隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)施工工藝隧道施工中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)關(guān)系到工程安全、質(zhì)量和進(jìn)度。施工中堅(jiān)持將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作為一項(xiàng)工序納入施工組織和管理,當(dāng)施工進(jìn)度和超前地質(zhì)預(yù)報(bào)發(fā)生矛盾時(shí),施工必需為超前地質(zhì)預(yù)報(bào)讓路,以避免盲目施工,確保超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作實(shí)施,并起到指導(dǎo)施工作用。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)目標(biāo)和目標(biāo)（1）超前地質(zhì)預(yù)報(bào)目標(biāo)①深入查清隧道開挖工作面工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，指導(dǎo)工程施工順利進(jìn)行。②降低地質(zhì)災(zāi)難發(fā)生機(jī)率和危害程度。③為優(yōu)化工程設(shè)計(jì)提供地質(zhì)依據(jù)④為編制完工文件提供地質(zhì)資料。（2）超前地質(zhì)預(yù)報(bào)目標(biāo)正確預(yù)報(bào)掌子面前方圍巖地質(zhì)情況及富水情況，關(guān)鍵預(yù)報(bào)突水突泥及斷層破碎帶等不良地質(zhì)具體位置、規(guī)模及影響程度。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)施工工藝步驟超前地質(zhì)預(yù)報(bào)步驟圖x-x所表示。圖x-x超前地質(zhì)預(yù)報(bào)步驟圖（1）地質(zhì)調(diào)查法①隧道地表補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查隧道地表補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查關(guān)鍵內(nèi)容包含對(duì)已經(jīng)有地質(zhì)勘查結(jié)果熟悉、核查和確定；地層、巖性在隧道地表出露及接觸關(guān)系；斷層、褶皺、節(jié)理密集帶等地質(zhì)結(jié)構(gòu)在隧道地表出露位置、規(guī)模、性質(zhì)及其產(chǎn)狀改變情況；地表巖溶發(fā)育位置、規(guī)模及分布規(guī)律；煤層、石膏、膨脹巖、天然氣、含放射性物質(zhì)等特殊巖土地層在地表出露位置、寬度、性質(zhì)及其產(chǎn)狀改變情況；人為坑洞位置、走向、高程等和隧道空間關(guān)系；核實(shí)和修正超前地質(zhì)預(yù)報(bào)關(guān)鍵區(qū)段。隧道地表補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查方法：依據(jù)建立標(biāo)準(zhǔn)地層剖面，結(jié)合沉積規(guī)律，確定各巖組地層層序、厚度、標(biāo)志層位置。對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行追蹤調(diào)查后，依據(jù)施工進(jìn)展情況，展開有針對(duì)性地質(zhì)描繪，詳盡地查對(duì)細(xì)化勘察設(shè)計(jì)資料，為地質(zhì)預(yù)報(bào)做好基礎(chǔ)工作。②隧道內(nèi)地質(zhì)素描隧道內(nèi)地質(zhì)素描是對(duì)已開挖工作面和洞身地質(zhì)情況作如實(shí)調(diào)查、統(tǒng)計(jì)并繪制成圖表，具體包含：工程地質(zhì)：包含地層巖性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖溶、特殊地層、人為坑洞、地應(yīng)力、塌方和有害氣體及放射性危害源等情況。水文地質(zhì)：包含地下水分布、出露形態(tài)、水質(zhì)分析、對(duì)圍巖影響等。圍巖穩(wěn)定性特征及支護(hù)情況：統(tǒng)計(jì)不一樣工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件下圍巖穩(wěn)定性、支護(hù)方法及早期支護(hù)后變形情況，發(fā)生圍巖失穩(wěn)或變形較大地段，并分析原因。影像：統(tǒng)計(jì)關(guān)鍵和含有代表性地質(zhì)現(xiàn)象。地質(zhì)素描工藝步驟圖所表示。圖x-x地質(zhì)素描工藝步驟圖地質(zhì)素描方法及形成結(jié)果詳見下表。表x-x地質(zhì)素描方法及預(yù)報(bào)結(jié)果表方法形成結(jié)果采取羅盤儀、洞內(nèi)觀察等方法，實(shí)測(cè)巖層產(chǎn)狀、節(jié)理產(chǎn)狀及間距、微結(jié)構(gòu)產(chǎn)狀、斷層面產(chǎn)狀等，分段測(cè)繪。分析巖體多種參數(shù)，進(jìn)行掌子面及洞身工程地質(zhì)評(píng)價(jià)，作出掌子面斷面圖，據(jù)其作常規(guī)預(yù)報(bào)展示圖和分段預(yù)報(bào)匯報(bào)書。做標(biāo)準(zhǔn)地層剖面和巖層層位。預(yù)報(bào)估計(jì)軟弱巖層位置，提出施工提議方法。觀察掌子面斷層及微結(jié)構(gòu)出現(xiàn)情況、對(duì)產(chǎn)狀進(jìn)行量測(cè)。分析斷層、微結(jié)構(gòu)產(chǎn)狀規(guī)律，據(jù)其在掌子面部位、結(jié)構(gòu)走向和隧道軸向關(guān)系作出地質(zhì)預(yù)報(bào)圖。（2）物探法①地震波反射法（TSP）地震波反射法（TSP）是現(xiàn)在應(yīng)用相對(duì)普遍和成熟長(zhǎng)距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法。使用地震波反射法超前地質(zhì)預(yù)報(bào)能夠提前了解開挖面前方地質(zhì)改變情況，合理安排掘進(jìn)速度，立即優(yōu)化施工方案，加強(qiáng)防護(hù)方法，確保安全、順利地經(jīng)過不良地質(zhì)地段，做到科學(xué)、安全、高效地施工。地震波反射法超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)測(cè)線布設(shè)在掌子面周圍邊墻上，它由兩個(gè)接收器孔和24個(gè)炮孔組成，兩個(gè)接收器孔對(duì)稱分布在兩邊墻，24個(gè)炮孔等間距部署在兩側(cè)邊墻上。地震波在設(shè)計(jì)震源點(diǎn)用小量炸藥激發(fā)產(chǎn)生。當(dāng)?shù)卣鸩ㄅ龅綆r石波阻抗差異接口（如斷層、破碎帶和巖性改變等)時(shí)，一部分地震信號(hào)反射回來(lái)，一部分信號(hào)透射進(jìn)入前方介質(zhì)。反射地震信號(hào)將被高靈敏度地震檢波器接收。數(shù)據(jù)經(jīng)軟件處理，便可了解隧道工作面前方地質(zhì)體性質(zhì)（軟弱巖帶、破碎帶、斷層、含水巖層等）、位置及規(guī)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(shù)據(jù)采集前，鉆孔、接收傳感器套管安裝，和接收器孔、炮孔傾角傾向和各孔距基準(zhǔn)點(diǎn)距離測(cè)量要先期完成。當(dāng)正式爆破采集數(shù)據(jù)時(shí)，洞內(nèi)一切施工必需停止，以確保采集到數(shù)據(jù)盡可能少受外界干擾。地震波反射法對(duì)于軟弱、破碎地層或巖溶發(fā)育區(qū)，每次預(yù)報(bào)距離采取100—120m，前后兩次搭接長(zhǎng)度10m以上；巖體完整硬質(zhì)巖地層每次預(yù)報(bào)距離采取120—150m，搭接長(zhǎng)度大于10m。地震波反射法工藝步驟圖見下圖。圖x-x地震波反射法工藝步驟圖地震波反射法估計(jì)方法及形成結(jié)果見下表。表x-x地震波反射法估計(jì)方法及形成結(jié)果表估計(jì)方法預(yù)報(bào)結(jié)果利用地震波反射原理估計(jì)推斷斷層、巖層破碎帶等不良地質(zhì)體位置、性質(zhì)、規(guī)模反射界面巖性參數(shù)、產(chǎn)狀及巖石力學(xué)參數(shù)②地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)是應(yīng)用電磁波反射原理來(lái)進(jìn)行探測(cè)。發(fā)射天線向被測(cè)介質(zhì)發(fā)射高頻脈沖電磁波，當(dāng)其碰到不均勻體或接口時(shí)會(huì)反射一部分電磁波，雷達(dá)主機(jī)經(jīng)過對(duì)此部分反射波進(jìn)行接收和處理，即可探測(cè)識(shí)別前方地質(zhì)體，如含水?dāng)鄬?、巖性界面等。地質(zhì)雷達(dá)關(guān)鍵用于巖溶探測(cè)，也可用于斷層破碎帶、軟弱夾層等不均勻體探測(cè)，每25m一次，一次范圍為30m，前后兩次搭接長(zhǎng)度5m以上。地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)工藝步驟以下圖所表示。圖x-x地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)工藝步驟圖使用地質(zhì)雷達(dá)前應(yīng)對(duì)掌子面進(jìn)行平整處理，使雷達(dá)天線和掌子面能很好藕合，在掌子面周圍應(yīng)沒有其它金屬物體，避免影響檢測(cè)結(jié)果正確性。雷達(dá)測(cè)線在掌子面上呈"井"字形部署，測(cè)線長(zhǎng)度依據(jù)天線長(zhǎng)度決定，在有限掌子面上盡可能長(zhǎng)。依據(jù)設(shè)計(jì)地質(zhì)概況和電磁反射波法后處理時(shí)域剖面，綜合分析得出預(yù)報(bào)結(jié)論。地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)方法和預(yù)報(bào)結(jié)果以下表所表示。表x-x地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)方法和預(yù)報(bào)結(jié)果表估計(jì)方法預(yù)報(bào)成果利用電磁波反射原理估計(jì)判定掌子面前方斷層、巖性界面，確定異常體規(guī)模、性質(zhì)、危害；探測(cè)隧道底部、邊墻、隧頂外或其它出水部位可能隱伏洞穴。③紅外探水法因?yàn)榈貙用繒r(shí)每刻全部在向外部發(fā)射紅外波段電磁波，巖層在向外部發(fā)射紅外輻射同時(shí)，肯定把它內(nèi)部地質(zhì)信息傳輸出來(lái)。干燥無(wú)水地層和含水地層所發(fā)射紅外輻射場(chǎng)強(qiáng)度不一樣。所以依據(jù)巖層紅外輻射場(chǎng)強(qiáng)改變值就能夠確定地表淺層是否存在隱伏含水體。紅外探水法施工工藝步驟圖x-x所表示。圖x-x紅外探水法施工工藝步驟圖紅外探測(cè)屬非接觸探測(cè)，用儀器激光器在壁上打出一個(gè)紅色探點(diǎn)。定好探點(diǎn)后扣動(dòng)板機(jī)，在儀器屏幕上讀取探測(cè)值。將探測(cè)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)后，由軟件繪成探測(cè)曲線。依據(jù)探測(cè)曲線特征判定含水結(jié)構(gòu)和含水體潛在危害。當(dāng)紅外探測(cè)發(fā)覺前方存在含水結(jié)構(gòu)時(shí)，經(jīng)過高密度電法電測(cè)處理前方含水結(jié)構(gòu)至掌子面距離和破碎帶寬度。紅外探測(cè)要尤其注意需對(duì)隧道上方、下方和隧道兩壁外側(cè)探測(cè)，其目標(biāo)是了解隧道上方、下方和隧道兩壁外側(cè)是否存在承壓隱伏水或含水結(jié)構(gòu)。一旦在卸壓時(shí)巖溶水潰入隧道，將會(huì)造成重大災(zāi)難。紅外探水預(yù)報(bào)方法和預(yù)報(bào)結(jié)果以下表所表示。表x-x紅外探水預(yù)報(bào)方法和預(yù)報(bào)結(jié)果表估計(jì)方法預(yù)報(bào)成果利用地質(zhì)體紅外輻射探測(cè)判定掌子面前方是否有隱伏含水體；判定隧道底部、邊墻、隧頂外或其它出水部位是否存在承壓隱伏水或含水結(jié)構(gòu)。④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(fā)射一次脈沖磁場(chǎng)，在一次脈沖磁場(chǎng)間歇期間利用線圈或接地電極觀察地下介質(zhì)中引發(fā)二次感應(yīng)渦流場(chǎng)，從而探測(cè)介質(zhì)電阻率一個(gè)方法。瞬變電磁法工作原理圖x-x所表示。圖x-x瞬變電磁法工作原理瞬變電磁法適適用于探測(cè)任何地層中存在地下水體、斷層破碎帶、溶洞、溶隙、暗河等。每次預(yù)報(bào)距離80—100m，不過因?yàn)闇y(cè)量項(xiàng)圈和發(fā)射線圈面積及匝數(shù)不一樣，致使前方存在不一樣深度范圍盲區(qū)，盲區(qū)段落數(shù)據(jù)不能參與資料解釋，前后兩次搭接長(zhǎng)度大于25m。瞬變電磁法工藝步驟圖所表示。圖x-x瞬變電磁法工藝步驟圖瞬變電磁法方法和形成結(jié)果。表x-x瞬變電磁法預(yù)報(bào)方法和預(yù)報(bào)結(jié)果表方法形成結(jié)果利用電磁感應(yīng)原理探測(cè)探測(cè)地層中存在地下水體、斷層破碎帶、溶洞、溶隙、暗河等，提出施工提議方法。（3）超前鉆探法①超前地質(zhì)鉆探采取沖擊鉆和回轉(zhuǎn)取芯鉆，驗(yàn)證中近距離物探超前探測(cè)存在異常地段。活動(dòng)斷裂帶超前探測(cè)長(zhǎng)度80—100m，搭接長(zhǎng)度大于10m，其它地段超前探測(cè)長(zhǎng)度大于30m，前后兩次搭接長(zhǎng)度大于5m。超前地質(zhì)鉆探工藝步驟圖所表示。圖x-x超前地質(zhì)鉆探工藝步驟圖孔內(nèi)流出物關(guān)鍵是循環(huán)水和水?dāng)y帶其它物質(zhì)，比如石屑、石粉、揭露出水等。依據(jù)不一樣巖石粉化后性狀和顏色，大致能夠判定出鉆進(jìn)位置巖石巖性，同時(shí)能夠經(jīng)過孔內(nèi)返水和循環(huán)進(jìn)水水量之間關(guān)系判定孔內(nèi)是否有水揭露出來(lái)，當(dāng)有壓力水射出時(shí)就很顯著表示揭露出了高壓水。對(duì)芯樣進(jìn)行分析，判定巖性及圍巖破碎情況，確定圍巖等級(jí)。同時(shí)對(duì)滲透水、涌泥等情況進(jìn)行檢驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)，對(duì)比各個(gè)鉆眼間巖石表現(xiàn)滲透水情況進(jìn)行總結(jié)、分析，估計(jì)前方滲透水情況。②加深炮孔超前探測(cè)利用在隧道開挖面上鉆小孔徑淺孔獲取地址信息一個(gè)方法，在每一循環(huán)鉆設(shè)炮孔時(shí)布設(shè)3—8個(gè)加深炮孔，較循環(huán)進(jìn)尺加深3m以上作為探測(cè)孔。超前鉆探法方法和形成結(jié)果。表x-x超前鉆探預(yù)報(bào)方法和預(yù)報(bào)結(jié)果表方法形成結(jié)果利用沖擊鉆和回轉(zhuǎn)取芯鉆鉆孔觀察、檢測(cè)判定巖性及圍巖破碎情況，確定圍巖等級(jí)，同時(shí)對(duì)滲透水、涌泥等情況進(jìn)行檢驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)，對(duì)比各個(gè)鉆眼間巖石表現(xiàn)滲透水情況進(jìn)行總結(jié)、分析，估計(jì)前方滲透水情況，提出施工提議方法。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)注意事項(xiàng)（1）對(duì)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)得到資料進(jìn)行綜合分析和評(píng)判，相互印證，并結(jié)合掌子面揭示地質(zhì)條件、發(fā)展規(guī)律、趨勢(shì)及前兆進(jìn)行估計(jì)判定，并形成超前地質(zhì)預(yù)報(bào)綜合分析結(jié)果匯報(bào)，依據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)綜合分析結(jié)果優(yōu)化調(diào)整方法、工法及特殊處理方法，以確保施工安全、結(jié)構(gòu)安全和工程順利實(shí)施。。（2）施工過程中隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)