隧道超前地质预报作业指导书

目录高级地质预测使用范围2两种高级地质预报的目的2三种高级地质预报的主要内容24种高级地质预报方法34.1物理勘探方法34.2地质调查法34.3高级钻孔方法44.4高级坑预测方法55高级地质预报信息处理56制定与其他工程地质问题相对应的预测程序126.1岩溶和岩溶突水预测方案126.2故障破坏区预测方案136.3高地应力预测计划136.4放射性监测方案137个高级地质预报安全注意事项14隧道超前地质预报工作指南高级地质预报使用范围隧道及其他地下工程，深埋地下、工程地质、水利地质条件仅限于当前地质勘探技术水平、地质勘探密度等，在调查阶段，很难准确预测工程岩体的状态、特性、隧道地质灾害可能发生的不理想地质体的位置、规模、形态。解决这些问题，主要需要在施工过程中进行深入的高级地质预测工作。本指南适用于普平标准范围内隧道工程的超前地质预报。两种高级地质预报的目的(1)进一步查明未事先查明的隐藏的重要地质问题。(2)进一步查明可能引起隧道地质灾害的不良地质体的位置、规模、成态。(3)为隧道动态设计提供了地质基础。(4)为编制完成文件提供地质信息；三种高级地质预报的主要内容(1)特别是软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土的岩石学预测和预测。(2)地质结构预测预测，特别是断层、节理密集区、褶皱轴等影响岩体完整性的结构发育状况预测。(3)地下水预测和预测，特别是岩溶管道和富水断层、富水褶皱轴、富水地层中的裂缝数和其他开发预测。(4)不良地质预测，特别是对熔岩或人工坑等发育情况的预测。四种高级地质预报方法在前面的地质预报中，目前常用的方法有物理勘探法、地质调查法、前面的钻探法、前面的诱导坑预测法等。在施工中，要综合运用这些多种预测手段，取长补短，互相补充和证明。4.1物理勘探法弹性波反射法(地震波反射法、水平声波剖面法、负表观速度法和陆地声波探测法等)、电子波反射法(地质雷达探测)、红外探测、高分辨率直流法等(见下表1)。用爆破、励磁装置等手段产生弹性波，分析不同界面反射的波形，预测和预测隧道前面的工程地质、水利地质情况，占用隧道循环时间较小，主要适用于以下范围：适合于探测手掌前和周围的大范围地质结构、洞穴、隐蔽水域等。主体和周围介质之间存在明显的物理特性差异。主体的大小在一定程度上，地球物理以上具有足够的强度。可以抑制干扰，区分有用的信号和干扰信号。4.2地质调查法包括隧道表面补充地质调查、洞内开挖面地质草图和洞内地质草图、地层分界线及构造线地下和表面关联分析、地质地图绘制等。通过手掌表面岩性(生产、结构、结构)、岩石特性(岩石名称、共同开发情况、胶结充填特性、弱夹层等)、径流大小等，进行挖掘前短距离岩石稳定性分析，判断前围岩情况，编制施工阶段围岩水平决策卡，挖掘中水面彩色印刷图像。常用物理勘探方法和应用范围(表1)方法名称服务范围电法直流电法隧道掌纹面和侧坑的水切割结构高级检测高密度电阻法岩溶、洞穴、地质边界勘探电磁学极低的频率检测隐藏的缺陷、破碎区域；岩石接触面积检测；水星结构和地下河等地质雷达检测隐藏的缺陷、破碎区域；地下岩溶、洞穴勘探；勘探地层划分地震波和声波法折射波法隧道围岩等级划分；岩体纵波速度的测量反射波法地层边界分割；探测到隐藏的缺陷、破碎的区域；地下洞穴探测；含水层分布测量隧道地震波法(TSP)地层边界分割；寻找地质构造；不良地质体的厚度和范围检测雷帕法检测隐藏的缺陷、破碎区域；岩溶，地下洞穴勘探放射性监视Asm-型氡及其监视子项空气中氡及其子体的浓度监测辐射测量仪辐射监测红外地下水探测区域地热异常现象检测；判断地下静脉流、脉水带、潜伏水域等的所在。4.3高级钻孔方法包括高级地质钻孔、深度枪孔检测以及孔内照片。在工程开挖中水面水平(或倾斜)钻探与前面诱导坑预测方法类似，在隧道中水面前面的一定范围内，掌握工程地质、水利地质条件，可见和摸得着的实物是最直观、实际、可靠的先进预测手段。还必须编写探测报告，包括工作概况、钻孔检查结果、钻孔直方图、钻孔布局(如果需要)、代表性型芯照片等。气体钻井应遵循铁路瓦斯隧道技术规范 (TB10120)的相关规定。富水隧道应及时调查地下水的储量和分布，探水的方法主要是除钻井方法外，还应用电法、红外线法等补充。4.4高级坑预测方法在隧道旁撞击平行线诱导坑、正洞线诱导区，查明了隧道手掌前一定范围的工程地质、水利地质条件。这种方法可以获得可见、摸得着的实物，直观、实际、可靠。五种高级地质预报信息处理(1)工程单位在实施超前地质预报之前，必须全面了解隧道地区的地质情况，分析和掌握存在的主要工程地质问题、主要地质灾害的隐患及其分布范围等，并验证地质复杂性的等级、超前地质预报计划的内容。(2)施工单位要准备前面的地质预测实施大纲，其内容应包括：1)准备标准；2)项目概述；3)地质概况；4)地质复杂性分类；5)高级地质预报的目的；6)要准备前面的地质预报方案、分段预测内容和具体的预测方法、技术要求、预测工作量、必要时气象、重要泉点和洞的主要出风口、暗河流等观测计划和观测技术要求；7)高级地质预报过程和操作要点；8)前期地质预报机构设置和投入的人员、设备资源；9)质量要求；10)安全措施；11)编制成果信息的内容和要求；12)包括监督、调查设计、与建设单位的联系制度、地质预测结果报告提交期限、信息传递方式等的工作制度；13)地质预报结果的验证和技术总结要求；14)需要说明的其他问题。(3)高级地质预报完成总报告应包括：1)项目概述；2)地质概述：原始地质资料的概况和结论，工程开挖过程中揭示的不良地质、特殊地质及存在的主要工程地质问题；3)根据预测计划和实际地质情况设计调整后的预测执行计划。4)统计各预测方法的实际工作量，并与前面的地质预测设计工作量进行比较，分析增减的原因。5)预测和建设验证比较，包括预测准确性统计结果，预测绩效评价；6)设计与施工地质资料比较、调查资料评价；工程过程中遇到的主要工程地质问题及其处理的进展、措施、效果、运行中应注意的事项；7)对高级地质预报工作的经验教训、新技术、新设备、新方法的使用、推广和应用提出建议；八)需要说明的其他问题；9)图片和附件。(4)隧道超前地质预报工作方案框图完成地质预报一般报告隧道地质复杂性分类高级地质预报设计制定高级地质预报实施计划进行高级地质预测地质综合分析提交地质预报结果报告与设计、地质预报结论一致下循环实施地质预报月度报告编制，年度报告年度隧道里地质调查执行隧道施工方案或根据地质预测结论变更设计、施工方案后实施与设计、地质预测结论不一致(5)隧道超前地质预报过程流程图准备地质调查地质素描钻孔结果处理和分析否是准备钻探方案，准备钻探设备实行钻探钻孔结果处理和分析综合分析判断确定施工方案工程的地质验证结束需要钻孔吗地质分析准备钻探方案，准备钻探设备实行钻探需要钻孔吗是否(6)施工单位建立了隧道超前地质预报机构(见下图)，由专业地质技术人员分析研究现有地质资料，收集、统计、分析和编译隧道开挖过程中检测到的工程地质和水利地质资料，及时掌握和反馈信息预测成果，建设、设计、监督人员调整和优化隧道地质条件信息，调整和优化隧道设计参数、保护措施，建设隧道施工组织。高级地质预测的主要项目如下表所示。高级地质预报主要项目综合表项目预报主要内容主要方法/装置重点预报区域一般预测围岩类别岩性特征、节理、裂缝发育特征及岩石结构特征地质素描方法、TSP、地球物理方法、级浅埋区理想预测断层位置、规模、破碎程度、填充情况、水分现象钻孔、TSP、地质草图方法、地球物理方法/台车、级浅埋区突水位置，规模钻孔、TSP、地质草图方法、地球物理方法/流量计、级高级地质预报工作组织图地质雷达预测孔监控量测指标监控衡量标准地质组工程系TSP方法预测进阶钻孔预测地质调查和素描用红外方法找水(7)通过信息管理，对建设的各预测手段取得的资料进行综合分析和判断，编写地质综合分析结果报告，相互验证，再反馈地质预测，不断积累经验，提高预测结果的准确性，确保隧道工程顺利进行。隧道工程施工地质信息图地质素描高级地质预报信息化建设地质调查和素描流入监视红外线探测岩石渗透试验变更和应力监视孔壁压力监测物理力学测试着色事物勘探钻头勘探信息反馈系统建设决策系统信息分析系统信息收集系统6制定与其他工程地质问题相对应的预测程序6.1岩溶和岩溶突水预测方案首先，利用地质调查和地质素描方法确定隧道可溶性岩石开发的大致里程，通过TSP203及高分辨率电法进一步预测岩溶及地下水开发的位置、大小和性质，然后利用中水面草图、红外探测等，更准确地预测中水面前30米范围内岩溶发育，可能有岩溶、泥质喷出物的地区，特别是可溶性岩石和不溶性岩石的接触带需要进行双孔水平钻孔验证，钻孔时需要进行孔管和不溶性岩石的钻孔验证。岩溶强开发区可以增加钻孔数量，使用地质雷达探测，挖掘后利用地质雷达对隧道底部进行隧道底部岩溶检查。6.2故障破坏区预测方案首先，利用地质调查和地质素描工具确定在调查阶段发现的大面积断层的大致行驶距离，并且由于地壳的很多断层没有延伸到地表，也没有复盖到地表，因此隧道在挖掘过程中可能暴露出比地表发现量更多的缺陷，因此整个隧道将进行TSP203探头预测手掌前围岩的强度、完整性、丰富性，对可能的断层区域进行高分辨率电法进一步检测，然后根据中水面草图观察隧道围岩的变化。 估计前方可能有缺陷的位置，对可能发生团结的部分进行单孔水平钻孔验证，在钻孔中安装孔管和高压闸阀，如果有高压，立即拔出钻头，关闭孔管的高压阀门，等待处理措施。6.3高地应力预测计划根据隧道深度和区域结构力的大小，确定隧道高地应力区，使用TSP203探头预测手掌面前围岩的强度情况，然后通过中水面地质草图确定围岩的水平、硬度和变化趋势，确定冲击地压可能发生的硬岩区和具有大变形的软岩区。6.4放射性监测方案放射性元素衰变产生的射线和具有放射性特性的sui气体氡及其子体是隧道辐射的主要来源，在辐射存在的隧道施工过程中，需要利用ASM-氡及其子体进行监测的空气中氡及其子体的浓度监测，利用辐射测量仪进行辐射监测等。7种高级地质预报安全注意事项(1)工人要接受安全生产培训，具备安全生产的基本知识，认真研究和实施隧道工程安全规程和钻井安全技术操作程序。可以把握各种安全风险因素，确保人员和机械设备的安全。(2)进入隧道工作时，一定要穿机器工作服、防护靴、安全帽、防尘口罩等保护用品。上班前和上班时严禁饮酒。(4)必须在现场找顶工作结束后进行地质预测工作，开始工作之前，要观察运行空间上方、周围是否有安全危险，特别是钻探工作面附近是否有危机石等，确保预测人员的安全。(5)高工作时，工作台架要结实，长椅周围要设置保护架，不能适应高血压、心脏病等高处的工作人员要工作。(6)隧道基岩中的煤压力气体、石油天然气等易燃爆炸物的时候，要使用防爆设备、设备。使用非爆炸类型时，在仪器和工作空间20米范围内，气体浓度必须小于1%。(7)高级钻孔必须使用水循环钻孔或湿钻孔，严禁带火源进