1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。k隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)一、適用范圍適用于中鐵十四局集團(tuán)貴廣鐵路第三項(xiàng)目部范圍內(nèi)的隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。二、作業(yè)準(zhǔn)備1、內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備（1）、施工前組織技術(shù)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)，閱讀、審核圖紙，熟悉技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（2）、統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)圖中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方式和預(yù)報(bào)里程，建立超前地質(zhì)預(yù)報(bào)臺(tái)帳。2、外業(yè)方面（1）、由測(cè)量人員提供檢測(cè)面的施工里程。（2）、根據(jù)采用的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方式做好現(xiàn)場(chǎng)打孔或機(jī)械、人員的配合工作。三、技術(shù)要求1、隧道爆破開(kāi)挖后及時(shí)查看掌子面地質(zhì)

2、狀況，描繪地質(zhì)圖，通過(guò)與設(shè)計(jì)的對(duì)比，提供地質(zhì)情況預(yù)報(bào)。2、隧道施工期的地質(zhì)預(yù)測(cè)，應(yīng)包含以下：（1）、斷層及斷面影響帶的位置、規(guī)模及其性質(zhì)。（2）、軟弱夾層的位置、規(guī)模及其性質(zhì)。（3）、巖溶的位置、規(guī)模及性質(zhì)。（4）、不同巖性、圍巖級(jí)別變化界面的位置。（5）、工程地質(zhì)災(zāi)害可能發(fā)生的位置和規(guī)模。（6）、含水構(gòu)造的位置、規(guī)模及其性質(zhì)。四、施工程序和工藝流程1、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)施作工藝流程見(jiàn)下圖所示：采用TSP-203、超前鉆探、地質(zhì)雷達(dá)、地質(zhì)素描法等進(jìn)行綜合探測(cè)；超前地質(zhì)預(yù)報(bào)要對(duì)多種手段所得的資料進(jìn)行綜合分析與評(píng)判，相互印證，結(jié)合掌子面揭示的地質(zhì)條件、發(fā)展規(guī)律、趨勢(shì)及前兆進(jìn)行預(yù)測(cè)、判斷。施工期間施工量測(cè)

3、地質(zhì)預(yù)報(bào)洞體素描水文地質(zhì)調(diào)查洞內(nèi)量測(cè)洞體巖體實(shí)測(cè)繪制各類(lèi)橫斷面繪制隧道縱斷面繪制洞體展示圖綜合研究巖組劃分巖體結(jié)構(gòu)調(diào)查巖體質(zhì)量劃分巖體力學(xué)測(cè)試變形量測(cè)破碎帶夾層現(xiàn)場(chǎng)力學(xué)測(cè)試洞內(nèi)涌水實(shí)測(cè)富水地段調(diào)查涌水地段調(diào)查地表洞內(nèi)水監(jiān)測(cè)地質(zhì)素描法預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)施工經(jīng)驗(yàn)法預(yù)測(cè)超前導(dǎo)洞預(yù)報(bào)物探法預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)圍巖變形量測(cè)水文調(diào)查及涌水量監(jiān)測(cè)其它巖體結(jié)構(gòu)劃分、結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)面關(guān)系分析結(jié)構(gòu)面力學(xué)特征和強(qiáng)度調(diào)查測(cè)定不同巖層裂隙頻率不同巖層含水條件巖體完整系數(shù)及穩(wěn)定性聲波測(cè)試巖體節(jié)理發(fā)育情況點(diǎn)荷載試驗(yàn)洞體埋深及巖體地震波測(cè)試內(nèi)空變形量測(cè)圍巖松動(dòng)圈量測(cè)提供實(shí)際涌水資料提出防排水施工建議總結(jié)涌水規(guī)律圖形分析法探洞地質(zhì)類(lèi)比法鉆孔經(jīng)驗(yàn)分析法

4、TSP203探測(cè)聲波探測(cè)紅外線(xiàn)探測(cè)其它涌水量預(yù)報(bào)巖體穩(wěn)定預(yù)報(bào)突水、突泥預(yù)報(bào)超前鉆孔預(yù)報(bào)實(shí)體比例分析斷面圖分析結(jié)果圖表顯示提出變更圍巖類(lèi)別建議提出支護(hù)建議確定施工方法編制綜合報(bào)告綜合研究總結(jié)巖體穩(wěn)定評(píng)價(jià)2、施工工藝隧道施工過(guò)程的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，主要是根據(jù)地表和已經(jīng)開(kāi)挖的隧道的地質(zhì)調(diào)查和各種探測(cè)方法取得的資料，以及地質(zhì)推斷法預(yù)測(cè)開(kāi)挖工作面前方一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)圍巖的工程地質(zhì)條件。如：地面地質(zhì)調(diào)查法、洞身地質(zhì)素描法、鉆速測(cè)試法、鉆探孔法、涌水量觀(guān)測(cè)、巖體結(jié)構(gòu)面量測(cè)和圍巖變形觀(guān)測(cè)。物探測(cè)試主要有TSP法、地質(zhì)雷達(dá)法。預(yù)測(cè)時(shí)根據(jù)地質(zhì)條件的不同，采用一種或幾種方法組合綜合預(yù)報(bào)，以工程地質(zhì)法（包括圖析法及地質(zhì)素描

5、法）進(jìn)行超前宏觀(guān)預(yù)報(bào)為前提，結(jié)合TSP203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)、地質(zhì)雷達(dá)、超前探孔、經(jīng)驗(yàn)法等綜合手段，分長(zhǎng)期預(yù)報(bào)、中期預(yù)報(bào)、短期預(yù)報(bào)三個(gè)階段對(duì)隧道巖體特征、斷層、涌水等不良工程地質(zhì)進(jìn)行超前預(yù)測(cè)預(yù)報(bào):采用TSP系統(tǒng)與地質(zhì)分析法相結(jié)合進(jìn)行長(zhǎng)期（長(zhǎng)距離）（80m范圍）地質(zhì)預(yù)報(bào)；采用儀器鉆孔進(jìn)行3080m距離的中期地質(zhì)預(yù)報(bào)；利用臺(tái)車(chē)鉆孔和地質(zhì)雷達(dá)相結(jié)合，進(jìn)行距離小于30m的短期地質(zhì)預(yù)報(bào)；采用在鉆爆循環(huán)中加深（4m）35個(gè)炮孔進(jìn)行掌子面前方4m范圍的下一循環(huán)的探測(cè)。結(jié)合掌子面地質(zhì)素描預(yù)測(cè)法進(jìn)行掌子面作業(yè)影響區(qū)域內(nèi)的當(dāng)前地質(zhì)預(yù)報(bào)。對(duì)物探異常區(qū)采用鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證，以便指導(dǎo)施工。五、施工要求根據(jù)隧道地質(zhì)復(fù)雜的特點(diǎn)

6、，本著以“早預(yù)報(bào)、早預(yù)防”的原則組織施工，采用地質(zhì)調(diào)查、地震波法、超前鉆孔、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探水和地質(zhì)觀(guān)測(cè)素描等綜合手段進(jìn)行超前探測(cè)，根據(jù)探測(cè)手段劃分為經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法和儀器探測(cè)兩種預(yù)報(bào)方式。5.1經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法進(jìn)行預(yù)報(bào)以往隧道施工經(jīng)驗(yàn)，在施工揭露的斷層帶構(gòu)造、洞內(nèi)滲水、涌水特性以及施工方法、工藝類(lèi)比該標(biāo)段的地質(zhì)情況、施工方法及工藝,并根據(jù)類(lèi)比情況對(duì)相關(guān)問(wèn)題提出預(yù)報(bào)。5.2、利用地質(zhì)儀器探測(cè)進(jìn)行預(yù)報(bào)(1)TSP203探測(cè)法TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)外在這一領(lǐng)域里應(yīng)用較多的隧道及地下工程探測(cè)設(shè)備。TSP203是最新一代智能型預(yù)報(bào)儀，傳感器能采集不同方向的地震信號(hào)，能根據(jù)地震反射波判斷發(fā)射截面的三維幾何

7、形態(tài)，經(jīng)電腦分析，自動(dòng)得出圖像和結(jié)果。可以比較準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)工作面前方100200m范圍內(nèi)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)可以解決的主要技術(shù)問(wèn)題如下：能探測(cè)工作面前方存在的斷層、破碎帶、特殊軟巖、富水巖層和煤系地層與其他地層的界線(xiàn)，還能探測(cè)巖漿巖巖體、巖脈等特殊地質(zhì)體。能查明前述不良地質(zhì)體的位置和規(guī)模，能判別不同類(lèi)別圍巖的分界線(xiàn)，并提供相應(yīng)巖層的地質(zhì)力學(xué)參數(shù)。能探測(cè)和較準(zhǔn)確的解釋距離為:軟巖一般能探測(cè)150m（最大可達(dá)300m）,硬巖一般能探測(cè)250m（最大可達(dá)400m）,有效解釋距離為150m。對(duì)不良地質(zhì)體的地質(zhì)性質(zhì)判斷，一般較準(zhǔn)確；對(duì)不良地質(zhì)體的位置判斷精度可達(dá)90以上；對(duì)不良地

8、質(zhì)體的規(guī)模的判斷精度可達(dá)8590以上。應(yīng)用TSP203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行地質(zhì)探測(cè)的頻率為：巖層完整、巖性一致地段1次/100m，斷層破碎帶地段1次/50m，必要時(shí)再增加頻率，以相互重疊、復(fù)核，提高預(yù)測(cè)精度。操作方法是：在開(kāi)挖工作面排列布置地震激發(fā)和反射波接收的裝置，為排除表面波的影響，傳感器對(duì)稱(chēng)布置在隧洞兩側(cè)的側(cè)幫，距洞表面23m的圍巖內(nèi)部，安裝時(shí)使傳感器與巖石結(jié)合緊密；激發(fā)地震波信號(hào)的爆破孔，第一排緊靠掌子面，最后一排距傳感器1520m，正常布置24孔，用YT28風(fēng)槍鉆孔，孔徑為3242mm之間，鉆孔間距13m，孔深23m，每孔裝藥量50100g。爆破后，測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄部分實(shí)時(shí)顯示所有的

9、數(shù)據(jù)采集通道，并實(shí)時(shí)通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)計(jì)算機(jī)顯示監(jiān)視爆破信號(hào)的質(zhì)量和傳感器與巖石之間的耦合狀況，初步評(píng)價(jià)結(jié)果在測(cè)量完成后8h內(nèi)即能讀出，以圖像和表格的直觀(guān)形式顯示隧道施工前方和四周測(cè)量范圍內(nèi)的不良地質(zhì)帶和不連續(xù)界面的位置。(2)地質(zhì)雷達(dá)法采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，該方法可以探查斷層及破碎帶、大節(jié)理、巖脈、陡傾角巖體分界線(xiàn)，以及洞穴等。其工作原理是高頻電磁波以寬頻帶脈沖形式，通過(guò)發(fā)射天線(xiàn)被定向送入地下，經(jīng)存在電性差異的地下地層或目標(biāo)體反射返回地面，由接收天線(xiàn)接收。高頻電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其路徑、電磁波強(qiáng)度與波形隨所通過(guò)介質(zhì)的電性特征及幾何形態(tài)而變化。所以通過(guò)對(duì)時(shí)域波形的采集、處理和分析，可確定地

10、下界面或地質(zhì)體的空間位置和結(jié)構(gòu)。 (3)地質(zhì)素描及數(shù)碼相機(jī)分析法預(yù)報(bào)利用地質(zhì)素描判定工作面前方短距離范圍內(nèi)的地質(zhì)情況。掘進(jìn)施工時(shí)，派有經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)工程師在每排炮后對(duì)工作面進(jìn)行地質(zhì)觀(guān)察、記錄，并用數(shù)碼相機(jī)照相攝影，繪制地質(zhì)素描圖。地質(zhì)素描的主要內(nèi)容包括：地下水狀態(tài)（出水點(diǎn)、出水量、水壓力、突水情況等）；地層巖性（產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造影響程度等）；巖石特性（巖石名稱(chēng)、風(fēng)化狀況、巖石結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、強(qiáng)度）；地質(zhì)結(jié)構(gòu)面（間距、延伸性、粗糙度、張開(kāi)性等）；軟弱夾層，貫穿性強(qiáng)的大節(jié)理、斷層（填充情況、風(fēng)化程度、開(kāi)度、滲漏）等。根據(jù)掌子面地質(zhì)情況，通過(guò)對(duì)地質(zhì)素描圖的分析，用工程類(lèi)比法對(duì)開(kāi)挖面前方短距離內(nèi)的巖體穩(wěn)定

11、性進(jìn)行分析，通過(guò)綜合分析判斷，提出地質(zhì)預(yù)測(cè)報(bào)告。(4)超前探孔取芯驗(yàn)證法預(yù)報(bào)根據(jù)設(shè)計(jì)地質(zhì)資料及TSP等長(zhǎng)期預(yù)報(bào)提供的不良地質(zhì)資料，在掌子面距不良地質(zhì)地段約25m左右時(shí)，采用輕型地質(zhì)鉆機(jī)在掌子面進(jìn)行鉆孔探測(cè)，以便相互印證，根據(jù)TSP探測(cè)資料選擇探孔位置，布置兩個(gè)探孔，需要時(shí)對(duì)其中一個(gè)進(jìn)行取芯，孔深6080m。在鉆孔的同時(shí)，記錄鉆孔速度、巖碴巖粉特征、沖洗液顏色、含泥量、出水部位、鉆桿是否突進(jìn)等情況，探明水量和水壓情況，按設(shè)計(jì)和開(kāi)挖面的地質(zhì)資料，判定工作面前方的工程、水文地質(zhì)情況，以采取必要的預(yù)防措施。鉆孔前先用稍大直徑的鉆頭鉆孔，安設(shè)3m孔口管，孔口處設(shè)閘閥，在遇到高壓水時(shí)緊急關(guān)閉，防止突水。對(duì)

12、于取芯鉆孔，每次提鉆后要對(duì)巖芯進(jìn)行觀(guān)察描述和記錄，記錄各巖層位置、巖性、厚度及其裂隙發(fā)育、充填膠結(jié)情況，做好巖芯的地質(zhì)描述，同時(shí)記錄好孔內(nèi)出水情況。取出的巖芯要按孔位編號(hào)，擺放整齊，供地質(zhì)人員分析研究。超前鉆孔取芯能夠較真實(shí)地反映掌子面前方的地質(zhì)情況，在隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中已得到廣泛應(yīng)用。除對(duì)可能突水點(diǎn)地段進(jìn)行深孔探測(cè)外，為防止意外，對(duì)非長(zhǎng)探孔地段，用鉆孔臺(tái)車(chē)在開(kāi)挖前斷面地質(zhì)較差或滲流水部位鉆不少于2個(gè)長(zhǎng)度為28m的50超前探孔，對(duì)掌子面前方地質(zhì)進(jìn)行超前探測(cè)和核實(shí)。 5.3注意事項(xiàng)（1）、隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)多在地質(zhì)情況復(fù)雜多變、圍巖地質(zhì)條件惡劣的地段進(jìn)行，在進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)施作時(shí)，要密切關(guān)注圍

13、巖的變化，詳細(xì)掌握圍巖的動(dòng)態(tài)信息資料，以便及時(shí)采取措施保證地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的順利、安全進(jìn)行；（2）、隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)要采用綜合手段獲取多種參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照以得到較為準(zhǔn)確的地質(zhì)信息，切忌憑借單一方法得出的片面結(jié)論來(lái)指導(dǎo)施工；（3）、多項(xiàng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)手段所得的資料進(jìn)行綜合分析與評(píng)判，相互印證，并結(jié)合掌子面揭示的地質(zhì)條件、發(fā)展規(guī)律、趨勢(shì)及前兆進(jìn)行預(yù)測(cè)、判斷，并根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果，相應(yīng)優(yōu)化調(diào)整措施，以確保施工安全及結(jié)構(gòu)安全，確保工程順利實(shí)施。六、人力資源6.1、組織機(jī)構(gòu)為確保隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作落到實(shí)處，成立以項(xiàng)目總工為組長(zhǎng)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)管理小組，其成員由專(zhuān)職地質(zhì)和物探工程師及長(zhǎng)期從事隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)工

14、作的技術(shù)人員組成。全面管理三項(xiàng)目部隧道超前預(yù)報(bào)工作，組織機(jī)構(gòu)如下：組長(zhǎng)：王旭華副組長(zhǎng)：張維組員：楊飛林、王志力、薛猛、范利民、各隧道架子隊(duì)負(fù)責(zé)人技術(shù)主管負(fù)責(zé)技術(shù)交底書(shū)的編制、發(fā)放，對(duì)工序的實(shí)施過(guò)程進(jìn)行控制檢查。根據(jù)施工進(jìn)度，提報(bào)材料計(jì)劃。生產(chǎn)保障部負(fù)責(zé)按要求購(gòu)進(jìn)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè)所需材料；負(fù)責(zé)儀器、設(shè)備的配置、發(fā)放，檢查指導(dǎo)儀器、設(shè)備的使用、保養(yǎng)和維修工作。質(zhì)檢工程師負(fù)責(zé)對(duì)整套工序監(jiān)督檢查及抽查。架子隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織施工，對(duì)工序過(guò)程實(shí)施監(jiān)督檢查，協(xié)調(diào)作業(yè)班組之間的關(guān)系。地質(zhì)工程師負(fù)責(zé)組織超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的實(shí)施，各隧道技術(shù)負(fù)責(zé)人及技術(shù)員負(fù)責(zé)具體落實(shí)，各施工工班負(fù)責(zé)相應(yīng)工序中的配合、協(xié)作。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

15、的數(shù)據(jù)由技術(shù)負(fù)責(zé)人、技術(shù)員負(fù)責(zé)采集、記錄；超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)由各技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)整理、分析處理；地質(zhì)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)分析結(jié)果由地質(zhì)工程師審核；當(dāng)根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)分析結(jié)果需要調(diào)整后續(xù)施工的方法、方案及工藝時(shí)，由技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)編制、地質(zhì)工程師負(fù)責(zé)審核、簽發(fā)。1、人員負(fù)責(zé)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè)人員必須是經(jīng)過(guò)培訓(xùn)、工作熟練的技術(shù)人員或工人，并且具有較高的責(zé)任心和質(zhì)量意識(shí)。七、設(shè)備機(jī)具配置 設(shè)備（見(jiàn)下表）序號(hào)儀器設(shè)備名稱(chēng)規(guī)格類(lèi)型單位數(shù)量備注1地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)儀BK2000套12地震波探測(cè)儀TSP-203套13水平鉆機(jī)PD-100臺(tái)14數(shù)碼相機(jī)1八、質(zhì)量控制及檢驗(yàn)8.1檢驗(yàn)頻率用TSP203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行長(zhǎng)距離地質(zhì)探測(cè)

16、，洞身1次/100m進(jìn)行探測(cè)，通過(guò)不良地質(zhì)區(qū)域如斷層破碎帶區(qū)域、突泥涌水區(qū)域等探測(cè)頻率為1次/50m，必要時(shí)在提高探測(cè)頻率。在通過(guò)斷層及斷層破碎帶，運(yùn)用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)掌子面、斷層及斷層破碎帶進(jìn)行探測(cè)，探測(cè)頻率為1次/30m。根據(jù)本標(biāo)段隧道的地質(zhì)特點(diǎn)，采用30m、50m兩種超前探孔進(jìn)行估算，30m探孔運(yùn)用于一般地段，在不良地質(zhì)區(qū)域，則采用50m探孔取芯。8.2、質(zhì)量保證措施（1）編制詳細(xì)周密、切實(shí)可行的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)施作方案，合理組織，嚴(yán)格按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的程序按部就班進(jìn)行；（2）利用精密的儀器設(shè)備，縱向多設(shè)測(cè)面、橫向多布測(cè)點(diǎn)，多種探測(cè)方法并用，綜合分析得出預(yù)報(bào)信息；（3）認(rèn)真觀(guān)測(cè)，詳細(xì)記錄，確保收集數(shù)據(jù)的真實(shí)、詳盡；（4）數(shù)據(jù)分析要客觀(guān)、連貫，多探測(cè)、勤匯總，總結(jié)動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)信息。九、安全要