滬昆客專貴州段CKGZTJ-3標

隧道工程施工作業(yè)指導書

1隧道超前地質預報作業(yè)指導書

1.1適用范圍

本作業(yè)指導書適用于滬昆客專貴州段CKGZTJ-3標段內所有隧道工程

超前地質預報作業(yè)。

1.2地質預報的目的及意義

⑴可及早探明掌子面前方的圍巖特性以及涌水量，為隧道選擇合適的

開挖方法提供依據(jù)，并作為一個重要工序納入到正常施工生產(chǎn)中，確保隧

道施工安全。

⑵進一步探明可能引發(fā)隧道地質災害的不良地質體的位置、規(guī)模和性

態(tài)。

⑶可為初期支護和二次襯砌提供參考。

⑷可為突發(fā)異常（如結構式失穩(wěn)或破壞的現(xiàn)象）提供有效的參數(shù)。

1.3超前地質預報的原則

在巖溶發(fā)育的灰?guī)r地層隧道施工中，采用綜合超前探測預報的方法，

”地表和洞內相結合、構造探測和水探測相結合、長中短期分階段預報相

結合、輔助導坑與主洞探測相結合”的原則，開展多層次、多手段的綜合

超前地質預報，做到有疑必探、先探后掘，把超前地質預報納入正常施工

工序中。對各種探測到的信息進行綜合對比分析，盡可能準確地及早判斷

隧道工程將經(jīng)過的溶洞、暗河等不良地質，指導和修正工程設計，修正和

確定施工方案和措施。

L4超前地質預報的內容

(1)地層巖性，特別是對軟弱夾層、破碎地層及特殊巖土的預測預報。

(2)地質構造，特別是對斷層、節(jié)理密集帶、褶皺軸等影響巖體完整性

的構造發(fā)育情況的預測預報。

(3)不良地質，特別是溶洞、暗河、人為坑洞、放射性、有害氣體及高

地應力等發(fā)育情況的預測預報。

(4)地下水，特別是對巖溶管道水、富水斷層、富水褶皺軸及富水地層

等的預測預報。

1.5超前地質分級預報及方法

隧道超前地質預報實行專業(yè)化分級管理。通過隧道地質調查法、鉆探

法資料，并進行綜合對比分析，建立相應臺帳報建設單位。根據(jù)地質災害

對隧道施工安全的危害程度，對工程地質進行地質災害分級，采取不同的

地質預報方案，分級決定調整實施施工方案。

地質災害分為以下四級：

A級：存在重大地質災害隱患的地段，如大型暗河系統(tǒng)，可溶巖與非

可溶巖接觸帶，采空區(qū)、軟弱、破碎、富水、導水性良好的地層和大型斷

層破碎帶，特殊地質地段，重大物探異常地段，可能產(chǎn)生大型、特大型突

水突泥地段，誘發(fā)重大環(huán)境地質災害的地段，高地應力、天然氣問題嚴重

的地段以及人為坑洞等。

B級：存在中、小型突水突泥隱患的地段，物探有較大異常的地段、

斷裂帶等。

C級：水文地質條件較好的變質巖、碳酸巖及碎屑巖地段、小型斷層

破碎帶，發(fā)生突水突泥的可能性較小。

D級：非可溶巖地段，發(fā)生突水突泥的可能性極小。

地質復雜隧道的預測預報應堅持隧道洞內探測與洞外地質勘探相結

合，地質方法與物探方法相結合，輔助導坑與主洞探測相結合，開展多層

次、多手段的綜合超前地質預報，按遠程、中程、近程不同探測方法相互

驗證，判斷斷層破碎、巖溶區(qū)，含水結構等的規(guī)模及位置并貫穿于施工全

過程。不同地質災害的預報方式：

A級預報：采用地質分析法、地震波反射法、地質雷達、紅外探測、

超前水平鉆（5孔+加深炮眼）等手段進行綜合預報。

B級預報：采用地質分析法、地震波反射法，輔以地質雷達、紅外探

測，進行必要的超前水平鉆孔（3孔+加深炮眼）等手段進行綜合預報。當

發(fā)現(xiàn)局部地段地質條件復雜時;按A級要求實施。

C級預報：以地質分析法為主。對重要的地質（層）界面斷層或物探

異常地段可采用地震波反射法或聲波反射法進行探測，必要時采用紅外探

測和超前水平鉆孔（1孔+加深炮眼）。

D級預報：采用地質分析法。

隧道超前地質預報方法不能滿足預報要求時，項目部提出變更建議，

報監(jiān)理、地質分析法應進行攝影或錄像。洞內地質素描隨隧道開挖及時進

行，地層巖性變化處、構造發(fā)育部位、巖溶發(fā)育帶附近等復雜、重點地段

每開挖循環(huán)進行一次；一般地段每10?20米進行一次。超前水平鉆孔每循

環(huán)鉆探一般為30?50米，必要時也可鉆100米以上，鉆進過程中，應安設

孔口止水裝置。連續(xù)預報時前后循環(huán)鉆孔重疊5?8米。加深炮眼鉆孔，其

深度較爆破孔深2?4米，數(shù)量原則上不少于8個，掌子面配備檢查炮孔深

度工具。

物理勘探法應根據(jù)探測對象的埋深規(guī)模及其與周圍介質的物性差異，

選用有效的方法。物理勘探法預報連續(xù)預報時前后兩次應重疊10米以上。

1.6超前地質預報方案

根據(jù)現(xiàn)有的地質勘測資料，對隧道不良地質段進行補充地質探查。在

隧道工作面按照“由遠至近，逐步加密”的方法進行探測。

1.6.1地面物探

施工前期有條件時擬與設計單位或其它有資質的勘測單位對地表重點

區(qū)段進行補充探查，從宏觀上查明隧道通過的地層分布、構造及范圍較大

的不良地質體的空間位置，進一步掌握地表水的活動規(guī)律和分析與地下工

程的相關性。

1.6.2洞內超前地質預報

根據(jù)《鐵路隧道超前地質預報技術指南》采用地質方法、鉆探方法、

物探方法相結合，長距離、中長距離、短距離預報相結合的綜合預測預報

手段。

(1)長距離預報

長距離預報主要采用地質分析法，根據(jù)地面測繪和其他基礎資料對隧

道通過區(qū)的地質界線、采空區(qū)范圍、地質巖層、地質構造、圍巖級別、儲

水構造、富水規(guī)模、巖溶發(fā)育規(guī)律及特征、其他不良地質及特殊地質發(fā)育

情況進行長距離、宏觀預測預報，預報距離一般在掌子面前方200m以上,

并根據(jù)揭示情況進行不斷的修正。

(2)中長距離預報

中長距離預報是在長距離預報的基礎上采用地震波反射法或聲波反射

法、深孔水平鉆探等對前方掌子面30?200m范圍內的地質情況作進一步的

預報，如溶洞位置、規(guī)模、充填情況等作較為詳細的預報。在復雜地段應

增加地震波反射法或聲波反射法預報次數(shù)，需連續(xù)預報時前后兩次應重合

10m以上，以便前后兩次重復地段對比分析，另隨著預報距離的增大，地

質異常帶的位置和寬度誤差也在增大。

(3)短距離預報

短距離預報是在中長距離預報的基礎上采用了掌子面素描、紅外探測、

地質雷達和超前鉆孔等方法進行預報，掌子面前方30m范圍內有無水、在

哪個方位有水、掌子面處地層巖性、地質構造及巖溶發(fā)育情況等，對以上

判斷可能有突泥、突水和其他不良地質情況的地段進行鉆孔驗證。

①地質素描

隨開挖及時進行，地層巖性變化點、構造發(fā)育部位、巖溶發(fā)育帶附近

應每開挖循環(huán)進行一次素描，其他地段每5m進行一次素描。進行掌子面編

錄，結合地面地質體投影，預報前方的地質情況。

地質素描包括正洞、平導和斜井洞壁及掌子面素描。

②紅外探水

原則上可以定性預報掌子面前方30m范圍內有無地下水，因其體積小、

操作方便、數(shù)據(jù)直觀、不占用施工時間，可以20m預報一次，前后2次重

疊長度10m,以增加對比分析。

③超前地質鉆探

在高壓富水巖溶發(fā)育區(qū)應連續(xù)重疊式進行，孔深30?50m每循環(huán)鉆4

至5孔，開挖22?25m,留8?5m止?jié){巖盤，也可進行深孔鉆探，如每循

環(huán)鉆100?150m,留8?5m止?jié){巖盤，隨著鉆孔深度的增加，鉆具下垂加

大，孔位易偏離設計值，鉆孔終孔應位于隧道開挖輪廓線以外5?10m。鉆

孔時應安設孔口管和閘閥，當揭露大量地下水時及時關閉閘閥，是地下水

始終處于可控狀態(tài)，以便制定和采取有效處理措施；為提高鉆進速度，可

采用沖擊鉆。超前鉆孔揭示巖溶后，應適當加密，并可采用地質雷達及其

他物探手段進行精密探測，以查清巖溶規(guī)模及發(fā)育特征。超前水平鉆孔應

編制探測報告，內容包括工作概況、鉆孔探測結果。

④加深炮孔探測

由于隧道開挖炮眼較多，且風鉆及鑿巖臺車大眼比較方便，在每循環(huán)

對其中兒個炮眼加深至5?8m,作為預報探測孔，實踐證明能收到較好的效

果，可探明掌子面前方地質情況，使掌子面前方總有3?5m巖盤，避免或

減少巖溶地區(qū)隧道突泥、突水事故的發(fā)生。

⑤地質雷達

原則上應連續(xù)重疊式預報，因每次預報距離較短為5?30m,占用施工

時間較長，一般在可能有溶洞的地段探測溶洞的發(fā)育部位、規(guī)模大小、走

向等，稱之為精細預報。

1.7超前地質預報方法及工藝

超前地質預報方法表

地質超

預

測

報

前

預

預

報預報頻率

儀器預報內容

法

的

段

方

手及計劃

主要對開挖血圍巖類別、巖性、圍巖風化變

羅盤儀、地

質情況、節(jié)理裂隙、產(chǎn)狀、斷層分布和形態(tài)、地質素描在

地質分地質質錘、放大

地下水等情況進行觀察和測定后，繪制地質每次開挖后

析法素描鏡、皮尺等

素描圖，通過對洞內圍巖地質特征變化分析，進行

簡單工具

來推測開挖面前方的地質情況。

每隔100m

TSP技TSP203超

物探法重點探查規(guī)模較大破碎帶、裂隙發(fā)育帶等。用TSP203

術前預報儀

探測一次

-探地

隧道

，查找

探測

質體

的地

周邊

隧道

進行

雷達重點

B

-10

SIR

30?

每隔

體，

地質

不良

其它

帶及

破碎

地質

伏的

周邊周邊隱

雷

型地質

40m內

壁出

板及側

、底

頂板

隧道

后，

通過

開挖

探測防止

達

泥。

水突

的突

害性

現(xiàn)災

20m?

地質每隔

質體和

不良地

，趨近

結果

探測

構造

根據(jù)

掌子

30m對

含

儀進行

線探水

式紅外

用便攜

，利

體時

異常

水

紅外探

紅外

一次

，面進行

較大時

滲水量

別區(qū)段

洞內個

測。當

造探

水構

儀

探水

探

水構造

隱含

道周邊

探明隧

報，

測預

儀探

探水

紅外

亦用

體。

含水

伏的

測

2型

STL-1

爆地

可能巖

預

法監(jiān)測

聲發(fā)射

報。

測預

的監(jiān)

巖爆

地段

巖爆