鐵路隧道工程超前地質(zhì)預(yù)報施工方法及工藝按照《鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)指南》要求，隧道應(yīng)對軟弱夾層、物探異常帶、巖體破碎帶、富水的巖層分界面、富水地層中的裂隙水等發(fā)育情況進(jìn)行預(yù)測預(yù)報，并將超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報納入施工工序。隧道采用TSP203地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)、地質(zhì)素描、地質(zhì)雷達(dá)、紅外線探測和超前地質(zhì)鉆探等綜合地質(zhì)預(yù)報技術(shù)，預(yù)測開挖工作面前方一定范圍內(nèi)的工程地質(zhì)信息，以便及時調(diào)整隧道施工方案，指導(dǎo)隧道安全施工，避免發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。其預(yù)報組合見圖2-2.3-4。掌子面掌子面原地質(zhì)資料的地質(zhì)構(gòu)造帶范圍綜合超前地質(zhì)探測的地質(zhì)構(gòu)造帶范圍圍巖較好地段已開挖段（進(jìn)行地質(zhì)效核，以便提高綜合超前地質(zhì)預(yù)報準(zhǔn)確率）巖層變化段未開挖地段圖2-2.3-4綜合超前地質(zhì)預(yù)報示意圖超前地質(zhì)預(yù)報工作由各施工隊技術(shù)室具體負(fù)責(zé)，主要資源配置見表2-2.3-4。超前地質(zhì)預(yù)報施工流程見圖2-2.3-5。表2-2.3-4超前地質(zhì)預(yù)報主要設(shè)備配置表序號設(shè)備名稱數(shù)量1TSP203超前預(yù)報儀1套2SIR－3000型地質(zhì)雷達(dá)1臺3紅外探水儀1臺4RPD-150C型全液壓鉆機(jī)（超前水平地質(zhì)鉆機(jī)）1臺施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備制定預(yù)報方案預(yù)報分級研究地質(zhì)資料地質(zhì)分析長距離預(yù)報物探法深孔水平探測地質(zhì)綜合判斷施工建議施工方案選擇隧道施工地質(zhì)素描下循環(huán)預(yù)報項目技術(shù)決策預(yù)報驗證反饋加深炮孔探測紅外探測超前水平鉆孔地質(zhì)雷達(dá)異常段正常段異常段地質(zhì)預(yù)報報告中長距離預(yù)報短距離預(yù)報地質(zhì)素描圖2-2.3-5超前地質(zhì)預(yù)報施工流程圖⑴地質(zhì)預(yù)報計劃施工過程中必須將超前地質(zhì)預(yù)報納入施工工序管理，做到先探測、后施工，不探測不施工。地質(zhì)超前預(yù)報計劃見表2-2.3-5。表2-2.3-5地質(zhì)超前預(yù)報計劃表實施計劃總的思路是：長期預(yù)報和短期預(yù)報相結(jié)合，采用TSP203超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)進(jìn)行長距離宏觀控制，紅外探水連續(xù)實施，地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)一步強(qiáng)化、補(bǔ)充和驗證，加大超前水平鉆探和孔內(nèi)數(shù)碼成像的力度，加強(qiáng)常規(guī)地質(zhì)綜合分析，根據(jù)地質(zhì)預(yù)報結(jié)果，經(jīng)專業(yè)人員進(jìn)行分析研究后，擬定相應(yīng)對策以指導(dǎo)施工。多管齊下，力爭把發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的機(jī)率降至最低。⑵預(yù)報方法①地質(zhì)素描地質(zhì)素描預(yù)測法分為巖層巖性及層位預(yù)測法、條帶狀不良地質(zhì)體影響隧道長度預(yù)測法以及不規(guī)則地質(zhì)體影響隧道長度預(yù)測法三種。對掌子面已揭露出的巖層進(jìn)行地質(zhì)素描（觀察巖石的礦物成分及其含量，結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征和特殊標(biāo)志），給予準(zhǔn)確定名，測量巖層產(chǎn)狀和厚度。測量該巖層距離已揭露的標(biāo)志性巖層或界面的距離，并計算其垂直層面的厚度。將該巖層與地表實測地層剖面圖和地層柱狀圖相比，確定其在地表地層（巖層）層序中的位置和層位。依據(jù)實測地層剖面圖和地層柱狀圖的巖層層序，結(jié)合TSP探測成果，反復(fù)比較分析，最終推斷出掌子面前方一定范圍內(nèi)即將出現(xiàn)的不良地質(zhì)在隧道中的位置和規(guī)模。施工過程中，每次爆破后由地質(zhì)工程師進(jìn)行地質(zhì)素描，內(nèi)容包括掌子面正面及側(cè)面穩(wěn)定狀態(tài)、巖層產(chǎn)狀、巖性風(fēng)化程度、節(jié)理裂隙發(fā)育程度（產(chǎn)狀、間距、長度、充填物、數(shù)量）、噴射混凝土開裂、掉塊現(xiàn)象、涌水情況、水質(zhì)情況、水的影響、不良?xì)怏w濃度等。同時定期對地表水文環(huán)境進(jìn)行觀測和監(jiān)測記錄，及時了解隧道施工對地表水的影響，確定施工控制措施，最終做出掌子面地質(zhì)素描圖和洞身地質(zhì)展示圖。及時對洞內(nèi)涌水進(jìn)行水質(zhì)分析和試驗，提交分析和試驗結(jié)果，對影響隧道襯砌結(jié)構(gòu)的水質(zhì)提出處理意見，上報技術(shù)部門，以利采取有效的防護(hù)措施。②TSP203地震（聲）波由特定點(diǎn)上的小規(guī)模爆破產(chǎn)生，并由電子傳感器接收。當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅綆r石強(qiáng)度變化大（如物理特性和巖石類型的變化、破碎帶、破裂區(qū)、陷穴的出現(xiàn)）的界面時，在繞射點(diǎn)處部分射波的能量被反射回來。反射信號的傳播時間與到達(dá)邊界的距離成正比，因此能作為直接的度量方法。TSP203系統(tǒng)特別適用于高分辯率的隧道折射地震（微地震）勘探，以及斷裂和巖石強(qiáng)度降低地帶的監(jiān)測。TSP203系統(tǒng)理論上可預(yù)測150～300m的距離。③地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報應(yīng)用電磁波反射原理進(jìn)行探測。通過測定與含水性有關(guān)的介電常數(shù)的變化來探測充水的地質(zhì)體，如含水的地層、巖性界面等。采用TSP203地震反射波法進(jìn)行中長距離(100m)較大的巖性結(jié)構(gòu)變化情況的預(yù)報，采用探地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行短距離(30～40m以內(nèi))的精細(xì)巖性結(jié)構(gòu)變化情況的預(yù)報。作為TSP203超前地質(zhì)預(yù)報的補(bǔ)充，在高水壓地段對TSP203預(yù)報的異常點(diǎn)，比如確定異常體的規(guī)模、性質(zhì)、危害等有困難時采用地質(zhì)雷達(dá)作為補(bǔ)充手段。④紅外探水紅外探水每20m測量一次。紅外探水儀通過接收巖體的紅外輻射強(qiáng)度，根據(jù)圍巖紅外輻射場強(qiáng)的變化值來確定掌子面前方或洞壁四周是否有隱伏的含水體。紅外探水有較高的準(zhǔn)確率，但是它對水量、水壓等重要參數(shù)無法預(yù)報。⑤超前水平鉆探超前鉆探是隧道施工期超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報最直接、最有效的方法，也是對其他探測手段成果的驗證和補(bǔ)充。通過鉆孔鉆進(jìn)速度測試和對鉆孔巖芯的觀察及相關(guān)試驗獲取隧道掌子面前方巖石的強(qiáng)度指標(biāo)、可鉆性指標(biāo)、地層巖性資料、巖體完整程度及地下水等諸方面的資料。預(yù)報一般為單孔，孔深一般30～50m，必要時也可以鉆100m以上的孔，采用地質(zhì)鉆機(jī)接桿鉆孔。為防止遇高壓水時突水失控，開孔采用φ120鉆頭，孔內(nèi)放入3.0m長的φ108鋼管做為孔口管，孔口管伸出掌子面50cm，孔壁間用環(huán)氧樹脂加水泥漿錨固，孔口管伸出部分安封閉裝置，并與注漿泵聯(lián)接，以便遇高壓水時及時封堵并注漿。鉆孔時作業(yè)平臺要求平穩(wěn)、牢固，鉆機(jī)施工時不晃動。施鉆過程中，由地質(zhì)工程師詳細(xì)記錄鉆速、水質(zhì)、水量變化情況，并對巖芯進(jìn)