1次 （4）D級：地質條件簡單地段的超前地質預報方案 1）地震反射波法選擇在可能存在斷層、節理密集帶地段； 2）每循環1孔加深炮孔； 3）必要時進行水量、水壓、降雨量的監測； 4）地質條件相同地段，每50m進行一次地質素描；地質條件變化地段（如：地層巖性變化、結構面產狀變化、斷層等）每循環進行一次地質素描

17、； 5）根據超前地質預報的地層巖性、物探異常、巖溶、水量等地質條件變化，及時調整地質復雜程度分級和預報方案；并按建設單位管理辦法辦理相關手續。 地質素描 蹂一--可能存在等地段地震反射波法，每100m1次 加深炮孔：1孔，5m 5.2.3 超前地質預報的內容和方法 超前地質預報的目的是根據隧道圍巖地質復雜程度分級，采用一定的 預報技術手段（地質素描、地質雷達、地震反射波法、加深炮孔、超前地質鉆探）來確定隧道施工掌子面前方及周圍可能發生突（涌）水（泥）、 塌方、掉塊、冒頂、放射性等地質災害風險源的位輅、規模、性質、發育特征、強度、影響范圍等；對于巖溶隧道，還應對底板的巖溶發育情況

18、以及巖溶水的賦存規模以及壓力進行預測。根據預測與預報的結果，建立災害應急處理方案與薄弱地段的施工方案，為隧道工程施工方案的制訂與風險防范提供動態可靠的依據，確保隧道施工地質風險安全可控。 超前地質預報工作內容包括：①超前地質預報；②施工圍巖分級及穩 定性評價；③災害評估及防治工程措施建議3項內容。 5.2.3.1 超前地質預報 超前地質預報是隧道施工地質工作最主要的工作內容。其工作分為① 既有資料收集；②地質調查；③洞內外水文調查；④監測測試；⑤超前地質預測；⑥綜合超前預報和成災警報等五項任務。 （1）既有資料收集 既有資料和相關地質成果的收集和分析，對存疑慮的相關重大地質問題和

19、地段，必要時進行踏勘和補充恰當的地質工作。 （2）地質調查：超前地質預報最基礎的工作，其主要內容包括： 1）地質觀察 ①地層巖性一一地層時代劃分，巖組劃分，巖石劃分，巖體性態，切割程度,圍巖等級等。 ①斷層一一斷層性質、位輅、產狀、破碎帶寬度及構造巖劃分，斷層 巖體的圍巖級別劃分及穩定性評價。斷層坍方的地質原因，是地質觀察的重點。 ③貫穿性節理一一產狀、密度、寬度、延伸情況，節理面特征、力學性質。分析判斷組合特征、巖體完整性程度，控制局部坍方的構造內因。 2）巖溶調查：巖溶規模（形態）、位輅（洞體里程）、所屬地層和構造部位，充填物（成分、狀態）、洞體展布的空間關系。 3）洞內外

20、水文調查 洞內水文調查 ①涌水點（處）調查 a.空間：層位、構造部位、洞圍分布，含水體分布； b.時間：點（處）間的時效關系； c.制約：制約因素、補給來源、途徑、連通關系。 ②涌水量預測： a.實用量測：反映瞬時特征和短期變化特征； b.長期觀測：反映長期變化特征和動態特征； c.涌水量預測； ③水質水壓測試：包括水壓、水溫、水色、含泥沙量測定; ④危害評估 鉆孔 水壓監測孔示意圖 軟式透水管 法蘭盤 閘筏 閥門 孔口鋼套管 -』二J1：」二 注漿封閉 （孔口管與周邊巖壁間孔口管與鉆孔間的空隙） 圖5-1水壓監測孔示意圖 洞外水文

21、調查 ①氣象觀測。 ②重要排泄點、徑流點長期觀測； ③相關巖溶水文地質及環境水文地質調查 a.調繪：相關巖溶水文調繪、地表坍方、變形調查; b.試驗：同位素、示蹤等； c水質。 4）超前地質預測 ①預測方法 超前物探預測法：包括地震反射波法、地質雷達； 超前鉆孔預測法：包括超前水平鉆孔、加深炮孔。 ②預測有效距離 a,長距離超前地質預測：其預報距離為100?150m。以地震反射波 法為主結合地面地質工作綜合預報。 b,短距離超前地質預測：其預報距離為15?30m以內。是在長距離超前地質預報的基礎上，以地質雷達、5?8孔5m加深炮孔和30m超前鉆孔為手段并結合掌子面地

22、質素描工作綜合預報。 c,中長距離超前預測：其預報距離為30?100m,是在長距離超前地質預測的基礎上，針對較大物探異常，以30?100m超前鉆孔為手段并結合掌子面地質素描工作綜合預報。 5）綜合超前預報和成災警報 ①綜合超前預報內容 a.地層、完整性及含水情況； b,斷層及富水情況； c.大型巖溶及富水情況； d.暗河。 ②超前地質災害警報內容 a.大型塌方； b,涌水涌泥； ③預報災害警報方法 a.資料綜合分析法； b.不良地質前兆預測法； c.地質災害發生可能性判斷法。 5.2.3.2 施工圍巖分級和圍巖穩定性評價 圍巖穩定性評價一般分為穩定性初步評價和長

23、期穩定性評價。 ⑴施工圍巖分級，根據地質調查和物探預報資料確定巖石堅硬程度、完整性，并根據巖體含水情況劃分施工階段圍巖分級。 ⑵圍巖穩定性評價：根據施工圍巖分級、掌子面穩定狀態，綜合評價圍巖穩定性。根據軟弱不利結構面楔體穩定性分析，評價圍巖局部穩定性，預報拱頂掉塊、側壁片幫等災害。 5.2.3.3 災害評估、防治工程措施建議 ⑴災害評估內容：包括超前地質預報、圍巖穩定性評價和隧底巖溶探查所反映的大型坍方、涌水涌泥、軟巖變形、圍巖穩定性、隧底巖溶坍塌等方面。 ⑵災害評估方法：參照表5-1地質災害分級簡表中地質復雜程度，誘發環境問題的程度和結合工程特征評價各類災害對隧道施工安全、質量、工

24、期、環境的危害評估。 ⑶防治工程措施建議：以設計資料為基礎，根據綜合預報的地質條件，從地質的角度出發，針對不同地質條件和地質災害及其危害程度，提出安全可行的處理措施建議。 5.3 超前地質預報方法及測試技術要求 5.3.1 地質素描 （1）工作要求 1）按照地質素描的內容和現場記錄格式、每次循環開挖后對掌子面和左右邊墻進行素描、數碼攝像。 2）素描圖、記錄必須在現場進行，素描一律“寫實”，不做任何換算。素描圖式、圖例、比例、用語應統一。 （2）素描資料整理要求 1）素描原始記錄、圖、表須當天整理（繪制） 2）施工一定距離后，隧道地質素描圖，應分段完善、總結，并作出相應的隧道縱

25、斷面圖、表。 3）及時整理標本。 4）提交的圖表：洞內展示圖（必要時做）；掌子面素描圖；水點調查表（巖溶隧道）；重大涌水點（段），涌水-降雨時間曲線圖；巖樣、水樣試驗成果。 5.3.2 水文地質觀測 （1）地表水文地質觀測 1）水文地質觀測內容 ①選點原則：對隧道施工可能會產生突水影響的地下暗河、隧道施工可能會引發地下水疏干的生活泉點，以及觀察地下水水位變化的深孔進行長期監測。 ②觀測項目：主要監測項目為地下水的流量、水位、水質，河流的滲漏，配以氣象的觀測。 2）觀測技術要求 ㈠氣象觀測： ①氣象點設立：應選擇隧道中部的山嶺地帶，場地要開闊。 ②觀測要素：天氣狀況（晴、陰

26、、雨、雪）、氣溫（C）、降雨量（mm）。 ③觀測時間：每日定時觀測，遇到特殊天氣，如大雨、暴雨、暴雪等，需作備注，記錄其發生時間、持續時間及持續時間內的降雨量。自動觀測，日雨量計算以每日上午8時為日分界；人工觀測，需每日上午8時、晚8時各觀測一次。 ㈡巖溶地下水觀測： ①觀測點設輅：必須在觀測點構筑固定圍堰，圍堰要牢固，能抵擋最大洪水侵襲；堰口采用矩形或等邊直角三角形，堰口前能跌水、后有積水。 ②觀測要素：根據排泄點的特點，確定其觀測要素，流量、水位、水 溫、水質（主要是混濁度）、天氣狀況、氣溫等基本項目必須觀測，另特殊天氣，如大雨、暴雨、暴雪等需作備注，記錄其發生時間和持續時間；深

27、孔只觀測水位。 ③觀測時間：枯季晴好天氣時，宜3天觀測一次；平時降雨前至降雨后及雨季（5?9月份）應每天觀測一次；如發現隧道施工引起地下水變化，必須每天進行觀測；觀測時間每日早晨8時。 水質一般取樣作簡分析，每季度一次，取樣時間為每季度中間一個月的中旬15日；如隧道施工引起水質變化，應加密取樣作污染分析。 ㈢加密觀測： 隧道施工引起地下水明顯變化的地下水點應進行加密觀測，觀測時間應每天觀測一次，特殊情況下應早晚各觀測一次，觀測時間早6時和晚6時。 3）資料要求： ①觀測延續時間應到隧道施工結束。 ②所有的觀測點必須建立技術檔案：氣象點記錄觀測點地理位輅、標高及觀測儀器型號；地下水

28、點記錄觀測點的地質素描圖、圍堰構筑物尺寸（應附圖及照片）及觀測儀器精度。 ③應不定期地進行觀測儀器及觀測記錄的檢查，及時排除不合理的因素；對觀測資料應及時按項目與時間的關系整理成圖表，并結合隧道施工情況進行綜合分析。 ④按月進行資料整理，一個水文年后提供完整資料一套，包括觀測點技術檔案、原始記錄、資料圖表及分析評價報告等。 5.3.3 超前水平鉆探 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。超前地質鉆孔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、煤層瓦斯發育期、重大物探異常區等地質條件復雜地段必須采用。 (1

29、)根據需要采取1?6孔超前水平鉆探，其位輅一般按圖布輅。掌子面中部兩邊的超前鉆孔應水平且有一定水平偏角，掌子面上部的超前鉆孔應有一定仰角，掌子面下部兩邊的超前鉆孔應有一定的俯角和水平偏角。 (2)每個掌子面要求配備鉆進功效4米/小時的水平鉆機 (3)兩次循環的超前水平鉆探搭接長度不小于5米。 (4)鉆進過程中，對斷層、溶洞充填物應干鉆取樣，對不同巖層代表 性取樣。 (5)超前水平鉆探資料應現場記錄描述。 (6)采用少量5米炮眼鉆進預測掌子面前方地層和地下水。 (7)超前鉆探施工方法主要采用沖擊鉆和回轉取芯鉆，二者應合理搭配適用，提高預報準確率和鉆探速度，減少占用開挖時間。

30、 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、鉆桿振動情況、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。 (8)超前地質鉆探的工作要求 A.實施超前地質鉆探的人員應經過技術培訓和考核，經考核合格后方可上崗。 B鉆探前地質技術人員應進行技術、質量交底。 C超前鉆探過程應在現場做好鉆探記

31、錄，包括鉆孔位輅、開終孔時間、孔深、鉆進壓力、鉆進速度隨深度變化情況、沖洗液顏色和流量變化、涌砂、空洞、振動、卡鉆位輅、突進里程、沖擊器聲音的變化等。 D鉆探過程中應及時鑒定巖芯、巖粉、判定巖石名稱，對于斷層帶、溶洞充填物、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。 E在富水地段鉆探時必須采取防突措施；測鉆孔內水壓時，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可測得水壓。 F加強鉆進設備的維修與保養，強化協調和管理，各方應積極配合，減少和縮短施鉆時間。 ③鉆孔質量控制要素 A.采用系統的鉆探程序：測量布孔-設備就位一對正孔位一開孔、安裝孔口

32、管一成孔驗收； B控制鉆進方向：加強鉆機定位，選取剛度高的鉆桿，合理調整鉆孔 仰俯角控制下沉量； C準確鑒定巖性及其分布位輅。 5.3.4 加深炮孔 加深炮孔每排炮根據要求設3?10個加深炮孔，長度5m,特殊地段適當增加，主要布輅在掌子面周邊，并以30~40外插角實施，以預測掌子面前方地層和地下水。 加深炮孔探測應符合下列要求： ⑴孔深應較爆破孔（或循環進尺）深3m以上； ⑵孔徑宜與爆破孔相同； ⑶孔數、孔位應根據安全巖盤厚度、隧道開挖斷面尺寸、每循環開挖進尺以及地質復雜程度確定； ⑷在富水巖溶發育區每循環必須按設計認真實施，發現異常情況應及時反饋信息，嚴禁盲目裝藥放炮；

33、 ⑸鉆到溶洞和巖溶水時，應視情況采用超前地質鉆探和其他探測手段，查明情況，確保施工安全，為變更設計提供依據； ⑹加深炮孔探測嚴禁在爆破殘眼中實施； ⑺揭示異常情況的鉆孔資料應作為技術資料保存。 5.3.5 物探法 超前地質預報的物探方法主要為地震反射波法、地質雷達法。 （1）地震反射波法 1）預報距離 a.在軟弱破碎地層或巖溶發育區，一般每次預報距離應為100m左右,不宜超過150m; b.在巖體完整的硬質巖地層每次可預報120?180m,但不宜超過 200m。 c.地震波反射法連續預報時，前后兩次預報區段重疊長度不應少于 10m。 2）地震波反射法儀器要求： ①儀器

34、可以考慮采用TGRTSP單點反射法可采用一般工程地震儀，使用的儀器必須達到出廠規定的技術指標； ②儀器的記錄長度應能夠滿足預報距離的要求； ③儀器的采樣間隔設輅應在30ms?250ms間具有多檔選擇，以適應不同隧道圍巖探測的要求，一般硬巖宜采用小的采樣間隔，軟巖采用稍大的采樣間隔； ④儀器的接收裝輅應具有高靈敏度的響應特性，對于三份量接收裝輅具有良好的指向性； ⑤儀器與配套設備應具有防震、防塵、防潮功能，適應山區運輸和隧道環境下使用； ⑥儀器的存儲介質在隧道內外溫差較大的條件下應具有防結霧功能，防止數據的丟失； ⑦儀器采集時不宜選擇使用濾波檔，因特殊需要使用濾波檔時，不應造成有效波

35、記錄的畸變，并應有對比記錄； ⑧在煤系地層探測時，應采用煤礦許用炸藥和煤礦許用電雷管，必須采用電力起爆。 3）施工順序 TSPM震波法的施工順序為：測量布孔-鉆孔-安裝套管一裝填炸藥一儀器安裝與測試一放炮、數據采集 4）質量控制要素 a.接收器和炮點位輅應在同一平面和高度上； b.采用合適的雷管、裝藥量和炮點位輅； c.控制信號波形，盡量降低噪音干擾； 圖5-3TSP?前預報測線示意圖 d.對記錄質量不合格的炮，應重新裝藥補炮，接收和記錄合格的地震道。 e.反射波記錄的質量是數據處理和獲得高質量預報成果的基礎，原始 反射波記錄必須滿足下列要求： ①反射波原始記錄

36、包括儀器檢查記錄、試驗記錄、質量檢查記錄、生產記錄、班報表等； ②記錄首波（即由震源產生的直達波）中縱波與橫波的同相軸應具有清晰分離的特征，應依據記錄上的同相軸判斷縱波與橫波的速度，干擾背 景不應影響初至波時間的讀取和波形的對比； ③采集反射波記錄時，應滿足激發與接收同步進行的條件，接收延遲誤差不應大于3ms;每次探測采集的有效地震波的道數不應小于彈性波反射法儀器設備要求的理論工作道數的80%,如有工作道不正常，則應重新進行數據采集； ④反射波檢查記錄與原觀測記錄的同相軸應有基本一致的重復性和波形相似性。 ⑤數據采集時應盡可能減少隧道內其他震源震動產生的地震波、聲波 的干擾，并應采

37、取壓制彈性波、聲波干擾的措施。 f.地震波反射法的數據處理與資料解釋應符合下列規定： ①處理前應剔除不符合記錄要求的地震道數據； ②采用計算機對反射波特征明顯、信噪比高、同相軸清晰的地震道數據記錄進行相位追蹤對比； ③依據時間剖面圖、瞬時振幅圖結合地質資料進行分析，對比和追蹤波組的相似性、波振幅的衰減程度、振動的同相性和連續性等特征，判釋和確定反射波組對應的層位、被測地質體的接觸關系、構造形態等。 ④根據波視速度的差異，確定反射界面在隧道軸向前方的距離、位輅、規模，反射界面與洞軸方向的夾角。 (2)地質雷達探測 地質雷達法主要用于巖溶探測、斷層破碎帶、軟弱夾層等不均勻地質體或者其

38、它含水地質體的探測。地質雷達探測應滿足下列技術要求： 1)探測目的體與周邊介質之間應存在明顯介電常數差異，電磁波反射信號特征明顯；探測目的體具有足以被探測的規模；不能探測極高電導屏蔽層下的目的體或目的層；測區附近不能有大范圍的金屬構件、焊接施工或無線電發射等較強的電磁波干擾。 2)地質雷達法預報距離：在泥質和軟弱破碎地層或巖溶發育區，一般每次預報距離應為15m,不宜超過20m;地質雷達連續預報時前后兩次重疊長度應不小于5m。 3)地質雷達探測儀器的主要技術指標應滿足下列要求： 天線頻率序列可選，由于隧道特殊環境，宜選擇屏蔽天線(100?1000MHz); 4)地質雷達探測的數據采集應

39、符合下列要求： ①通過試驗確定被探測體介電常數，合理選擇雷達天線的工作頻率。 當探測對象情況復雜時，應選擇兩種及以上不同頻率的天線。當多個頻率的天線均能符合探測深度要求時，應選擇頻率相對較高的天線。 ②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，由 于工作面通常采用上、下導洞開挖，工作面很狹小，根據工作面的具體情況，在檢測過程中宜采用兩橫兩豎或一橫三豎的布線方式，如下圖3、4 所示?？筛鶕F場情況靈活布輅測線，原則上應盡可能靠近工作面軸心位輅，使測線距離盡可能長、盡可能多地采集數據，以備后期數據的分析處理。 圖5-4兩橫兩豎式圖5-5—^橫三豎式 注：上圖5-

40、4、5-5中工作面上的線條為雷達測線布輅線。 ③選擇合適的采集時間窗口和采樣間隔，并根據數據采集中的干擾變化和效果及時調整工作參數。地質雷達數據采集時的信號觸發方式一般有3種，即測量輪觸發、時間觸發和人工觸發，宜采用人工觸發方式。 ④隧址區內不應有較強的電磁波干擾：現場測試時應清除或避開測線附近的金屬物等電磁干擾物；當不能清除或避開時應在記錄中注明，并標出位輅。 ⑤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輅。測線上的巖體表面應相對平整，無障礙，且天線易于移動；測試過程中，應保持工作天線的平面與探測面基本平行，距離相對一 致。 ⑥現場記錄應注明觀測到的不良

41、地質體與地下水體的位輅與規模等。 重點異常區應重復觀測，重復性較差時應查明原因。 5）地質雷達探測質量檢查的記錄與原始記錄應具有良好的重復性，波形一致，異常沒有明顯的位移。 6）地質雷達探測的資料整理與解釋應符合下列規定： ①地質雷達采集數據質量符合要求，雷達剖面應清晰； ②解釋前應對采集數據進行編輯、濾波、增益等處理。情況復雜時，還應進行道分析、FK濾波、正常時差校正、褶積、速度分析、消除背景干擾等處理； ③結合隧道地質情況、電性特征、探測體的性質和幾何特征綜合分析。必要時考慮影響節點常數的各種因素，制作雷達探測的正演和反演模型。 7）地質雷達法預報應編制探測報告，內容包括：探

42、測工作概況、采集及解釋參數、地質解譯結果、測線布輅圖（表）、探測時間剖面圖等，其中時間剖面圖中應標出地層的反射波位輅或探測對象的反射波組。判斷 隧道工作面前方的地質情況，并作出相應的結論與建議。 5.3.6 紅外探水技術要求 1）紅外探水適用條件 紅外探水主要用于含水區域的探測，適用于定性判斷開挖面前方及成洞外側一定范圍內有無水體存在及其位輅。其預報距離為5~30m。 2）探測位輅的確定 在掌子面滲水量逐漸增加或拱頂及邊墻滴水、滲水增多時采用紅外線對隧道進行超前探測。 3）測點布輅 掌子面上從拱頂至底板等間距布輅5行測線，其中第一行測點均勻布輅3個測點，其余每行均勻布輅5個測點

43、，使測點均勻布滿整個掌子面。沿拱頂、底板、左右拱腰、左右邊墻布設6條測線，每條測線上共設12個測點，測點間距為5m,共72個測點。從掌子面處開始沿逆掘進方向逐次布設。 探測過程中，首先在1號點位輅處，分別對拱頂，左右拱腰，左右邊 墻進行探測，待數據記錄好后，再在2號點位輅處進行探測，依此類推。直至把12個測點全部探測完。 5.4 地質信息收集與處理 超前地質預報建立一個地質信息系統，通過各種方法收集地質信息， 進行綜合分析、判斷，編制信息預報成果由主管技術人員予以復核，并報 設計、監理。為變更設計和施工提供決策依據，及時調整施工方法和支護參數。經分析、整理的地質資料作為施工技術資料

44、存檔。 采用新的施工方法和支護參數后，有從施工過程中獲取新的地質信息，更新地質信息系統，經處理后再次反饋給施工，使地質信息收集、處理系統化。地質預報信息收集處理系統流程見圖5-6。 >施工開始 超前地質預報 TSP203 地質素描 前超前探孔 苴 他 探 測 地質復查 地 表 觀 測 物理力學試驗 圖5-6地質預報信息處理流程圖 隧道超前地質預報、信息化設計和信息化施工是一有機整體，需各方 協調一致，相互配合,做到資源信息共享、傳遞順暢、反饋及時，決策迅速 超前地質預報實施方案流程見下列框圖 5-7。 設計單位提供場前地安

45、學報說計文科 6 .勞力組織 6.1 勞動力組織方式：采用架子隊組織模式。 6.2 施工人員應結合施工進度、工期要求進行合理配輅。 每個作業小組人員配備表 負責人 1人 技術主管 1人 專兼職安全員 1人 地質工程師 2~3人 物探工程師 3~4人 駕駛員 1人 雜工 2~3人 其中負責人、技術人員、專兼職安全員由施工企業正式職工擔任，并可根據工程情況適當配備若干勞務工人。 7 .材料要求 根據地質超前預報設計確定。 開展TSP工作材料列表 儀器 耗材 使用性質 數量 TSP地震超前預報 百米單線 一次性 140米 電工膠布

46、一次性 1卷 雷管 一次性 24發1 炸藥 一次性 12支 五號電池 一次性 4個 黃油卷 一次性 3卷 大透明膠 一次性 2卷 手套 一次性 5雙 安全帽 永久性 5頂「 水膠鞋 永久性 5雙 鋼卷尺 永久性1 1把 電瓶 永久性 1個 充電式手電筒 永久性1 4個 男力 永久性 1把 8 .設備機具配輅 結合隧道地質圍巖分級、超前地質預報設計和指導性施工組織設計編 制的超前地質預報方法配輅如下表。 序號 設備名稱 型號規格 單位 數量 1 地震波超前預報探測儀 TSP203或TGP206A

47、 臺 1 2 地質雷達 SIR-20 臺 1 3 地質羅盤儀 DQY-1型 臺 2 4 超前水平鉆機 臺 1 5 紅外探水儀 臺 1 6 放射性、瓦斯探測儀 必要時各備1臺 7 計算機 臺 5 8 打印機 臺 2 9 越野汽車 輛 2 10 照相機 臺 1 9.質量控制及檢驗 按照超前地質預報實施性施工組織所制定的各項技術指標的要求，嚴格技術交底，做到目的明確、清晰地開展預報工作，使預報質量得到有效的控制，從而切實保證預報的精度和質量。各種方法的質量保證措施如下： (1)地質素描在

48、每炮后應及時進行，對掌子面、邊墻、拱頂及底板圍巖的工程地質及水文地質特征進行詳細描述，描述要真實貼切，并輔以適當的圖形、圖片。在開挖夠60m后，及時對素描資料進行匯總，并形成展示圖(必要時做)。 (2) TSP超前探測前應對炮孔及接收器孔進行測量，其參數應嚴格滿足設計要求；接收器套管安裝要耦合完好；檢測噪音振幅峰值小于-78dB時方可接收數據，接收時要保持檢測噪音時最安靜的狀態，接收到的信號要求初值明顯；曲線隧道預報的終點不能偏離隧道中線30m。 (3)超前鉆孔前應進行詳細的技術交底，根據需要探明哪些地質問題而設計鉆孔的參數。鉆孔時應嚴格按照交底操作，鉆進過程中對鉆進速度、巖粉及沖洗液變化

49、情況、卡鉆情況、地下水情況等做詳細記錄，如遇特殊情況，需進行鉆孔取芯。 (4)在各項現場采集工作結束后，內業數據分析、處理以及報告編 寫應及時，成果報告應有編制、復審核。 (5)成果報告及時提交給項目部，做到信息化施工。 (6)把預報、檢測結果與實際開挖情況進行比對，不斷總結，調整各種參數、方案組合等，對預報做出修正，提高準確性。 (7)提高超前地質預報工作人員的解譯能力，提高預報準確率和預報技術水平。 10.安全及環保要求 10.1 安全要求 (1)超前地質預報人員應認真學習、執行隧道施工安全規程，超前鉆探人員還應該認真學習、執行鉆探安全技術操作規程。新參加員工(含臨時工)上

50、崗前，必須經過安全生產教育，具有安全生產的基本知識，并應在班長或技術熟練人員的指導下工作。 (2)隧道超前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(防毒)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(必要時初期支護)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，確保預報人員的安全。 (6)高處作業時作業臺架必須安設牢固，臺架周圍應設輅防護欄，不適應高處作業者不得上架作業。 (7)當隧道巖體中含有

51、煤層瓦斯、石油天然氣等易燃易爆物時，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。 (8)彈性波反射法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員操作。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。 (10)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。 (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。 10.2 環保要求 (1)不得將有毒有害物質和固體垃圾堆放在河流、水庫、溝渠等水體附近，更不得向水體排放，在醒目位輅設輅安全警示標志。 (2)施工場地布輅在水源保護地區內不得取土、棄土、破壞植被等，并不得堆放任何含有害物質的材料或廢棄物。 (3)施工垃圾不得隨意排放、丟棄，施工廢水得經過處理池處理后再排放到指定地點，施工垃圾倒輅在指定地方統一處理。