目錄1、工程概況．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 2．超前地質(zhì)預(yù)報工作目的及任務(wù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83．超前地質(zhì)預(yù)報組織機構(gòu)及職責(zé)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．94、超前地質(zhì)預(yù)報總體方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．95、工作量預(yù)計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．356、超前地質(zhì)預(yù)報時間安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．387、地質(zhì)預(yù)報主要設(shè)備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．388、超前地質(zhì)預(yù)報成果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．389、其它．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．391、工程概況1.1工程范圍及說明某隧道是xx市軌道交通一號線（沙坪壩～大學(xué)城段）雙碑北站～賴家橋站區(qū)間的一部分，兩側(cè)與高架橋線路連接，隧道右線起點里程為K23+808.000，隧道右線終點里程為K28+137.000，全長約4.329km，是目前國內(nèi)城市軌道交通領(lǐng)域擬建的最長山嶺隧道，屬長大山嶺隧道。某隧道進洞口位于沙坪壩區(qū)中冶十八局預(yù)置構(gòu)件廠背后某的東麓山坡，線路標(biāo)高232.060m，出洞口位于陳家灣鎮(zhèn)香蕉園村常五間社某西麓的山坡上，線路標(biāo)高302.080m，隧道橫穿某山脈。線路走向基本垂直于某隧道進口端為曲線，其余段為直線。K23+808.000（進洞口）～K23+998.863為505m半徑的曲線，線間距由5.05m漸變?yōu)?.6m，K23+998.863～K28+137.000（出洞口）為直線，線間距為4.6m。線路以3‰的上坡進洞，坡長92m，而后變坡為27‰的上坡，坡長2750m，再變坡為3‰的下坡至出洞口坡長1487m，最大埋深約270m，除洞口段外均為深埋隧道。1.2工程地質(zhì)及水文地質(zhì)概況1.2.1工程地質(zhì)條件隧址屬構(gòu)造剝蝕丘陵、熔蝕低山區(qū)。構(gòu)造剝蝕深丘區(qū)，包括兩段，位于低山兩側(cè)。進洞口海拔高程200～270m，相對高差70m，地面坡度200～350，地面破壞比較強烈，切割深度20m～50m。出洞口一帶海拔280～320m，相對高差不大，地面坡度一般250左右，局部可達800～900巖性差異風(fēng)化切割深度可達十米。某隧道進口位于某東麓—東西相對寬緩谷地，地形較緩，地表覆蓋層為第四系坡積層和殘積層，下伏基巖為侏羅系新田溝組～自流井組砂巖與泥巖互層，未見不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，出洞條件較好。洞身基本位于構(gòu)造溶蝕低山地區(qū)，山之兩側(cè)為陡峭砂巖，中部為地形較平的巖溶槽谷，海拔高程一般在450～500m。某隧道沿線出露地層有第四系填土、粉質(zhì)粘土、侏羅系珍珠沖組和三疊系須家河組～嘉陵江組地層。1.2.2水文地質(zhì)條件沿線地下水可劃分為第四系松散層孔隙水，碎屑巖類孔隙裂隙水和碳酸巖裂隙熔巖水。1.2.3可能的不良地質(zhì)條件擬建隧道走向2700，與地質(zhì)構(gòu)造線基本呈正交，隧道穿過觀音峽背斜軸部，為深埋隧道，圍巖主要為II～IV級，具有良好的成洞條件?？赡艿牟涣嫉刭|(zhì)有：隧道通過的嘉陵江組石灰?guī)r巖溶較發(fā)育，由于受背斜兩翼地層的限制，本地石灰?guī)r地層近似一個“天然水槽”，巖溶水豐富，由于本隧道位于侵蝕基準(zhǔn)面以上，不排除隧道掘進過程中遭遇暗河或者巖溶管道水的可能，而在遇溶洞發(fā)生突水時，水中常攜帶大量泥沙，危害性大。隧道開挖，將打破地下水原有平衡，可能引起地表塌陷。隧道所通過的須家河組1、3、5段為含煤層瓦斯含量較低，但在施工中仍應(yīng)采取一定檢測和預(yù)防措施。1.2.4區(qū)域地質(zhì)及水文地質(zhì)概況(1)區(qū)域地質(zhì)地層：本隧道所要遇到的最老地層為三疊系下統(tǒng)嘉陵江組地層，根據(jù)區(qū)域資料推測，在背斜軸部還可能出現(xiàn)更老的飛仙關(guān)組地層。除白堊系、第三系缺失外，自三疊系至第四系均有不同程度的發(fā)育：巖層主要為一套海相、淺海相碳酸巖鹽、碎屑巖和內(nèi)陸河湖相碎屑巖沉積；巖性有灰?guī)r、白云巖、角礫巖、泥灰?guī)r、泥質(zhì)巖、砂巖等?；?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r、角礫巖等碳酸巖鹽主要出露于背斜軸部，呈長條狀展布；砂巖、泥質(zhì)巖等主要出露于背斜兩翼。地質(zhì)構(gòu)造及地震：軌道交通一號線某隧道位于川東南弧形地帶，華鎣山帚狀褶皺束東南部。構(gòu)造骨架形成于燕山期晚期褶皺運動。某隧道走向穿越觀音峽背斜(詳見構(gòu)造綱要圖)，構(gòu)造線多呈NNE～SSW向，區(qū)域大型斷層少；節(jié)理（裂隙）發(fā)生與構(gòu)造運動密切相關(guān)，以走向NEE～SWW和走向NW～SE兩組較為發(fā)育。觀音峽背斜是線路穿越的主要構(gòu)造，嘉陵江組下段灰?guī)r組成背斜軸，須家河組砂巖組成背斜兩翼，地勢陡峭。地震：據(jù)有關(guān)歷史地震記載和近期地震觀測資料，1989年11月20日距xx40多公里的渝北區(qū)統(tǒng)景鎮(zhèn)（北緯29°51′，東經(jīng)106°57′）發(fā)生的5.2～5.4級地震，震中裂度6度，是xx地區(qū)有地震記載以來震中距xx最近，震級最強的首次破壞性地震，以前xx及鄰區(qū)的地震震級皆小，地震裂度小于6度，屬地震頻率高，震級小的弱震區(qū)。2008年5月12日四川汶川發(fā)生里氏8級地震，xx地區(qū)有明顯震感，地震烈度相當(dāng)于5度。(2)區(qū)域水文地質(zhì)軌道交通一號線某隧道區(qū)沿線基巖大片出露，第四系覆蓋層厚度小，背斜兩翼覆蓋少，槽谷區(qū)覆蓋嚴(yán)重；槽谷地區(qū)分布碳酸鹽巖，背斜兩翼分布砂巖泥巖互層的陸相碎屑巖。地下水富水性受地形地貌、巖性及裂隙發(fā)育程度控制。地下水受大氣降雨和地面池塘水體滲漏補給，隧道沿線大氣降水豐沛，地下水補給條件良好。一般情況下，第四系松散層含孔隙水，砂巖含孔隙裂隙水(主要為裂隙水)，碳酸鹽巖含裂隙巖溶水，泥巖為相對隔水層。根據(jù)沿線地下水的賦存條件、水理性質(zhì)及水力特性沿線地下水可劃分為第四系松散層孔隙水，碎屑巖類孔隙裂隙水和碳酸鹽巖裂隙巖溶水。1)第四系松散層孔隙水：主要分布在第四系崩坡積層、殘坡積層土層中，多為局部性上層滯水，水量小，動態(tài)幅度大，水質(zhì)成分由含水介質(zhì)的性質(zhì)決定。崩積、殘積、坡積層中的地下水，水質(zhì)較好，化學(xué)成分屬HCO3～Ca、Na型，礦化度低，對混凝土無侵蝕性。泉水流量一般小于或等于0.01L/s。2)碎屑巖類孔隙裂隙水：包括風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水，風(fēng)化裂隙水分布在淺表基巖強風(fēng)化帶中，為局部性上層滯水或小區(qū)域潛水，水量小，受季節(jié)性影響大，各含水層自成補給、徑流、排泄系統(tǒng)。構(gòu)造裂隙水分布于厚層塊狀砂巖層中，以層間裂隙水或脈狀裂隙水形式儲存，泥巖相對隔水；水量稍大，動態(tài)稍穩(wěn)定，泉水流量小于或等于0.08升/秒，為區(qū)域性潛水或局部承壓水。地下水水質(zhì)好，礦化度低，小于0.1g/L，水化學(xué)成分屬HCO3――Ca型或HCO3―Ca、Na型，周邊群眾多有遠(yuǎn)道來取水飲用。對混凝土無侵蝕性、溶蝕性。3)碳酸鹽巖裂隙巖溶水：含水巖組為三疊系中統(tǒng)雷口坡組、下統(tǒng)嘉陵江組，并以嘉陵江組為主要巖溶含水巖組。從地質(zhì)構(gòu)造部位看主要分布于觀音峽背斜軸部，而軸部的縱張裂隙發(fā)育給巖溶的和地下水的補給提供了良好的條件。巖性是控制巖溶發(fā)育強度的主要內(nèi)因，軸部多形成帶狀溶蝕槽谷，兩側(cè)為須家河組砂巖組成的山脊所隔，須家河底部的頁巖起隔水作用，使地下水沿巖溶槽谷展布的方向（南北向）作縱向徑流方式分明流、伏流（地下河）頻繁交替，互相銜接，巖溶水較豐富。水化學(xué)成分單一，水質(zhì)為重碳酸鈣型水，礦化度一般在0.3g/L以下。泉流量0.1～10L/s。根據(jù)區(qū)域資料，觀音峽背斜軸部某隧道通過段地下水流向由南向北，在北碚附近向嘉陵江排泄，水量豐富，枯季逕流模數(shù)＞6L/s·km2。從1：20萬水文地質(zhì)圖可知，本區(qū)地面分水嶺在擬建隧道以南20km的白市驛一帶，地下水分水嶺與地表分水嶺基本一致，地下水呈條帶狀分布于背斜軸部，本隧址區(qū)地下水由南向北作縱向徑流和排泄。區(qū)內(nèi)巖溶槽谷發(fā)育，形態(tài)多樣。本區(qū)巖溶發(fā)育經(jīng)歷了較長的發(fā)育期，在第三紀(jì)末已初具規(guī)模，現(xiàn)代的分布標(biāo)高主要在500米以上，其溶洞、暗河一般為干洞、干河；槽洼、槽溝的形態(tài)主要形成于更新世（200萬～300萬年左右），大致形成了5～6層溶洞。地下水體系以暗河、溶洞的發(fā)育為主，其中處于水平循環(huán)帶的暗河、溶洞中的地下水作近于水平的運動，不斷地向侵蝕基準(zhǔn)面靠近，這種地下水對隧道建設(shè)影響不大；處于垂直循環(huán)帶的地下水運動方向垂直向下，可分為裂隙水和管道水，前者為散水、散流，水量小，對隧道影響較?。缓笳邽楣艿懒?，在隧道施工中形成突水，其特點是流量大、壓力高，有泥沙涌出的可能，危害大。(3)地形及地貌根據(jù)區(qū)域資料，xx宏觀地貌景觀呈平行嶺谷低山丘陵地貌景觀，地貌格局嚴(yán)格受大地構(gòu)造控制，背斜成山，向斜成谷。軌道交通一號線某隧道屬于中部構(gòu)造低山區(qū)。海拔高程：220～580m左右，進洞口高程232m，出洞口高程約304m，區(qū)內(nèi)最高點（里程K27+300以南）583m。1)進洞口丘陵區(qū)：即道路里程K23+800～K24+200段，長400余米，屬構(gòu)造剝蝕中～深丘地貌，其組成地層主要為自流井組，部分為珍珠沖組。本區(qū)海拔高程228～300米左右，地形坡角10～20°,地形較平緩，相對高差10～30米。隧道埋深20～60m；洞口里程K23+830，軌頂設(shè)計高程232.05；里程K23+800～K23+830（長約30m）段為高架橋段。2)東麓低山區(qū)道路里程K24+200～K25+200，長1000余米，屬構(gòu)造剝蝕低山地貌，其組成地層主要為珍珠沖組、須家河組。本區(qū)海拔高程300～532米左右，地形坡角30～50°,地形較陡，相對高差50～70米。隧道埋深70～220m；軌頂設(shè)計高程245.7～269m。3)巖溶槽谷區(qū)本區(qū)位于道路里程K25+200～K27+200，長約2000余米，地貌上具有比較明顯的“兩槽一脊”的特征，巖溶對稱發(fā)育，可進一步分為：東側(cè)槽谷區(qū)：道路里程K25+200～K26+150，長950余米，組成地層主要為雷口坡組、嘉陵江組。本區(qū)海拔高程510～530米左右，地形坡角5～10°,地形較平緩，相對高差10～30米左右；最低處以上、下堰為代表，高程496m左右。隧道埋深205～270m；軌頂設(shè)計高程269～290m。西側(cè)槽谷區(qū)：道路里程K26+150～K27+200，長1050余米，其組成地層與東槽區(qū)相同，仍為雷口坡組、嘉陵江組。本區(qū)海拔高程510～543米左右，地形坡角5～10°,地形較平緩，相對高差10～30米左右；最低處以余家灣水庫為代表，高程483m左右。隧道埋深181～227m；軌頂設(shè)計高程290～303m。4)西麓低山區(qū)：道路里程K27+200～K27+800，長500余米，屬構(gòu)造剝蝕低山地貌，其組成地層主要為珍珠沖組、須家河組。本區(qū)海拔高程507～543米左右，地形坡角30～60°,地形陡峻，相對高差80～100余米。隧道埋深100～225m；軌頂設(shè)計高程303～304m左右。5)出洞口丘陵區(qū)：位于道路里程K27+800～K28+300段，長500余米，屬構(gòu)造剝蝕中～深丘地貌，其組成地層主要為自流井組、珍珠沖組、新田溝組、下沙溪廟組。本區(qū)海拔高程300～400米左右，地形坡角10～20°,地形為緩坡，相對高差10～30米。隧道埋深17～68m；洞口里程K28+130，洞口軌頂設(shè)計高程302m左右；里程K28+130～K28+300（長約170m）段為高架橋段。1.3.超前地質(zhì)預(yù)測、預(yù)報的重要性施工中通過超前地質(zhì)預(yù)報，掌握施工工作面前方工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況，為施工提供可靠有效的地質(zhì)資料。通過超前地質(zhì)預(yù)報，預(yù)測可能引發(fā)隧道地質(zhì)災(zāi)害的不良地質(zhì)體位置、規(guī)模和性質(zhì)，并根據(jù)地質(zhì)預(yù)報成果，提出相應(yīng)的技術(shù)措施與可行性建議，降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機率，確保隧道工程施工人員和設(shè)備的安全，進而降低工程成本。2、地質(zhì)超前預(yù)報工作目的及任務(wù)根據(jù)本隧道上述地質(zhì)條件，非常有必要在施工期間做超前地質(zhì)預(yù)報工作。超前地質(zhì)預(yù)報主要是在隧道施工過程中根據(jù)設(shè)計、勘察地質(zhì)資料和已經(jīng)揭露的地質(zhì)情況，采用儀器設(shè)備和地質(zhì)學(xué)綜合分析方法，對隧道圍巖類別變化、不良地質(zhì)做出預(yù)測，預(yù)防塌方、突水、突泥、突氣等潛在的災(zāi)害性事故，減少施工的盲目性，優(yōu)化方案指導(dǎo)施工，有效的控制災(zāi)害以及為井巷支護提供依據(jù)。結(jié)合招標(biāo)文件要求，此次超前地質(zhì)預(yù)報的主要工作目的及任務(wù)為：1）不良地質(zhì)預(yù)報及災(zāi)害地質(zhì)預(yù)報：預(yù)報掌子面前方一定范圍內(nèi)有無突水、突泥、巖爆及有害氣體等，并查明其范圍、規(guī)模、性質(zhì)，提出施工措施或建議；2）溶洞、斷層及其破碎帶的預(yù)報：預(yù)報溶洞、斷層及其破碎帶的位置、寬度、產(chǎn)狀、性質(zhì)、充填物的狀態(tài)，是否為充水?dāng)鄬?，并判斷其穩(wěn)定程度，提出施工措施和建議；3）水文地質(zhì)預(yù)報：預(yù)報洞內(nèi)突涌水量的大小及其變化規(guī)律，并評價其對環(huán)境地質(zhì)、水文地質(zhì)的影響；4）圍巖類別及其穩(wěn)定性預(yù)報：預(yù)報掌子面前方的圍巖類別與設(shè)計是否吻合，并判斷其穩(wěn)定性，隨時提供修改設(shè)計、調(diào)整支護類型、確定二次襯砌時間的建議；5）評價洞口的穩(wěn)定性，評價特殊巖土及不良地質(zhì)作用，并提出防治措施建議；3、超前地質(zhì)預(yù)報組織機構(gòu)及職責(zé)我目部成立超前地質(zhì)預(yù)報組，配置物探、水文、地質(zhì)、試驗專業(yè)人員并配備預(yù)測、預(yù)報設(shè)備和儀器，進行超前地質(zhì)預(yù)報工作，有效地對前方不良地質(zhì)做出準(zhǔn)確預(yù)報，保證施工生產(chǎn)的安全和正常進行。職責(zé)分工如下：經(jīng)理部總工程師任組長：全面負(fù)責(zé)綜合測試與超前地質(zhì)預(yù)報工作；副總工程師、工程技術(shù)部部長任副組長：組織工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、物探及試驗等專業(yè)組成人員進行超前地質(zhì)預(yù)報日常工作；工程地質(zhì)人員：負(fù)責(zé)隧道的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖性分析，并對前方地質(zhì)特征做出推斷；水文地質(zhì)人員：負(fù)責(zé)水文地質(zhì)分析，并對前方水文地質(zhì)特征做出推斷；物探員：負(fù)責(zé)物探測試工作；試驗員：負(fù)責(zé)巖、土、水樣的測試、試驗工作。4、超前地質(zhì)預(yù)報總體方案4.1超前地質(zhì)預(yù)報原則將超前地質(zhì)預(yù)報納入施工工序，做到先探測、后施工，不探測，不施工。探測時采用長短距離結(jié)合，多種探測方法優(yōu)勢互補。4.2超前地質(zhì)預(yù)報總體方案4.2.1本隧道主要地質(zhì)問題是巖溶區(qū)的溶洞突水突泥、斷層破碎帶可能出現(xiàn)的坍塌以及含氣層的瓦斯等等，保證施工安全的關(guān)鍵是對不良地質(zhì)的準(zhǔn)確預(yù)報，在綜合分析的基礎(chǔ)上采取針對性的預(yù)報措施。根據(jù)隧道的地質(zhì)情況，結(jié)合國內(nèi)同類工程中的施工經(jīng)驗，采用目前最先進的現(xiàn)代物探手段綜合預(yù)報，以解決本隧道的超前地質(zhì)預(yù)報問題，探測掌子面前方及坑道周圍的地質(zhì)異常體，為隧道施工以及變更施工工藝提供依據(jù)。本項目擬投入的預(yù)報方法主要包括以下五個方面：1）地質(zhì)素描2）地震反射法長期地質(zhì)超前預(yù)報以及電磁波反射法短期地質(zhì)超前預(yù)報；3）紅外探水法短期地質(zhì)超前預(yù)報；4)超前水平地質(zhì)探孔短期地質(zhì)超前預(yù)報；5)超前炮孔本項目超前地質(zhì)預(yù)報采用上述五種方法有機結(jié)合，綜合應(yīng)用，相互印證，從不同方面發(fā)現(xiàn)異常、揭示異常情況，組成地質(zhì)超前預(yù)報完整的技術(shù)體系，達到判釋準(zhǔn)確。地質(zhì)素描：對開挖面圍巖、巖性、圍巖風(fēng)化變化情況、節(jié)理裂隙、產(chǎn)狀、斷層分布和形態(tài)、地下水等情況。超前炮孔：每次掘進開挖鉆孔時，拱頂部位布設(shè)5至7孔，布置如圖一所示；有地質(zhì)情況可能會有異常的地段增加至17個，短距離探測掌子面的地質(zhì)及含水狀況。根據(jù)現(xiàn)場開挖具體情況，全線采用地震波反射法超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)或同等性能的儀器全線探測，每次探測距離不小于100m，而且兩次探測間應(yīng)重復(fù)10—20米。每20-30米進行電磁波反射法短期預(yù)報,而且要重點進行隧道的周邊體的探測,查找隧道周邊隱伏的巖溶、暗河、地質(zhì)破碎帶、及其它不良地質(zhì)、防止開挖通過后，隧道頂板、底板及側(cè)壁出現(xiàn)災(zāi)害性的突水突泥。水平超前鉆孔作為施工中主要的探測手段,用以驗證超前地質(zhì)預(yù)報的精度,并直接探明涌水壓力、瓦斯突出壓力及其含量，水平超前鉆孔按隧道全長進行探測，孔徑108mm，每次鉆孔深度200m，必要時進行取芯分析。紅外探水每隔20米探測一次。地質(zhì)超前預(yù)報計劃安排表表1地質(zhì)預(yù)報項目單位測量頻率地質(zhì)素描次每開挖后超前炮孔次每次掘進開挖鉆孔，一般7孔，可能會有異常段加至17個。TSP203探測次每100m進行一次地質(zhì)雷達探測次每20－30米探測一次、全隧道周邊探測紅外探水次每20m進行一次超前水平地質(zhì)探孔次一般3個孔，可能會有異常段時進行7孔針對各種不良地質(zhì)情況采用相應(yīng)有效的預(yù)報方法進行預(yù)報，具體見表2。超前地質(zhì)預(yù)報主要項目、內(nèi)容表2項目預(yù)報主要內(nèi)容主要方法/儀器重點預(yù)報地段常規(guī)預(yù)報圍巖級別巖性特征，節(jié)理、裂隙發(fā)育特征和巖體結(jié)構(gòu)特征地質(zhì)素描法，TSP203巖石破碎帶地下水賦存狀態(tài)涌水量大小、水壓力、變化規(guī)律，環(huán)境水文地質(zhì)特征紅外線探水法；超前地質(zhì)鉆孔，地質(zhì)雷達，紅外線探水儀，壓力計富水地段異常預(yù)報破碎帶位置、規(guī)模、破碎程度及寬度、充填情況TSP203，地質(zhì)雷達，超前地質(zhì)鉆孔，地質(zhì)素描法巖石破碎帶富水地段大小、位置，充填情況、與水關(guān)系TSP203，超前地質(zhì)鉆孔，紅外線探水法，地質(zhì)雷達裂隙水、地下水發(fā)育地段溶洞位置、充填情況等TSP203，地質(zhì)雷達，超前地質(zhì)鉆孔，紅外線探水法4.2.21）地質(zhì)分析方法地質(zhì)分析法有地質(zhì)調(diào)查和隧道開挖面地質(zhì)素描兩種方法。地質(zhì)調(diào)查：對地貌、地質(zhì)進行調(diào)查與地質(zhì)推理相結(jié)合的方法有針對性的補充地質(zhì)資料。補充地質(zhì)資料的主要內(nèi)容包括：不同巖性、地層在隧道地表的出露及接觸關(guān)系，巖層產(chǎn)狀及變化情況；構(gòu)造在隧道地表的出露、分布、性質(zhì)、變化規(guī)律及產(chǎn)狀變化；地表巖溶發(fā)育情況和分布規(guī)律。地質(zhì)調(diào)查方法：地質(zhì)預(yù)報組人員根據(jù)建立的標(biāo)準(zhǔn)地層剖面，結(jié)合地質(zhì)巖性變化規(guī)律，確定各巖層層序、產(chǎn)狀、厚度、位置。對地質(zhì)構(gòu)造進行跟蹤調(diào)查后，展開有針對性的地質(zhì)調(diào)會，詳細(xì)核對勘察設(shè)計資料，為地質(zhì)預(yù)報做好基礎(chǔ)工作。隧道開挖面地質(zhì)素描：地質(zhì)預(yù)報人員對隧道開挖面的地質(zhì)狀況作如實的調(diào)查和編錄，采集必要的數(shù)據(jù)，具體包括：開挖面地層、巖性、構(gòu)造節(jié)理發(fā)育程度及開挖面滲水、水的來源流量等。受構(gòu)造影響程度、圍巖穩(wěn)定狀態(tài)等進行編錄。地質(zhì)素描方法和預(yù)報成果見下表。地質(zhì)素描方法和預(yù)報成果序號方法形成成果1用羅盤儀，洞內(nèi)觀察等方法，實測巖層產(chǎn)狀、節(jié)理產(chǎn)狀、微構(gòu)造產(chǎn)狀、斷層層面產(chǎn)狀等資料，采取分段測繪。分析巖體各種參數(shù)，對開挖面地質(zhì)評價，繪制常規(guī)地質(zhì)預(yù)報展示圖和分段地質(zhì)預(yù)報書。2繪制標(biāo)準(zhǔn)地層剖面和巖層位預(yù)報預(yù)測軟弱巖層的位置，圍巖穩(wěn)定況，提出施工措施建議。3觀察開挖面斷層及微構(gòu)造出露情況、量測巖層產(chǎn)狀分析斷層、微構(gòu)造的產(chǎn)出的規(guī)律和在開挖面的部位、構(gòu)造走向與隧道軸線關(guān)系，作出地質(zhì)預(yù)報圖。2）地震反射法長期地質(zhì)超前預(yù)報方法原理及儀器設(shè)備TSP203超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)，是專門為隧道和地下工程超前地質(zhì)預(yù)報研制開發(fā)，目前在該領(lǐng)域的先進設(shè)備，它為方便快捷的預(yù)報掌子面前方100－200m范圍內(nèi)的地質(zhì)情況，為隧道工程以及變更施工工藝提供依據(jù)。TSP203超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)探測的基本原理是應(yīng)用了地震波的反射波原理，如圖4-1所示。圖4-1TSP203工作原理地震波是由特定位置進行小型爆破所產(chǎn)生，布局一般是24個爆破點沿著隧道左壁或右壁平行隧道隧洞底板成直線排列，炮孔深1.5m，間距1.5m，由人工制造一系列有規(guī)則排列的輕微震源，形成地震震源斷面。這些震源發(fā)出的地震波遇到地層層面、節(jié)理面，特別是斷層破碎帶界面和溶洞、暗河、巖溶陷落柱，淤泥帶等不良地質(zhì)界面時，將產(chǎn)生反射波。反射震動信號由布置在單壁或是雙壁的傳感器接受，并將接受的數(shù)據(jù)傳送給記錄單元，由于反射信號的傳送時間與到地質(zhì)界面的距離成正比，反射信號的強度與相關(guān)界面的性質(zhì)、界面的產(chǎn)狀密切相關(guān)。通過對反射波數(shù)據(jù)記錄分析，得出相關(guān)隧道構(gòu)造剖面及圍巖的物理力學(xué)參數(shù)。本次擬采用瑞士AmbergMeasuringTechniqueLtd.生產(chǎn)的TSP203系統(tǒng)，擬投入1-2臺套，系統(tǒng)的主要組成包括記錄單元、接收器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。信號記錄單元：記錄單元能夠記錄地震信號和質(zhì)量控制。其基本組成為完成地震信號A/D轉(zhuǎn)換的電子元件和1臺便攜式電腦。便攜式電腦控制記錄單元和地震數(shù)據(jù)記錄、儲存及進行處理和評估。記錄系統(tǒng)有標(biāo)準(zhǔn)的12道輸入。用戶可以設(shè)置4個接收器。記錄單元采用最新技術(shù)的24位A/D轉(zhuǎn)換器，最小動態(tài)范圍為120dB，可以獲得10～8000Hz的頻寬。接收器：接收器用于拾取地震信號，安裝在一個特殊的套管里。套管與巖石之間采用注水泥或雙組份環(huán)氧樹脂牢固地結(jié)合。接收器由極靈敏的三分量地震加速度檢波器（X-Y-Z分量）組成，頻寬10～5000Hz，包含了所需的動態(tài)范圍，能夠?qū)⒌卣鹦盘栟D(zhuǎn)換成電信號。每個接收器中，三分量加速度檢波器按順序排列，能確保在三維空間方向范圍的全波場記錄，所以能分辨不同波的類型，如P波和S波。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：由AmbergMeasuringTechniqueLtd.自主開發(fā)的tsp1.1系列數(shù)據(jù)處理軟件具有功能強大、處理簡便、可得到多參數(shù)等優(yōu)特點。方法優(yōu)勢TSP-203超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)是專門為隧道和地下工程超前地質(zhì)預(yù)報研制開發(fā)的、目前世界上在這個領(lǐng)域較先進的設(shè)備,它具有以下特點:(1)適用范圍廣：適用于極軟巖至極硬巖的任何地質(zhì)情況。它是利用地震波在不均勻地質(zhì)體中產(chǎn)生的反射波特性來預(yù)報隧道掌子面前方及周圍臨近區(qū)域的地質(zhì)情況。(2)預(yù)報距離長:能準(zhǔn)確預(yù)報掌子面前方100～350ｍ范圍內(nèi)的地質(zhì)狀況,圍巖越完整預(yù)報長度越大。(3)對隧道施工干擾?。核稍谒淼朗┕らg隙進行,即使專門安排此項工作,也不過一個小時左右。它的接收器和炮眼不是在掌子面上,而是在掌子面附近的邊墻上,施工接收器孔和爆破孔時不影響正常的隧道掘進,只是在接收信號時為減少噪音干擾做短暫停工。(4)提交資料及時：在現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的第二天即可提交正式成果報告。該系統(tǒng)設(shè)計了一套專用處理軟件,通過分析就可得出斷層破碎帶、軟弱夾層或其它不良地質(zhì)體相對于隧道的空間位置及圍巖的力學(xué)特性參數(shù)表。由于上述的特點,TSP系統(tǒng)已被廣泛使用,以避免隧道施工中的盲目性帶來的地質(zhì)災(zāi)害。在隧道隧洞的超前地質(zhì)預(yù)報中，有很多種方法。例如：瞬變電磁、地質(zhì)雷達掃描、沖擊鉆探、水平鉆探及TSP勘探等。在諸多方法中，TSP勘探顯示出了強大的優(yōu)勢?，F(xiàn)場施工數(shù)據(jù)采集進行實際數(shù)據(jù)采集前，我們先布置檢波器接收孔孔位，其布置示意圖如圖4-2所示。圖4-2接收點孔位布置圖接收點鉆孔的基本要素：①數(shù)量：1個或2個。2個時，隧道左右壁面對稱布置各一個。②直徑：40-43mm/孔深2m。③布置：沿軸徑向，當(dāng)安置傳感器的套管用環(huán)氧樹脂固結(jié)時，接收點鉆孔向上傾斜5-10度，而用灰泥漿固結(jié)時鉆孔下傾斜10度。④高度：離地面約1米。⑤位置：離掌子面大約50－55米位置，距離第一個炮孔16－20米。接收套管的安裝：接收點鉆孔處理完畢后，則需要將固定傳感器的套管安裝于其中，有兩種不同的方法將傳感器套管固定在巖體中。①灌注水泥灰完成接收點鉆孔后應(yīng)盡可能快地安裝接收器套管。安裝套管前，鉆孔必須用一種特殊的雙組分非收縮水泥灰進行填充，水泥灰由顆粒很細(xì)的砂漿組成。可以用一種管壁很薄的PVC管和漏斗來進行充填。然后將接收器套管推進剛剛填充過水泥灰的接收器鉆孔中。②安裝環(huán)氧樹脂固定套管當(dāng)接收器套管所使用環(huán)氧樹脂固結(jié)時，完成接收器鉆孔后，應(yīng)馬上安裝接收器套管。必須保證將足夠多的環(huán)氧樹脂藥卷塞入鉆孔內(nèi)。因為TSP系統(tǒng)的檢波器安裝有一定的方向性，所以在安裝接收套管的過程中，務(wù)必在套管正確插入接收點鉆孔中的同時，注意如圖4-3中示意形式對準(zhǔn)套管內(nèi)側(cè)的V字形凹槽，其中兩V字形凹槽應(yīng)位于一鉛垂面內(nèi)。圖4-3接收套管安裝示意圖通過大量的實踐證明，用水泥灰和環(huán)氧樹脂安裝套管是有區(qū)別的，如圖4-4所示。從記錄波形的放大顯示我們可以看出，環(huán)氧樹脂安裝套管耦合效果比水泥灰的好。在條件許可的情況下，我們應(yīng)該盡可能運用環(huán)氧樹脂固定套管。圖4-4兩種不同安裝方式的效果比較傳感器的安裝： TSP系統(tǒng)的接收單元是一個極度靈敏的三分量加速度接收器，由三部分組成，總長2米，每部分長670毫米。安裝過程需將三部分連接起來，連接時需小心謹(jǐn)慎，不要折斷各部分的連接插頭。在傳感器上有一黑色磁鐵，如果接收單元安裝正確，該磁鐵所指的方向是掌子面。安裝好了的傳感器如圖4-5所示。圖4-5傳感器的安裝檢波器的安裝遵循下面的步驟：①測試套管與孔壁之間用水泥灰填充后結(jié)合的牢固程度，并檢查套管底部是否受到機械損壞。②揭開接收器套管上的防護蓋，檢查其是否受到污染。如有必要可以用安裝在清潔桿或測試器桿的墊圈進行擦洗。③在接收單元的轉(zhuǎn)軸上涂抹潤滑油促進滑動，并用清潔桿上的墊圈相互交合。④再利用工具箱中的電子儀表對鉆孔的傾斜度進行測量。⑤小心移動傳感器部件，并將它插入接收器套管。插入之前，傳感器必須調(diào)整好方位，以確保傳感部分圓形黑色磁體任何情況下都正好指向掌子面方面。⑥傳感部件插入到套管一定深度后，停止繼續(xù)推動傳感部件，以便將其與延長件相連。⑦小心將延長部件轉(zhuǎn)動擰在傳感部件上，然后將其推入套管中，最后，將其與后座相連。⑧小心轉(zhuǎn)動后座部分，并將其插進套管，直到后座抵到套管頂部。在底座頂端的細(xì)長部位插進套管之前，應(yīng)檢查其頂部的箭頭是否指向正面。⑨擰開底座端的蓋子，用電纜將接收器與面板上的記錄單元連接起來。面板上標(biāo)有“傳感器輸入端”標(biāo)志。要確保電纜線不布置在靠近動力線、變壓器以及其它能產(chǎn)生強電磁場和聲波信號的地方。為了避免電磁感應(yīng)，應(yīng)將傳輸電纜線全部散開。炮孔布置：離隧道底板1.2m高的隧道一壁布置24個爆破孔，第一爆破孔離檢波器孔圖4－6炮孔布置示意圖16m－20m，爆破孔間距為1.5m，孔徑為φ40mm，深度為1.5-2m度,使用TSP203專用工具在爆破孔中充填炸藥，要求炸藥爆速大于3200m/s，每孔裝藥量為75-100克減小數(shù)據(jù)采集過程中的誤差因素措施：原始數(shù)據(jù)是結(jié)論的基礎(chǔ)，為了保障解釋的合理性，確保原始數(shù)據(jù)的可靠性，盡量減少干擾因數(shù)，因此在數(shù)據(jù)采集過程中，我們應(yīng)該注意以下問題：（1）接收器的安置接收器是把波的振動信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置，能否接收到信號。接收信號質(zhì)量的好壞與接收器安置條件直接相關(guān)。放置接收器時應(yīng)力求使波在最短的時問內(nèi)傳至接收器，所以當(dāng)應(yīng)用地質(zhì)力學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)的理論能確定掌子面前方主要構(gòu)造破碎帶和不良地質(zhì)體的主要產(chǎn)狀時可用一個接收器接收，此時應(yīng)把接收器放在隧道的前進方向和構(gòu)造線的走向夾角成鈍角的一側(cè)，因為這樣會在最短的時間內(nèi)接收到最多的有用信息，如果不能用地質(zhì)力學(xué)的理論推測出前方不良地質(zhì)體的產(chǎn)狀，則應(yīng)該在兩側(cè)分別放置一個接收器才能接收到較好的信號。接收器應(yīng)盡量安置在結(jié)構(gòu)致密的巖層中，以避免疏松巖層對反射信號的濾波效應(yīng)，影響接收信號的頻帶寬度及主頻值。（2）震源炸藥的選擇和填充在TSP-203探測中。炸藥是人工激發(fā)波動信號的來源。震源炸藥的選擇應(yīng)保證炸藥有較高的爆速和與待測的巖石介質(zhì)有相匹配的波阻抗，同時，炸藥的用量應(yīng)嚴(yán)格控制以避免產(chǎn)生不必要的噪聲信號和對高頻信號的抑制，盡可能產(chǎn)生有力脈沖信號(寬頻帶信號)。炸藥藥量直接與激發(fā)信號的頻帶寬度及主頻值直接相關(guān)，而分辨率又取決于子波頻帶及主頻值，所以合理的藥量是激發(fā)的關(guān)鍵之所在。填裝炸藥力求與鉆孔緊密接觸，爆炸激發(fā)前應(yīng)向孔內(nèi)注水，一則保證炸藥密實；二則保證炸藥與鉆孔有良好的耦合。減少能量的損耗。（3）線圈的放置因數(shù)據(jù)的采集過程就是把機械的波動信號轉(zhuǎn)換為電壓信號的過程，所以波動信號的改變意為著電壓信號的改變，如果采集數(shù)據(jù)時傳輸電纜仍纏在線圈上則會由于線圈的感抗作用產(chǎn)生較大阻抗．使電壓信號發(fā)生變化而在成圖和地質(zhì)解釋時誤認(rèn)為是地質(zhì)條件的變化，故采集數(shù)據(jù)時應(yīng)把線圈放開，避免產(chǎn)生較大的阻抗電壓。同時，散開的傳感器接收電纜應(yīng)避免將其置于高壓電纜附近，以防止在接收電纜中感應(yīng)出50赫茲的交變電流。（4）雷管的選擇在數(shù)據(jù)采集時，觸發(fā)器的功能是保證炸藥的引爆和主機的采集信息能同步，這里有個假設(shè)條件是炸藥的引爆不需要時間，但實際并非如此，電雷管的工作原理是電流的熱效應(yīng)。據(jù)焦耳定律．達到一定的溫度需要有一定的時間，這個時間就是比主機開始采集數(shù)據(jù)的滯后時間，這會造成主機采集數(shù)據(jù)與引爆的不同步或者說主機用于真正采集數(shù)據(jù)的時間減少，即相應(yīng)的有效的探測距離降低，同時數(shù)據(jù)的質(zhì)量也差。因此．在雷管的選用上應(yīng)盡可選用靈敏度高的，一則延期小，二則延期誤差小。其中雷管的延時誤差是一個很重要的因素，如果雷管延時誤差很大，將嚴(yán)重影響后續(xù)初至波拾取及速度分析。所以雷管的選擇是一個很重要的因素。下面兩圖中左邊為爆炸有延時誤差的記錄，右圖為無延時誤差的記錄。（5)接收器和震源的位置接收器有效接收段的中點位置應(yīng)與所有爆破點的中心位置在同一條直線上，其誤差不應(yīng)過大．且此直線應(yīng)與隧道的軸線平行。如直線不是水平直線而是傾斜的，此時的結(jié)果圖是以此直線為假定水平直線的平面圖和剖面圖，圖中不良地質(zhì)的產(chǎn)狀如傾角是相對隧道軸線的而非真實的，在這一點上用TSP-203方法和用其它地質(zhì)方法相比較時應(yīng)注意。如果隧道的軸線不是直線而是折線(指有坡度)此時應(yīng)通過坐標(biāo)z值的改變加以調(diào)整，但沿整個爆破點斷面的高差(z值)不應(yīng)多于3m。儀器的計算原理是：每一炮點到接收器的距離是確定的，每一炮點的直達波到達接收器的時間可以測出，這樣就可以計算出巖體的平均波速，利用它和波到達波阻抗面的時間就可以計算出波阻抗面的位置和產(chǎn)狀，如果實際的炮點到接收器的距離與輸入值有偏差，則會造成波速有誤，進而造成計算出的波阻抗面位置和產(chǎn)狀的錯誤，因此在布點時，力求實際位置與輸入的坐標(biāo)相一致。（6）套管的埋設(shè)套管是為了節(jié)省接收器但不降低接收器的接收效果而設(shè)置的，因此套管的埋設(shè)應(yīng)力求與周圍的介質(zhì)緊密接觸且錨固劑的波阻抗應(yīng)與巖石介質(zhì)的波阻抗盡可能相近，這樣就可預(yù)防套管不正當(dāng)?shù)恼痤?，降低波動能量在套管周圍界面上的能量損失。為防止鉆孔底部出現(xiàn)空洞未灌實的現(xiàn)象。錨固時應(yīng)設(shè)排氣管。（7）對拒爆震源的處置如果引爆時僅僅是雷管起爆或只有一部分炸藥起爆，那么可輸入正確的爆破點數(shù)重復(fù)引爆．此時．應(yīng)絕對保證實際的爆炸點位與其坐標(biāo)相對應(yīng)，避免產(chǎn)生實際點位與輸入坐標(biāo)的差異，這樣兩個數(shù)據(jù)在處理時會相互疊加，產(chǎn)生較好的數(shù)據(jù)；但如果是數(shù)據(jù)質(zhì)量不好，如振幅超限或是第一次轉(zhuǎn)折后出現(xiàn)低頻振蕩數(shù)據(jù)．則如有可能應(yīng)刪除記錄后重新記錄。數(shù)據(jù)處理及成果解釋采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過濾波、初至拾取、炮能量均衡、Q評估以及波場分離（包括反射波提取、縱橫波分離）、速度分析后得到相關(guān)波（P、SH、SV）的深度偏移剖面及其反射界面，用TSP203探測系統(tǒng)相應(yīng)的TSPWIN系列處理軟件計算還可得到相關(guān)的巖石力學(xué)參數(shù)和相關(guān)的二維、三維成果圖。下面詳述其過程。X分量Y分量Z分量圖4-7TSP203采集的三分量地震記錄圖4－7為TSP203采集到的某隧道的三分量地震記錄，包括X、Y、Z三個分量，圖中x軸為反射時間，y軸為偏移距。采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過濾波、初至拾取、炮能量均衡、Q評估以及波場分離得到有效的反射波，見圖4－8。X分量Y分量Z分量圖4-8提取的反射波然后經(jīng)過縱橫波分離處理后將縱波(P波)和橫波（SH、SV）分離開來，分離后的結(jié)果見圖4－9。P波SH波SV波圖4－9縱橫波分離結(jié)果圖將縱橫波分離后的各種波形結(jié)果進行速度分析、深度偏移和反射界面提取可得到我們預(yù)報需要的部分成果圖。圖4－10P波深度偏移剖面P波SH波SV波圖4－11提取各種波形的反射層另外TSPwin系列軟件還提供一些相關(guān)的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，可以進一步幫助分析圍巖巖性的變化，這些結(jié)果包括二維結(jié)果顯示及巖石物性圖、三維結(jié)果顯示等等圖4－12二維結(jié)果顯示及巖石物性圖圖4－13三維結(jié)果顯示圖4－14巖石物性參數(shù)表根據(jù)圖3－13至圖3－16的結(jié)果、參考速度分析的結(jié)果以及結(jié)合相關(guān)的地質(zhì)資料便可對掌子面前方的圍巖做出定性的分析。下面為兩例TSP203成功預(yù)報不良地質(zhì)體的實例。①預(yù)報軟弱巖層圖4－15TSP203預(yù)報成果圖4－16隧道塌方現(xiàn)場②富水巖層圖4－17TSP203預(yù)報成果圖4－18涌水現(xiàn)場3）電磁波反射法短期地質(zhì)超前預(yù)報方法原理及儀器設(shè)備電磁波反射法基本原理是由置于地面的發(fā)射天線送入地下一高頻電磁脈沖波，當(dāng)其在地下傳播過程中遇到不同的目標(biāo)體（巖石破碎帶、溶洞、斷層裂隙等）的電性介面時，就有部分電磁能量被反射折向地面，被接收天線接收，并由主機記錄，得到從發(fā)射經(jīng)地下界面反射回到接收天線的雙程走時t。當(dāng)?shù)叵陆橘|(zhì)的波速已知時，可根據(jù)測到的精確t值求得目標(biāo)體的位置和埋深。這樣，可對各測點進行快速連續(xù)地探測，并根據(jù)反射波組的波形與強度特征，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理得到地質(zhì)雷達剖面圖像。本技術(shù)實施方案擬投入本項目的地質(zhì)雷達有2臺套，全部采用美國GSSI公司生產(chǎn)的SIR系列雷達?，F(xiàn)場施工布置開展地質(zhì)雷達探測以前，必須依據(jù)以下條款檢查探測適應(yīng)性，其技術(shù)要求如下：①探測對象與周圍介質(zhì)之間應(yīng)存在明顯電性差異且電性穩(wěn)定；②探測對象與探測距離相比應(yīng)具有一定規(guī)模，探測距離不宜過大（30m以內(nèi)）。探測目的體在探測天線偶極子軸線方向上的厚度應(yīng)大于所用電磁波在圍巖中有效波長的1/4，在探測天線偶極子排列方向的長度應(yīng)大于所用電磁波在圍巖中第一菲涅爾帶直徑的1/4；當(dāng)要區(qū)分兩個水平相鄰的探測對象時，其探測對象間的最小水平距離要大于第一菲涅爾帶直徑；③掌子面不能被極高電導(dǎo)屏蔽層如金屬板等覆蓋；④探測工作區(qū)內(nèi)不能有大范圍的金屬構(gòu)件或無線電發(fā)射頻源等較強的人工電磁波干擾。（1）測網(wǎng)布置符合下列規(guī)定：①要根據(jù)設(shè)計、監(jiān)理等相關(guān)單位的技術(shù)文件或合同規(guī)定布置測線，應(yīng)使檢測成果具有代表性，并能真實地探測區(qū)域的工程地質(zhì)情況；②測網(wǎng)布置應(yīng)根據(jù)任務(wù)要求，探測對象的大小與探測距離等因素綜合考慮。測網(wǎng)和工作比例尺的選擇應(yīng)以能發(fā)現(xiàn)有意義的最小異常，在平面圖上能清楚地反映出探測對象的位置和形態(tài)為原則，一般要求至少有2～3條測線通過主要探測對象。當(dāng)點測時，點距宜為0.2～0.5m，在異常區(qū)域至少有3～5個測點表現(xiàn)出異常。（2）儀器參數(shù)的選取符合下列規(guī)定：①通過現(xiàn)場試驗確定天線和儀器參數(shù)，應(yīng)得出試驗結(jié)論。天線工作頻率的選取應(yīng)根據(jù)探測目的層的埋深、分辨率、介質(zhì)特性以及天線尺寸是否符合場地需要等因素綜合考慮。一般宜選取中心頻率較低的天線；根據(jù)本次任務(wù)的地層條件以及探測任務(wù)，選定3207型100MHz天線；②記錄時窗的選擇由最大探測距離、上覆地層的平均電磁波速以及雷達反射信號的質(zhì)量來確定，要保證所有可用信號全部采集。每掃描記錄時窗一般為200ns；③采樣率宜選擇天線中心頻率的6～10倍；每掃描采樣點數(shù)可為1024；④應(yīng)根據(jù)掌子面平整情況確定采樣方式。進行點測時，應(yīng)遵循Nyquist定律，當(dāng)探測對象變化不大時，點距可適當(dāng)放寬；進行連測時，應(yīng)先進行點測與連測對比試驗，確定連測效果與點測效果相近的最大天線移動速率為連測工作天線移動速率。（3）現(xiàn)場工作符合下列規(guī)定：①當(dāng)剖面布置隧洞、陡壁、邊墻等處時，應(yīng)按工程圖的要求，同時繪制測線分布的截面圖；②詳細(xì)查驗測區(qū)內(nèi)及附近電磁干擾情況和干擾源位置、特性，并記錄班報；③現(xiàn)場測量時，清除天線和天線電纜附近的金屬物，支撐天線的器材應(yīng)用絕緣材料，并與承載的車架和天線操作員保持一定距離，天線操作員將沿線的情況進行記錄或報主機操作員。同時，操作員保持對雷達顯示器的不間斷監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常情況，立即報現(xiàn)場技術(shù)負(fù)責(zé)并進行班報記錄；④檢查工作均勻分布在不同測線段，重點選擇在主要異常地段或質(zhì)量可疑地段。檢查工作量不得少于總工作量的5%～20%。圖4－19為某隧道采用地質(zhì)雷達探測成果圖，圖中紅藍(lán)相間雙曲線部分為涌水通道所在位置。圖4－19地質(zhì)雷達探測成果圖4）紅外探水法短期地質(zhì)超前預(yù)報紅外探水法(InfraredDetection)是利用地下水的活動會引起巖體紅外輻射場強的變化，紅外探水儀通過接收巖體紅外輻射場強，根據(jù)圍巖紅外輻射場強的變化幅值來確定隧道掌子面前方或洞壁四周是否有隱伏的含水體。所有物體都發(fā)射出不可見的紅外線能量，能量的大小與物體的發(fā)射率成正比。而發(fā)射率的大小取決于物體的物質(zhì)和它的表面狀況。當(dāng)隧道掌子面前方及周邊介質(zhì)單一時，所測得的紅外場為正常場，當(dāng)前面存在隱伏含水構(gòu)造或有水時，他們所產(chǎn)生的場強要疊加到正常場上，從而使正常場產(chǎn)生畸變。據(jù)此判斷掌子面前方一定范圍內(nèi)有無含水構(gòu)造。紅外線探水每20m測量一次。超前防水預(yù)測預(yù)報：了解掘進前方20m～30m范圍內(nèi)，是否存在隱伏水體、是否存在含水?dāng)鄬雍腿芏?、是否存在含水破碎帶。每次防水超前探測預(yù)報15分鐘。向隧道上方探測、下方探測是確保掘進工程安全不可缺少的一環(huán)，其根本原因在于上方或下方都存在承壓隱伏水或含水構(gòu)造，一旦在卸壓時巖溶水涌入隧道，將會造成重大災(zāi)害。向隧道兩壁外側(cè)探測：其目的是了解支承頂板的兩個側(cè)壁外緣是否存在空洞，是否存在威脅隧道安全的含水構(gòu)造。其作用有兩個：一是確保當(dāng)前施工安全，二是確保使用期間不出問題。防滯后突水探測：在灰?guī)r地層中，掘進隧道時，雖然當(dāng)時后方不突水，但不等于以后不突水，因為當(dāng)掘進破壞地層結(jié)構(gòu)后，隧道外圍的承壓水，將會突破薄弱地段壓入卸壓區(qū)。根據(jù)探測曲線特征判斷含水構(gòu)造或含水體的潛在危害?，F(xiàn)場測試有兩種方法：（1）在掌子面上，分上、中、下及左、中、右六條測線的交點測取9個數(shù)據(jù)，根據(jù)這9個數(shù)據(jù)之間的最大差值來判斷是否有水。掌子面上9個數(shù)據(jù)的最大差值大于10μw/cm2，就可以判定有水。（2）由掌子面向掘進后方（或洞口）按左邊墻、拱部、右邊墻的順序進行測試，每5m或3m測取一組數(shù)據(jù)，共測取50m或30m，并繪制相應(yīng)的紅外輻射曲線，根據(jù)曲線的趨勢判斷前方有無含水。紅外輻射曲線上升或下降均可以判定有水，其他情況判定無水。紅外探測的特點是可以實現(xiàn)對隧道全空間、全方位的探測，儀器操作簡單，能預(yù)測到隧道外圍空間及掘進前方30m范圍內(nèi)是否存在隱伏水體或含水構(gòu)造，而且可利用施工間歇期測試，基本不占用施工時間。5）水平超前鉆孔探測因巖地質(zhì)的復(fù)雜性、隱蔽性及物探資料的不確定性，為減少或避免災(zāi)害性地質(zhì)的發(fā)生，必須進行水平超前工程鉆探。水平超前鉆孔作為施工中主要的探測手段,用以驗證超前地質(zhì)預(yù)報的精度,并直接探明涌水壓力、瓦斯突出壓力及其含量，水平超前鉆孔按隧道全長進行探測，孔徑108mm，必要時進行取芯分析。(1)水平超前鉆探的目的與要求：①查明地層巖性，確定其埋藏位置與厚度以及特殊巖土、不良地質(zhì)情況；②查明地下水的賦存情況并進行有關(guān)測試工作；③采取符合質(zhì)量要求的試樣；開鉆前應(yīng)按設(shè)計要求核對樁號、里程及其他實地位置。(2)鉆進方法要求：①對要求鑒別地層和取樣的鉆孔，均采用回轉(zhuǎn)方式鉆進，取得巖芯樣，為提高采取率和工作效率，可結(jié)合采用繩索取芯方法；②鉆進巖層采用金剛石鉆頭，對軟質(zhì)巖石及風(fēng)化破碎石應(yīng)采用雙層巖芯管鉆頭鉆進；③需要測定巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD時采用外徑75mm的雙層巖芯鉆頭；預(yù)計采取試樣或進行原位測試的鉆孔，按具體實施方案以及有關(guān)規(guī)定要求鉆進；⑤在破碎巖層中視需要采用優(yōu)質(zhì)泥漿、水泥漿或化學(xué)漿液護壁。沖洗液漏失嚴(yán)重時，采取充填、封閉等堵漏措施。(3)鉆進質(zhì)量保證措施：①在巖層中鉆進時，回次進尺不得超過巖芯管長度，在軟質(zhì)巖層中不得超過2.0m；②巖芯采取率應(yīng)逐次計算，完整巖層巖芯采取率不宜小于80%，破碎巖層的巖芯采取率應(yīng)不宜小于65%；③對需要重點研究的破碎帶、滑動帶，尚應(yīng)根據(jù)工程要求提高取芯率；④鉆進過程中各項深度數(shù)據(jù)均應(yīng)丈量獲取，累計量測允許誤差為5cm；⑤鉆進中遇到地下水時，應(yīng)停鉆觀測地下水情況，水位量測可使用流量測定儀測定；⑥⑦⑧為便于對現(xiàn)場記錄進行檢查核對或進一步編錄，勘探點應(yīng)按要求保存巖土芯樣，巖芯全部存放在巖芯盒內(nèi)，順序排列，統(tǒng)一編號。巖土芯樣保存到鉆探工作檢查驗收為止，必要時，在工程合同規(guī)定的保證期內(nèi)長期保存。在檢查驗收之后拍攝巖土芯樣的彩色照片，納入預(yù)報成果資料。（4）超前水平鉆探：對于地質(zhì)條件較為簡單、巖性穩(wěn)定的地段鉆3個孔；對煤層瓦斯、巖溶發(fā)育區(qū)、地質(zhì)復(fù)雜處地段鉆孔7個孔。6)超前炮孔每次掘進開挖鉆孔時,進行超前炮孔,短距離探測掌子面的地質(zhì)及含水狀況,預(yù)開挖進尺1.5~2.5米,每超前炮孔長5米,地質(zhì)條件較為簡單、巖性穩(wěn)定的地段可以根據(jù)物探結(jié)果的指示,每次鉆7個超前炮孔,對軟弱層、地層分界處、地形突變處,具有不良地質(zhì)風(fēng)險地段,每次鉆17超前炮孔。5、工作量預(yù)計以隧道總長4329m計算，各種預(yù)報方法的工作量統(tǒng)計以如下表：1）地質(zhì)素描全隧道每開挖后掌子面需地質(zhì)素描，隧道K23+821~+891段和K28+094~+124段采用單側(cè)壁開挖，進尺1.0m,需地質(zhì)素描360次；K23+891~K28+094段平均進尺2m,需地質(zhì)素描2101次，全隧道需地質(zhì)素描2461次。2）TSP