1、铁路站前工程超前地质预报工作流程地质素描专项施工方案编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位： 编 制: 审 核： 批 准： 二XX年X月目 录第一章 编制依据- 1 -1.1 编制依据- 1 -第二章 工程概况- 1 -2.1 地理位置及工程范围- 1 -2.2 工程地质及水文地质- 2 -2.2.1 地形地貌- 2 -2.2.2 地层岩性- 2 -第三章 施工超前地质预报实施方案- 4 -3.1 施工超前预报工作执行的规程、规范和指南- 4 -3.2 施工超前预报的目的- 5 -3.3 施工超前预报方法及其内容- 5 -3.3.1 长距离预报- 5 -32、.3.2 中长距离预报- 5 -3.3.3 短距离预报- 5 -3.4 施工超前预报工作流程- 6 -3.5 隧道施工超前地质预报关键技术问题的对策- 8 -第四章 施工超前地质预报方法- 10 -4.1 施工段落与对应的地质预测预报方法- 10 -4.2 地面调查- 18 -4.3 地质素描- 19 -4.3.2 围岩稳定性评价和预报- 20 -4.3.3 资料提交- 20 -4.4 物探法- 20 -4.4.1 TSP超前地质预报（地震波反射法）- 20 -4.4.2 高分辨直流电法- 26 -4.4.3 地质雷达探测法- 32 -4.4.4 红外探测法- 34 -4.5 超前钻探法- 33、7 -4.5.1 超前地质钻孔- 37 -4.6 综合地质预报- 38 -4.7 成果资料- 40 -4.7.1 即时报告- 40 -4.7.2 日常报告- 40 -4.7.3 最终成果报告- 40 -第五章 隧道地质复杂程度分级- 41 -第六章 施工超前地质预报工程数量- 44 -第七章 施工超前地质预报组织结构及职责分工- 45 -7.1超前地质预报组织机构- 45 -7.2超前地质预报职责分工- 45 -第八章 质量管理体系及质量、安全、进度、环保保证措施- 45 -8.1 建立超前地质预报质量管理体系- 45 -8.2 思想保证措施- 46 -8.3 制度保证措施- 46 -建立质量4、责任制度- 46 -8.3.2 建立质量检查考核制度- 46 -8.4 超前地质预报的质量保证措施- 46 -8.5 超前地质预报的安全保证措施- 47 -8.5.1 安全保证体系- 47 -8.5.2 安全工作制度- 49 -8.6 超前地质预报的进度保证措施- 52 -8.7 超前地质预报的环保保护措施- 52 -8.7.1 噪声污染控制- 52 -8.7.2 水环境保护- 52 -8.7.3 大气、环境保护- 53 -第一章 编制依据 1.1 编制依据高速铁路隧道工程施工技术指南铁建设2010241号；高速铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10753-2010）；铁路隧道施工地质超前预报5、技术指南（铁建设【2008】105号）；铁路工程基本作业施工安全技术规程（TB10301-2009）关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知（铁建设【2010】120号） CLZQ-9标设计文件、CLZQ-9标承包合同文件、新建铁路XX线XX段站前工程CLZQ-9标段实施性施工组织设计； 成兰铁路CLZQ-9标设计文件及图纸。第二章 工程概况2.1 地理位置及工程范围本标段起讫里程左线D8K149+550D8K170+850，右线YD8K148+753YD8K170+935，主要包括榴桐寨隧道出口段、龙塘站四线大桥、平安隧道进口段。榴桐寨隧道出口段设2#横洞一座，平安6、隧道进口段设1#、2#、5#、6#横洞和3#斜井。标段工程位置示意如图2-1-1。图2-1-1 标段工程位置示意图2.2 工程地质及水文地质2.2.1 地形地貌榴桐寨隧道地形沟谷纵横，地形起伏大，地面高程16003255m，出口位于龙塘沟，与龙塘大桥相连，自然横坡2560，局部为陡壁，植被较差，属越岭隧道。平安隧道位于茂县桃花寨沟与平安沟之间，最低高程1690m，最高高程4200m，相对高差2510m，自然坡度3075，局部为陡壁，植被茂盛。山高谷深，岭谷相间，隧道横穿龙塘沟，石大关等多条间溪流，大致沿岷江上行，为傍山隧道。2.2.2 地层岩性2.2.2.1 榴桐寨隧道主要穿越泥盆系危关群下组7、（Dwg(1)）炭质千枚岩、千枚岩夹石英岩、灰岩；志留系茂县群第五组（Smx(5)）千枚岩夹灰岩、砂岩；第四组（Smx(4)）千枚岩夹泥质灰岩；第三组（Smx(3)）千枚岩与炭质千枚岩、灰岩、砂岩、石英岩互层；第二组（Smx(2)）千枚岩、炭质千枚岩夹砂岩、灰岩；隧区发育3条断层，2条向斜，1条背斜，受构造影响，附近岩体节理裂隙发育，完整性差，富水性好。平安隧道主要穿越泥盆系危关群上组（Dwg(2)）炭质千枚岩、砂质千枚岩、石英岩；泥盆系危关群下组（Dwg(1)）含炭质千枚岩、绢云石英千枚岩夹石英岩、灰岩；石炭系、二叠系灰岩夹炭质千枚岩、炭质页岩（C+P），三叠系下统菠茨沟组石英砂岩、炭质千枚8、岩夹灰岩（T1b）以及三叠系中统杂谷脑组千枚岩、砂岩、灰岩（T2z）；本段隧道通过桃花寨向斜、石大关断层、水沟子弧形同斜倒转背斜、平安1#倒转向斜、小关子逆冲断层、平安1#断层、平桥沟推断逆冲断层、洗澡塘弧形同斜倒转向斜、观音崖倒转背斜等。围岩稳定性差，节理较发育。榴桐寨隧道、平安隧道、横洞及斜井具体围岩等级见表2-2-1、2-2-2。表2-2-1 榴桐寨隧道、平安隧道具体围岩等级表序号名称里程长度围岩分级计算长度(m)(m)II1榴桐寨隧道左线D8K149+550D8K151+5982048004801568右线YD8K148+753YD8K151+573.5（含明洞10m）2820.5009、8072003.52平安隧道左线D8K151+760D8K170+85019090200356588086537右线YD8K151+735.5YD8K170+93519199.5200344688506703.5合计4315840070111894516812占总隧长比例(%)0.9%16.2%43.9%39.0%榴桐寨隧道、平安隧道大变形段长度总计11280m，占隧道总长的27.5%。表2-2-2 横洞及斜井具体围岩情况隧道名称序号辅助坑道名称总长度围岩分级长度（m）（m）榴桐寨隧道12#横洞263263平安隧道21#横洞36536532#横洞75475445#横洞269985015473010、256#横洞2852450175265063#斜井18937001193合计(m)8826130039993527占总长比例(%)14.7345.3139.96地质构造本标段隧道受区域构造影响，断层、褶皱发育。平安隧道以石大关断层为界，分为2大构造带：石大关弧形构造带、较场山字形构造带。2.2.2.4 地震动参数根据2011年8月中国地震局对成兰铁路地震安评报告的审查和批复，本标段沿线地震参数如表2-2-3所示。表2-2-3 地震动参数序号里程长度（km）地震动峰值加速度1D8K149+550D8K170+85021.30.3g2.2.2.5 水文地质本标段地表水主要为江溪水、沟水，岷江水。沿11、线地表和地下水丰富，山间溪流一般长年有。总体上地表水集中在沟谷，径流快、静藏量小。2.2.2.6 不良地质与特殊岩土地段不良地质体：本标段地质构造复杂，岩体破碎，不良地质发育，主要有滑坡、泥石流、岩堆、危岩落石、岩溶、地震区、人为坑洞、断层破碎带等。特殊岩土：主要为软土、松软土、膨胀土、膨胀岩、人工填土、湿陷性黄土、板岩、炭质板岩、灰岩等。第三章 施工超前地质预报实施方案3.1 施工超前预报工作执行的规程、规范和指南 铁路隧道施工地质超前预报技术指南铁建设2008105号； 铁路工程地质勘察规范 TB10012-2007 J124-2007； 铁路工程不良地质勘察规程TB10027-2001 12、J125-2001； 铁路工程特殊岩土勘察规程TB10038-2001 J126-2001； 铁路工程水文地质勘察规程TB10049-2004 J339-2004； 铁路工程物理勘探规程 TB10013-2004； 铁路工程抗震设计规范 GB50111-2006； 岩土工程勘察规范 BG5002-2001； 中国地震动参数区划图 GB 18306-2001； 铁路隧道设计规范 JB10003-2005；3.2 施工超前预报的目的 进一步查清隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件，指导工程施工的顺利进行； 降低地质灾害发生的机率和危害程度； 为优化工程设计提供地质依据； 为编制竣工文件提供地13、质资料。3.3 施工超前预报方法及其内容根据隧道地质条件、风险源及其风险等级，采取不同的超前探测方法，分别为地质调查法、物探法及超前钻探法。3.3.1 长距离预报长距离预报主要采用地质分析法，根据地面测绘和其它基础资料对隧道通过区的地质界线、地层岩性、地质构造、围岩级别、储水构造、富水规模、岩溶发育规律及特征、其它不良地质及特殊地质发育情况进行长距离、宏观预测预报，分析和把握存在的主要工程地质问题、主要地质灾害隐患及其分布范围、在隧道内揭示的大致里程等，从而制定预报预案，预报距离一般在掌子面前方100m 以上，并根据揭示情况进行不断的修正。3.3.2 中长距离预报中长距离预报是在长距离预报的基14、础上采用地震波反射法或声波反射法、高分辨电法、深孔水平钻探等对掌子面前方30100m 范围内的地质情况作进一步的预报，如对不良地质体的位置、规模、性质作较为详细的预报，粗略的预报围岩级别和地下水情况等。3.3.3 短距离预报短距离预报是在中长距离预报的基础上采用掌子面素描、红外探测、地质雷达和超前钻孔等方法进行预报，探明掌子面前方30m 范围内地层岩性、地质构造、不良地质及地下水出露情况等，对可能有突泥、突水和其它不良地质情况的地段应进行钻孔验证。本标段隧道施工超前预报主要采用地质调查法、物探法、超前钻探法。施工地质预报是一项系统性的工作，需纳入施工工序。根据以上原则，制定具体预报方案如下：地15、面调查：对隧道范围内地形、地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件，不良地质作用等进行进一步的全面核查。洞内地质素描：对隧道全段（包括正洞、辅助坑道），进行地质素描。TSP超前探测：采用TSP超前探测，重点查明隧道岩体完整性，软弱结构面，断层破碎带，裂隙发育带规模、大小、发育位置，对隧道进行贯穿性探测。红外探测法：采用红外线探测仪对隧道前方掌子面水文地质条件进行探测，宏观掌握掌子面前方短距离（大约30m）范围内的富水带位置及富水情况。地质雷达探测：采用地质雷达对可溶岩段、向斜核部、侵入接触带、软硬岩接触带、断层及其影响带或 TSP 超前探测发现的异常地带，进行短距离精确探测，精确查明岩溶裂隙发育16、位置、大小规模、形态、充填及富水状况以及断层破碎带、裂隙发育带位置、规模、接触带岩体完整性等工程地质及水文地质条件。超前地质钻孔：对于隧道可溶岩岩溶弱发育段，采用一孔超前探孔贯通，对于岩溶中等强烈发育及复杂地段（勘察期间发现的断层破碎带、褶皱地段、沟谷地段、可溶岩与非可溶岩接触带、裂隙发育带、岩脉出露带及其他预报手段探测到的异常地段）必要时采用多孔探测；重点复杂地段（其他预报手段探测到的重大异常地段）采用超前地质探孔进行超前验证探测。掌子面加深炮眼：利用在隧道开挖工作面上炮眼钻孔，选择35个钻孔加深3m以上，探测掌子面前方的地质情况。3.4 施工超前预报工作流程隧道施工超前地质预报工作采用长短17、结合、上下对照、定性与定量相结合，多方法、多频次相互印证的原则，进行综合施工超前地质预报。 针对沿线各隧道洞身段地质复杂程度，具体预报分为常规预报和加强预报两种情况。 常规预报：主要采取以地质分析为基础、物探方法结合钻探方法为手段，宏观预报（地表调查）、中长距离预报（TSP 预报）、短距离预报（表面地质雷达、超前地质钻孔和加深炮眼）相结合的预报体系。其流程见图3-4-1。图3-4-1 常规预报工艺流程图加强预报：主要采取以地质分析为基础、物探方法结合钻探方法为手段，宏观预报（地表调查）、中长距离预报（TSP 预报）、短距离预报（表面地质雷达、红外线预报、超前地质钻孔和加深炮眼）相结合的预报体系18、。其流程见图3-4-2。图3-4-2 加强预报工艺流程3.5 隧道施工超前地质预报关键技术问题的对策岩溶及涌水、突泥预报 首先利用地质调查与地质素描手段，确定隧道可溶岩发育的大致里程，再通过TSP203A对岩溶及地下水发育的位置、规模及性质作较为详细的预报，然后采用掌子面素描、地质雷达、红外探测等方法更加准确地预报掌子面前方30m范围内岩溶的发育情况，对可能有岩溶、突泥涌水的地段特别是可溶岩与非可溶岩的接触带应进行水平钻验证，超前钻探时必须设有防突装置，具体为在钻孔时安设孔口管及高压闸阀，当遇有高压水时，要立即拔出钻具，关闭孔口管的高压阀门，等待制定处理措施。对岩溶强烈发育地段可增加钻孔的数量19、及增加地质雷达探测的频率，并对开挖后的隧道底板用地质雷达进行隧底岩溶检测。 斜井工区、隧道反坡施工地段处于富水区时，超前钻探作业时应做好突涌水处治的方案。隧道涌水、突泥预报程序，见图3-5-1。图3-5-1 隧道涌水突泥预报程序框图断层破碎带预报 首先利用地质调查与地质素描手段，确定在勘察阶段发现的宽大断层的大致里程，此外，由于地壳中许多断层并未延伸至地表或被覆盖层所覆盖，所以隧道在开挖过程中所揭露的断层往往多于地表所发现的数量，鉴于沿线隧道属岩溶隧道，故应进行TSP203A、地质雷达和红外探水贯通性探测，探测掌子面前方围岩的强度、完整性、富水性，然后根据掌子面素描观察隧道围岩的变化，统计节理20、组数及其形态的变化，推测前方可能出现断层的位置，对可能出现断层的地段进行水平钻验证，钻孔时需安设孔口管及高压闸阀，当遇有高压水时，要立即拔出钻具，关闭孔口管的高压阀门，等待制定处理措施。断层预报程序框图，见图3-5-2。图3-5-2 断层预报程序框图第四章 施工超前地质预报方法结合沿线隧道地质条件，超前地质预报工作采用由面到点、长短结合、地面调查与洞内预报相结合、定性与定量相结合的方法，确保预报的准确性。4.1 施工段落与对应的地质预测预报方法表4-1-1 榴桐寨隧道左线各施工段落对应的地质预测预报方法统计表序号里程围岩级别物探法超前钻探法1H2D8K0+000+263WT-1ZT-12D8K21、149+150D8K149+200WT-1ZT-23D8K149+200D8K149+910WT-1ZT-24D8K149+910D8K150+120WT-2ZT-25D8K150+120750WT-1ZT-26D8K150+750850WT-1ZT-17D8K150+8509808D8K150+980D8K151+3609D8K151+360598表4-1-2 榴桐寨隧道右线各施工段落对应的地质预测预报方法统计表序号里程围岩级别物探法超前钻探法1YD8K148+753YD8K149+2202YD8K149+220930WT-1ZT-23YD8K149+930YD8K150+140VWT-2Z22、T-24YD8K150+140770WT-1ZT-25YD8K150+770870WT-1ZT-16YD8K150+870YD8K151+000V7YD8K151+0003808YD8K151+380573.5V表4-1-3 平安隧道左线各施工段落对应的地质预测预报方法统计表隧道名称序号里程范围围岩级别物探法超前钻探法平安隧道1号横洞1HD1K0+004+190VWT-1ZT-12HD1K0+190+270VWT-2ZT-23HD1K0+270+365VWT-1ZT-1平安隧道2号横洞4H2D8K0+004+590IVWT-1ZT-15H2D8K0+590+754V6HD4K0+300+55523、V平安隧道5号横洞7HD5K0+000250WT-1ZT-18HD5K0+2505009HD5K0+500800ZT-210HD5K0+80090011HD5K0+900HD5K1+05012HD5K1+050300ZT-113HD5K1+300410ZT-214HD5K1+410600ZT-115HD5K1+60075016HD5K1+75095017HD5K1+950HD5K2+30018HD5K2+30065319HD5K2+653699平安隧道6号横洞20HD6K0+000150WT-1ZT-221HD6K0+15025022HD6K0+25040023HD6K0+400500ZT-124、24HD6K0+500600ZT-225HD6K0+60070026HD6K0+70090027HD6K0+900HD6K1+10028HD6K1+100150ZT-229HD6K1+150300ZT-130HD6K1+300400ZT-231HD6K1+40065032HD6K1+65095033HD6K1+950HD6K2+050ZT-134HD6K2+05050035HD6K2+50055036HD6K2+55080237HD6K2+802852平安隧道3号斜井38XJ3K0+004+350IVWT-1ZT-139XJ3K0+350+450IVWT-1ZT-240XJ3K0+450+7025、0IVWT-1ZT-141XJ3K0+700XJ3K1+350VWT-2ZT-142XJ3K1+350+450VWT-2ZT-243XJ3K1+450+893VWT-1ZT-1平安隧道左线44D8K151+760+790VWT-1ZT-145D8K151+790+980VWT-2ZT-246D8K151+980D8K152+080VWT-1ZT-147D8K152+080+380IV48D8K152+380+430V49D8K152+430+500IV50D8K152+500+880IVWT-1ZT-251D8K152+880D8K153+500IVWT-1ZT-152D8K153+500+526、50V53D8K153+550D8K154+250IV54D8K154+250+320V55D8K154+320+500IV56D8K154+500D8K155+450IVWT-1ZT-257D8K155+450+630IVWT-1ZT-158D8K155+630+650IVWT-2ZT-259D8K155+650+880V60D8K155+880+950VWT-1ZT-161D8K155+950D8K156+220IVWT-2ZT-162D8K156+220+370VWT-2ZT-263D8K156+370+500IVWT-2ZT-164D8K156+500+700V65D8K156+70027、+750IVWT-1ZT-166D8K156+750+800V67D8K156+800D8K157+480IV68D8K157+480+61569D8K157+615+665IV70D8K157+665D8K158+03071D8K158+030+510IV72D8K158+510+980WT-1ZT-173D8K158+980D8K159+18074D8K159+180+26075D8K159+260+515IV76D8K159+515+565VWT-1ZT-277D8K159+565D8K160+140IV78D8K160+140+240V79D8K160+240+660IV80D8K1628、0+660+780VWT-2ZT-281D8K160+780D8K161+200IVWT-1ZT-282D8K161+200+260V83D8K161+260+320IV84D8K161+320+660IVWT-1ZT-185D8K161+660+710V86D8K161+710+910IV87D8K161+910D8K162+000V88D8K162+000+200IV89D8K162+200+65090D8K162+650+900IV91D8K162+900D8K163+20092D8K163+200+350IV93D8K163+350+470V94D8K163+470+840IV95D829、K163+840D8K164+00096D8K164+000+360IV97D8K164+360+450V98D8K164+450+590IV99D8K164+590DK8K165+105100D8K165+105+230IV101D8K165+230+280V102D8K165+280+550IV103D8K165+550+720IVWT-1ZT-2104D8K165+720D8K166+250IVWT-1ZT-1105D8K166+250+590106D8K166+590+645IV107D8K166+645+695V108D8K166+695+855IV109D8K166+855+95530、VWT-2ZT-2110D8K166+955D8K167+055IVWT-1ZT-1111D8K167+055+205VWT-2ZT-2112D8K167+205+405IV113D8K167+405+705V114D8K167+705+755IV115D8K167+755+905V116D8K167+905D8K168+400IVWT-1ZT-1117D8K168+400+420IVWT-2ZT-2118D8K168+420+500V119D8K168+500+550IV120D8K168+550D8K169+000WT-1ZT-1121D8K169+000+120IV122D8K169+131、20+240V123D8K169+240+350IV124D8K169+350+650125D8K169+650D8K170+095IVWT-1ZT-1126D8K170+095+295VWT-2ZT-2127D8K170+295+630IVWT-1ZT-1128D8K170+630+850VWT-2ZT-2表4-1-4 平安隧道右线各施工段落对应的地质预测预报方法统计表平安隧道右线1YD8K151+753.534+766VWT-1ZT-12YD8K151+766+960VWT-2ZT-23YD8K151+960YD8K152+063VWT-1ZT-14YD8K151+063YD8K152+332、63IV5YD8K152+363+413V6YD8K152+413+483IV7YD8K152+483+863IVWT-1ZT-28YD8K152+863YD8K153+483IVWT-1ZT-19YD8K153+483+533V10YD8K153+533YD8K154+233IV11YD8K154+233+303V12YD8K154+303+483 IV13YD8K154+483YD8K155+433 IVWT-1ZT-214YD8K155+433+613 IVWT-1ZT-115YD8K155+613+633 IVWT-2ZT-216YD8K155+633+863V17YD8K155+8633、3+933VWT-1ZT-118YD8K155+933YD8K156+203IVWT-2ZT-119YD8K156+203+353VWT-2ZT-220YD8K156+353+483IVWT-2ZT-121YD8K156+483+683V22YD8K156+683+733IVWT-1ZT-123YD8K156+733+783V24YD8K156+783YD8K157+463IV25YD8K157+463+59826YD8K157+598648IV27YD8K157+648YD8K158+01328YD8K158+013+493IV29YD8K158+493+96330YD8K158+963YD34、8K159+16331YD8K159+163+24332YD8K159+243+498IV33YD8K159+498+548VWT-1ZT-234YD8K159+548YD8K160+123IV35YD8K160+123+223V36YD8K160+223+643IV37YD8K160+643+763VWT-2ZT-238YD8K160+763YD8K161+183IVWT-1ZT-239YD8K161+183+243V40YD8K161+243+303IV41YD8K161+303+643IVWT-1ZT-142YD8K161+643+693V43YD8K161+693+893IV44YD835、K161+893+983V45YD8K161+983YD8K162+183IV46YD8K162+183+63347YD8K162+633+883IV48YD8K162+883YD8K163+18349YD8K163+183+333IV50YD8K163+333+453V51YD8K163+453+823IV52YD8K163+823+98353YD8K163+983YD8K164+343IV54YD8K164+343+433V55YD8K164+433+573IV56YD8K164+573YD8K165+08857YD8K165+088+213IV58YD8K165+213+263V59YD36、8K165+263+533IV60YD8K165+533+703IVWT-1ZT-261YD8K165+703YD8K166+233IVWT-1ZT-162YD8K166+233+57363YD8K166+573+628IV64YD8K166+628+678V65YD8K166+628+838IV66YD8K166+838+938VWT-2ZT-267YD8K166+938YD8K167+038IVWT-1ZT-168YD8K167+038+188VWT-2ZT-269YD8K167+188+388IV70YD8K167+388+688V71YD8K167+688+738IV72YD8K16737、+738+888V73YD8K167+888YD8K168+383IVWT-1ZT-274YD8K168+383+403IVWT-2ZT-275YD8K168+403+483V76YD8K168+483+533IV77YD8K168+533+983WT-1ZT-178YD8K168+983YD8K169+103IV79YD8K169+103+223V80YD8K169+223+333IV81YD8K169+333+63382YD8K169+633YD8K170+078IVWT-2ZT-183YD8K170+078+278VWT-2ZT-284YD8K170+278+613IVWT-2ZT-1838、5YD8K170+613+883VWT-2ZT-286YD8K170+883YD8K170+935IV4.2 地面调查调查目的核对勘测资料，掌握隧道所在地区的地层岩性、地质构造、不良地质及水文地质情况，为隧道内地质预报提供方向性的依据。调查范围根据勘察单位提供的隧道工程地质图，调查范围主要为隧道进出口及隧道中线两侧各12.5km 的范围。调查内容 地层岩性主要调查地层的地质时代、岩层厚度、层间结合程度、岩层产状、岩性、岩石硬度、风化程度等。地质构造主要调查破碎带及节理裂隙特征。破碎带宽度、破碎带的成分、破碎带的含水情况以及与隧道的关系；节理裂隙的组数、产状、间距、充填物质、延伸长度、张开度及节39、理面的起伏情况，节理裂隙的组合状况。不良地质主要调查岩溶的发育程度及发育规模；隧址内滑坡的性质、规模、以及对隧道的影响；断层破碎带、岩性接触带、膨胀页岩的分布范围及规模。地下水的特征调查隧道范围内的泉水、井水、水塘、水库、沟水、河水及其水量、水文、水质的变化等。4.3 地质素描地质素描是隧道开挖后及时记录隧道洞身和掌子面地质情况的一种方法，它是地质调查的细化和补充，结合勘察和地质调查取得的地质资料，可以对隧道掌子面前方地质情况进行预测，并提出工程措施意见，同时为隧道运营维护提供全面准确的地质资料。4.3.1素描内容地层岩性描述洞内地层、地质时代、岩层厚度、层间结合程度、岩层产状、岩性、岩石硬度40、风化程度等。核对地层界线在隧道洞身的实际位置。地质构造确定各断层带以及主、次断层（包括影响带）的位置及与隧道的关系，描述各断层的产状、宽度、富水程度、断层带的物质组成及其胶结程度。对洞内岩体节理、裂隙进行定性及定量统计量测，查明其性质、组数、产状、间距、延伸长度、张开宽度、粗糙程度、蚀变情况、密度、地下水及充填情况，以及节理裂隙的组合状况等，并分析优势结构面对围岩稳定性的影响。岩溶描述岩溶规模、形态、位置、所属地层和构造部位，充填物成分、状态，以及岩溶展布的空间关系。特殊地层膨胀岩层等应单独进行描述。对存在的有害气体及放射性危害，应分析描述危害源存在情况。塌方应记录塌方部位、方式与规模及其随41、时间的变化特征，并分析产生塌方的地质原因及其对继续掘进的影响。地下水的特征围岩的透水性，出水点位置、出露形态（渗水、滴水、滴水成线、股水（涌水）、暗河）水量、水压、水温、水色、悬浮物（泥砂等）测定；出水点和地质环境（地层、构造、岩溶、暗河等）的关系；进行地表相关气象、水文观测，判断洞内涌水与地表径流、降雨的关系；必要时进行水样分析。其他在对岩体受构造影响程度、节理发育程度、岩体完整程度、富水程度及围岩稳定状态等进行详细编录的基础上，对围岩级别及其他地质参数进行修正，并提出有针对性的支护、衬砌或超前加固措施意见。对重点地段，如岩溶、断层、节理密集带、岩性接触带、地下水富集带、岩性变化频繁或软硬相42、间及掌子面地质情况与原设计地质条件出入较大等重点地段，除地质编录外，还要进行必要的地质调绘和测试。4.3.2 围岩稳定性评价和预报根据地质素描得到地层岩性、地质构造、不良地质、水文地质特征等，判定围岩完整性和围岩分级，结合勘察和地质调查取得的地质资料预测隧道前方地质情况。4.3.3 资料提交每循环开挖后对拱顶、掌子面和左右边墙进行地质编录，并进行数码摄像。编录的原始记录、图、表当天整理（绘制）。施工一定距离后，作出分段（60m/张）完善的地质展示图和总结。4.4 物探法4.4.1 TSP超前地质预报（地震波反射法）TSP超前地质预报系统是专门为隧道和地下工程超前地质预报研制开发的在这个领域最先43、进的设备，它能方便快捷地预报掌子面前方较长范围内的地质情况，它弥补传统地质预报方法只能定性预报无法定量预报的缺陷，为更准确的地质预报提供了一种强有力的科学方法和工具，它不仅可以及时地为隧道施工变更施工工艺提供依据，而且可以减少隧道施工中突发性地质灾害的危险性，为隧道施工提供施工更安全保障，减少人员和设备的损伤，同时也就带来很大的经济效益。TSP每次可探测100200m，为提高预报准确度和精度，采取重叠式预报，每开挖100m150m预报一次，重叠部分( 不小于20m)对比分析，每次探测结果与开挖揭示情况对比分析。4.4.1.1 TSP的基本原理隧道地震波超前预报方法是利用地震波在不均匀、不连续地44、质界面产生反射，实现隧道地质超前预报的目的。地震波震源采用小药量炸药震源，激发孔在洞壁一侧沿直线布置，一般采用24个炮孔激发，激发炮点的数量与采集的地震波信息量有关。地震波接收器安置在孔中，采取左右洞壁各布置一个接收器的原则。地震波在岩体中以球面波形式传播，当地震波遇到弹性波阻抗存在差异的界面时，例如地层界面、节理面、特别是断层破碎带、溶洞、暗河、岩溶陷落柱、岩溶淤泥带等不良地质，一部分地震信号反射回来，一部分信号透射进入前方介质继续传播，在传播过程中重演着反射与透射的不断过程，陆续反射回来的地震波信号被仪器设备采集下来。地震反射波信号的旅行时间与距离成正比，与传播速度成反比，通过分析各种波型45、的传播时间、波形特征和强度变化，实现预报隧道掌子面前方地质条件的目的。（见图4-4-1）图4-4-1 TSP超前地质预报原理4.4.1.2 设备采用TSP 203A超前地质预报系统，系统主要组成。 记录单元：12道，24位A/D 转换，采样率：0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1ms，记录长度：20.488192ms，动态范围120dB 。 接收器（检波器）：三分量加速度地震检波器，灵敏度为1000mV/g185%，频率范围为105000Hz，共振频率9000Hz，横向灵敏度1%，操作温度065。 TSPWIN 5.0版隧道预报处理软件。4.4.1.3测线布置接收器孔位置：46、在隧道边墙（面对掌子面），距离掌子面大约70m；数量：2个，隧道左、右边墙各一个；直径：50mm/孔深2m；布置：垂直于隧道轴向，用环氧树脂固结，水平布置；高度：离地面1m。炮孔位置：在隧道的左（右）边墙，第一个炮孔离接收器1520m，其余炮孔间距为1.52m；数量：24个；直径：50mm/孔深2m；布置：沿轴径向，向下倾斜1015（激发时水封填炮孔）； 高度：离地面约1m。图4-4-2 TSP超前预报测线平面示意图4.4.1.4 数据采集与分析TSP203A超前地质预报系统分为洞内数据采集和室内分析处理两大部分。洞内数据采集洞内数据采集主要由接收器、数据记录设备以及起爆设备三大部分组成，见图47、4-4-3。 洞内数据采集包括打接收器孔、爆破孔、埋置接收器探头、连接接收信号仪器、放炮接收信号等过程。A、钻接收器孔2个，见图4-4-3；B、钻爆破孔24个，见图4-4-3；C、接收探头的安装。a、接收孔的耦合剂注入耦合剂的作用是保证探头与钻孔岩体良好接触的必要条件，因此在接收孔的孔底需要注入耦合剂。注入耦合剂有两种办法：第一，有厂家供应的耦合剂卷条件下，用专用推杆（或钢筋棍）把耦合剂卷推至孔底，或用钢筋棍扎破耦合剂卷；第二，在现场临时不具有耦合剂条件下，可以采用黄油作为耦合剂，操作的步骤是用工具把黄油注入接收孔的孔底，保证孔底充满黄油的长度为 20cm左右，可以满足探头的耦合条件。工具退出48、时注意不要带出黄油以免影响耦合条件。b、接收探头的安装接收探头属于精密设备，要轻拿轻放。探头是三个分量组装在一起的，安装时使用专用工具定向推入孔中，务必使探头的“朝向标记”朝上，推入的过程中推杆和探头不要脱离，保证探头的定向可靠，保证预报采集地震波的矢量方向要求。c、接收孔口的降噪封堵器安装在隧道地震波预报的采集工程中，隧道内的噪音、以及震源激发产生的隧道管波等噪音，均影响有效波采集记录的质量，所以安装好孔口的降噪封堵器是一个重要步骤。降噪封堵器的安装在探头定向安装完毕后进行，接收探头电缆夹在降噪封堵器中心孔中，将降噪封堵器塞入接收孔中，做到降噪封堵器的外圆盘与洞壁紧密接触。D、装药：每爆破孔49、装药量大约75g（岩石2#乳化炸药），根据围岩软硬完整破碎程度与距接收器位置的远近而不同；E、联线：将设备各组件及爆破导火线联接好；F、放炮、接收信号；G、拆线、清理设备。图4-4-3 TSP203A洞内数据采集部分示意图图4-4-4 技术人员正在洞内采集数据 室内计算机分析处理“TSPwin 处理系统”的编程依据隧道地震反射波和绕射波原理，采用多波、多分量分析处理技术，对于处理中简单重复费时的步骤尽量采取自动的处理方式，对于涉及解释重要结论的处理过程，程序设立了源生对比检查的方式和利用多参数综合成果对比功能，为了方便进行地质分析推断解释，处理系统具有提供二维成果图和三维空间成果图件的功能。“50、TSPwin处理系统”的预报数据处理流程见图4-4-5。图4-4-5 预报数据处理流程通过“TSPwin处理系统”的处理，可以获得P 波、SH 波、SV 波的时间剖面、深度偏移剖面、提取的反射层、岩石物理力学参数、各反射层能量大小等成果，以及反射层在探测范围内的2D或3D空间分布。4.4.1.5 提交资料室内分析处理一般在24 小时内完成并可提交正式成果报告，报告一般包括如下内容：工作概况；探测的方法、设备及原理；测线布置；对测试结果的初步分析;结论。TSP 报告中应附的成果图表： 现场数据记录表；TSP地震波超前预报成果图标，主要包括：地震波三分量原始记录图、水平剖面与铅垂剖面地震波偏移归位51、成果图、TSP综合地质预报成果图、三维空间地质界面分布图和岩体比速度参数成果图、三维空间横断面扫描成果图。4.4.1.6 预报范围 一般预报距离为150m，在地质情况同复杂地段，如岩溶发育、断层、岩性接触带、褶皱带等特殊地段，为提高精度，采用连续重叠式预报，按平均每次预报120m考虑，搭接20m。4.4.2 高分辨直流电法（1）基本原理由于岩石电阻率大小主要取决于空隙内的富水性和孔隙空间特性，利用这种电性的差异，结合全空间电场理论以及相应的资料解释处理系统，就可以使用直流电法进行探测。直流电法通过在隧道周围岩层中建立起全空间的稳定人工电场，测量该电场的变化规律，求取岩层的视电阻率，绘制视电阻率52、曲线或剖面图，从而达到了解隧道周围岩层中的导水和含水构造的目的。1）对称四极方法为了在地下建立人工直流电场，一般采用对称四极装置，其中A、B 为供电电极，M 、N 为测量电极，由于电极尺寸大小相对于AB、MN距离来说很小，因此可以认为AB供电点为点电源。图4-4-6 高分辨电法2）三极测深方法：如果将供电电极B置于距A极无穷远处，这时装置就变为三极测深。这时地下电场可认为是由一个点电源A产生的，而无穷远电极B的影响可以忽略不计。因此测量的是MN两点同心球壳之间的电位差，反映的是A点正下方某深度的电性特征。三极超前探测方法：将三极测深进一步演变，可以进行三极超前探测。它以岩石的电性差异为基础，在53、全空间条件下建场，使用全空间电场理论，处理和解释有关隧道或矿井水文地质问题。超前探测是研究掘进前方地层电性变化规律，预测掘进前方含、导水构造的分布和发育情况的一种电法探测新技术。由于采用点源三极装置进行隧道内数据采集工作，供电电极A相对无穷远电极B可以看作为点电源。由于供电电极位于隧道中，其电场呈全空间分布，可利用全空间电场理论对数据进行分析解释。根据点电源场理论分析，点电源在均匀全空间的电力线呈射线发散，等电位面为以供电点为球心的球面，电位差则是以供电点为球心的同心球壳，球壳厚度应为测量电极间距。图4-4-7 点电源电流场的球形分布根据电场球壳原理，任意等半径球面上的电位是相等的，两个等位面54、上的点M、N之间形成电位差UMN，利用发射电流可计算出MN球环上的视电阻率。通过在隧道工作面后方布置电极，从而可探测出工作面前方的异常情况，其工作原理如图4-4-8所示。图4-4-8 超前勘探原理示意图若电流分布范围内存在电性异常（如含水地质异常体），不论异常体在隧道迎头前方还是其它方位，都会引起等位面的变化，视电阻率也会发生变化。若是低阻异常体会引起视电阻率值降低，反之，会引起视电阻率值增高。比如，图4-4-9是隧道迎头前方存在高阻异常体时，因其排斥电流而引起整个电流场的畸变，使测量电极附近的电流密度增大，故视电阻率增大。图4-4-9 高阻岩层对电流场的排斥作用利用一个供电电极A测到的视电阻55、率异常是反映整个球壳内部的异常，并不能说明异常就在迎头的前方，因为在以供电电极AxO为半径的球体内（O为MN电极的中点）任何一处异常引起的等位面的变化均可以影响到测量值，因此如果测量值有异常时，不能正确判断异常点的具体位置。为了达到超前探测的目的，采用三个供电电极交替供电分别测量的方式，利用几何交汇的原理（如图4-4-10所示），只反映出迎头前方的异常情况。这种方法可以消除顶板、底板和后方的影响，反映隧道迎头前方的地质异常，达到超前探测的目的。图4-4-10 几何交汇原理（2）测点的布置采用点源三极装置进行数据采集，供电极A1、A2、A3，间距4m，接收极M、N，极间距4m，距供电极A14米开56、始自动跑极，观测记录各点视电阻率，然后在计算机上绘制A1、A2、A3点视电阻率曲线图。以各条曲线上距A1供电点等距低阻点为依据，分别以A1、A2、A3点为圆心绘圆，三圆相交点即为隧道掘进工作面前方相应地点的视电阻率，根据视电阻率的高低可判断前方是否存在低阻异常区。解释异常区可判断前方岩层的水文地质特征。图4-4-11 超前探测布置示意图（3）现场数据采集严格按照测试要求进行，保证数据采集的质量，并符合下列要求：开机检查仪器是否正常；发射、接收电极间距测量准确，误差小于5cm；无穷远电极大于45倍的探测距离；发射接收电极接地良好；电池电量充足；数据重复测量误差小于5%，否则检查电极和仪器电源是否57、正常、工频干扰是否过大。（4）数据处理及成果解释数据处理与解释采用以下几个步骤，流程见图4-4-12。图4-4-12 数据处理与解释流程图数据整理，预处理首先从仪器将数据导入计算机，对那些明显不符合规律和实际情况的错误数据，以及重复的数据进行删减和改正。然后将全部数据整理成固定的格式，因为三极超前探的方法原理、施工特点以及数据采集方式有自己本身的特点。数字滤波，压制干扰一般来说，两种不同介质的物理性质变化在其接触面可能是明显和突变的，但由于电法勘探体积效应的存在，用仪器观测到的变化特征一般是连续和渐变的，突变信号往往是各种干扰噪声引起的，一些对观测的电压按照规律做初步的圆滑处理，或者设计专门的58、滤波因子对观测数据做相应的滤波处理，可以有效的压制或消除干扰信号而突出需要的地质异常信号。数据转换与计算电法超前探测技术的数据采集、仪器观测和纪录的数据包括点号、极距、供电电流和测量电压，有的也一并纪录视电阻率，数据预处理时不但需要对观测极距、点号等参数做少量校正，一般还需要做将数据转换成视电阻率或视电阻率梯度参数。全空间和隧道影响的校正全空间的影响可以根据一定的经验公式来进行校正。隧道空间的影响可以编写程序在滤波的时候进行一定程度的修正。另外其他条件的影响如对因积水影响而减少的值采用对比法修正，即在同一岩层中，有水与无水同时测量，经过多组数据统计后计算出修正系数，再将有水时的值乘相应的修正系59、数后得到真实的值。前方异常确认，假异常剔除 假异常的特点：同一测量点，不同的供电电极产生的电位具有同时放大或同时缩小的关系，即信号的强弱受供电电极位置的影响较小，这说明接收点附近存在异常体即“假异常”，由于该异常体距离测量电极很近，在接收信号中所占的比重远大于隧道前方异常所占的比重。异常圈定和确认对经过以上校正的数据进行异常圈定、分级以及可靠性评价，保留前方目标异常并确定其位置、范围、强弱等特性。异常的综合分析与地质推断经过处理的数据，后方隧道影响、上下及侧向地质体的影响得到了压制或消除，掘进头前方目标地质体的信息保留了下来，即可以结合各种已知条件对前方异常综合分析，确定其成因，在此基础上进行60、合理的 地质解释和判断，这样才可能得出较为符合实际的探测结论。成果图件绘制将解释推断的地质成果以直观形象的图予以展示。图4-4-13 高分辨电法分析成果图 依地质资料解释把经过处理的数据结合以已经搜集到的隧道周围或者附近区域的地质资料进行解释，比如导水断层的地质信息等。（5）高分辨电法的探测范围测试距离不超过80m，连续预报时， 前后两次搭接长度不小于10m。4.4.3 地质雷达探测法4.4.3.1 预报目的对TSP203A预报的异常点和设计的断层和岩溶异常区采用地质雷达作为补充手段，进而确定异常体的规模、性质等。 4.4.3.2 预报方法测线布置和信号触发方式选则探测的具体布置根据TSP2061、3A的预报结果和现场掌子面的具体情况，测线主要布置在掌子面上，正洞每个掌子面布置四条测线，辅助坑道每个掌子面布置三条测线。测线布置如图4-4-14、4-4-15所示。图4-4-14 辅助坑道掌子面地质雷达测线布置示意图图4-4-15 正洞掌子面地质雷达测线布置示意图地质雷达数据采集时的信号触发方式一般有三种，即测量轮触发、时间触发和键盘触发。测量轮触发方式一般要求测量表面比较光滑，保证测量轮正常滚动，以使雷达数据长度能够和实际测线长度相符。因为隧道掌子面凹凸不平，所以一般不能保证测量轮的正常工作，因此不采用这种触发方式；时间触发方式是地质雷达系统按照一定的时间间隔自动采集数据，要求天线按照合适62、的速度匀速前进，天线底部和测量表面允许一定的间隙，一般20cm，无论天线是否移动，系统都会按照设定好的速度自动采集数据，因此雷达数据长度会与实际测线长度不符，所以最好不要采用这种触发方式；键盘触发方式是通过电脑键盘发送指令给雷达控制系统，按一下键盘采集一道数据。天线按固定间距移动，移动一次采集一道数据，这种信号触发方式非常适合掌子面恶劣的工作条件。4.4.3.3 探测范围地质雷达探测主要用于岩溶探测，亦可用于断层破碎带、软弱夹层等不均匀体的探测，每25m一次，一次范围为30m，两次重叠长度应在5m以上。4.4.3.4 与施工工序衔接地质雷达探底要在隧道铺底之前完成，具体探测时间由指挥部工程部安63、排。掌子面前方探测，数据采集前要求工区配合对掌子面进行平整处理，使雷达天线与掌子面能有较好的耦合，移走掌子面附近其他的金属物体。4.4.3.5 成果资料室内计算机分析处理一般在24小时内完成并报告有关部门。资料整理和处理要求：雷达记录应清晰，反射波形、同相轴明显，不合格的记录应重测。对合格的记录应根据记录的情况进行必要的处理如：编辑、滤波、增益、褶积、道分析、速度分析和消除背景干扰等，求得时间剖面。在时间剖面中应标出探测对象的反射波组，确定反射体的形态和规模。解释确定反射体的位置、形态，推断其充填情况。必要时应制作模型进行反演解析。提交以下资料：测线布置图；原始记录；时间剖面；解析参数和解析结64、果。4.4.4 红外探测法4.4.4.1 基本原理在隧道中，围岩每时每刻都在向外部发射红外波段的电磁波，并形成红外辐射场，场有密度、能量、方向等信息，岩层在向外部发射红外辐射的同时，必然会把它内部的地质信息传递出来。干燥无水的地层和含水地层发射强度不同的红外辐射，红外线探水仪通过接收岩体的红外辐射强度，根据围岩红外辐射场强的变化值来确定掌子面前方或洞壁四周是否有隐伏的含水体。4.4.4.2 红外线探水的特点优点：测量快速，基本不占用施工时间；资料分析快，测量完毕，即可得出初步结论，室内整理及编写报告也可在2小时内完成。缺点：只能测量出含水体的方位，测量不出含水体隐藏深度及水量大小、水压等参数。65、4.4.4.3 红外线超前探水法的测线布置掘进掌子面超前探水的测线布置掘进掌子面场强测点布置，应根据掘进掌子面的大小，将掘进掌子面划分为若干个区域，一般情况下，将掘进掌子面划分为9个区域，每个区域设定1个测点，如图4-4-16所示。图4-4-16 掌子面测点布置示意图 隧道边墙超前探水的测线布置沿已开挖隧道边墙纵向进行测点布置时，分别在拱顶两侧边墙上各布置一条测线。从掘进掌子面开始，向已开挖方向（背离掘进掌子面方向），每间隔15设置一个测点，测点数不少于12个，如图4-4-17所示。图4-4-17 拱顶及侧帮测点布置示意图4.4.4.4 场数据采集在掌子面上均匀布置9个测点，发现异常后加密测点66、，并初步分析异常的可能原因，如因喷浆、放炮、照明灯等干扰影响应予删除，并重测。每次探测应对岩体的裂隙发育情况和隧道壁渗水情况进行详细记录。图4-4-18 技术人员对隧洞进行红外线探测4.4.4.5 数据分析根据隧道走向与场强曲线进行超前探水的判据，建立各测点的场强(y轴)与测点到掘进掌子面的距离(x轴)的函数关系，并绘制出函数图形，根据函数图形特征进行超前探水预报。如果函数图形为一水平直线，表明掌子面前方不存在含水构造，见图4-4-19(a)。如果函数图形为一斜线，表明掌子面前方存在具有含水构造的可能性，需要进一步探测，见图4-4-19 (b)。如果函数图形开始部分存在阶跃突变，后部为水平或斜67、线，表明掌子面前方存在含水构造，见图4-4-19 (c)。图4-4-19 红外线超前探水判读图4.4.4.6 数据分析红外超前探水报告，并附对掌子面及三条测线探测的红外场强值曲线图及探测数据表。4.4.4.7 红外探水的探测范围红外探测每循环可探测30m，为提高预报准确度和精度，采取重叠式预报，2025m探测一次，重叠部分对比分析。根据不同要求，采取不同的物探措施，物探法分为4种情况，见表4-4-1：表4-4-1 各种情况下物探手段示意表序号适用条件适用风险等级物探类型主要手段1全隧坍方风险及变形风险中度WT-1地震波反射法2非可溶岩地段断层及其破碎带、可熔岩岩溶弱中等发育地段。坍方风险为高度68、突水突泥风险为中度及以上WT-2地震波反射法+红外探测法3可溶岩地段断层、褶皱及其破碎带，岩溶中等强烈发育地段、可溶岩与非可溶岩接触带。突水突泥高度风险、地表失水高度风险、坍方高度风险WT-3地震波反射法+地质雷达+红外探测法4岩溶强烈发育地段，高压富水断层。突水突泥极高风险、地表失水极高风险、坍方高度风险WT-4地震波反射法+地质雷达探测法+红外探测法+时域瞬变电磁法4.5 超前钻探法4.5.1 超前地质钻孔超前地质钻孔是对TSP203A预报和地质雷达探测、红外探测等手段探测到的不良地质体的确认，贯穿整个开挖工序，超前地质钻孔的位置、孔深、数量、取芯等由地质人员根据物探预报成果并结合掌子面69、附近的地质情况综合分析确定。图4-5-1 超前探孔现场施工图 超前地质探孔特点优点：可以直接从取出的岩芯或岩粉中了解前方的地质情况，方法直接可靠。缺点：往往以一孔或几个孔代表掌子面前方的整体，具有局限性；对隧道施工干扰大，通常一个循环的超前探孔需要中断隧道施工1020小时。 钻进方式拟采用单孔水平取岩芯钻探法，超前探测2030m，验证中长距离物探超前探测的异常地段。每25m一循环，每孔长30m，钻孔是否取芯根据不同地质条件确定。 资料提交超前地质钻孔由地质技术人员进行地质编录和孔内必要的测试后，整理得到超前探孔成果，内容如下：1) 钻孔柱状图，描述地层、岩性、节理裂隙特征，记录钻孔过程中有价值70、的信息，提出围岩完整性评价。2) 记录出水位置，进行孔内水量、水压、水温等测试，预测隧道涌水量。对于水量大于1L/s的出水点，建立出水点档案，进行动态观测。3) 编写钻探报告。4.5.2加深炮眼加深炮眼超前探测，利用在隧道开挖工作面上的炮眼钻孔来探测前方围岩的地质情况，在每一循环钻设炮眼时布设35个钻孔加深3m以上作为探测孔。根据不同地质条件及不同的要求，将钻探法分为6类，见表4-5-1。表4-5-1 各种情况下钻探手段统计表序号适应条件使用风险等级钻探类型主要手段备注1所有工点全部风险类型ZT-1超前钻孔（1孔）+加深炮眼（3孔），钻孔取芯。2地表构造带、非可溶岩与可溶岩层接触带、超前地质预71、报物探异常区、软质岩大变形段、硬质岩岩爆段坍方风险为高度、变形风险为中度ZT-2超前钻孔（3孔）+加深炮眼（5孔），其中1孔取芯。3活动断裂带坍方风险为中度、变形风险为中度，岩爆风险为中度ZT-3超前钻孔（3孔）+加深炮眼（5孔），其1孔取芯，超前钻孔孔深80100m。4岩溶中等强烈发育区突水突泥中度风险、坍方中度风险ZT-4超前钻孔（3孔）+加深炮眼（10孔），其中1孔取芯。5高压富水地段突水突泥中度风险、地表失水高风险ZT-5超前钻孔（5孔），所有探测孔均需设置关水阀门，1孔设置测压装置，其中3孔作为定位孔。4.6 综合地质预报超前地质预报要建立一个地质信息系统，通过各种方法收集地质信息，72、进行综合分析、判断，编制信息预报成果由主管技术人员予以复核，并报设计、监理，为变更设计、为施工提供决策依据，及时调整施工方法和支护参数。经分析、整理的地质资料作为施工技术资料存档。采用新的施工方法和支护参数后，又从施工过程中获取新的地质信息，更新地质信息系统，经处理后，再一次反馈给施工，如此往复，形成地质信息系统化。 地质综合判析是综合超前地质预报方法的中枢，它对所有的各种预报手段获得的资料进行归纳、分析、对比，提出最终预报结论和工程措施建议，指导施工。综合分析探测报告，内容包括工作概况、采用的各种预报手段及预报结果、相互印证情况、综合分析预报结论、施工方法和施工技术建议。超前地质预报结果应体73、现及时性，有异常情况应及时通知决策部门和施工现场，及时采取措施，使不良地质体始终处于可控状态。 地质预报信息收集处理反馈系统见图4-6-1。图4-6-1 地质信息处理反馈流程4.7 成果资料4.7.1 即时报告当地质工程师发现地质情况发生变化时，即刻以口头或电话的形式向工区和指挥部报告，随后及时补充书面报告，同时上报监理和业主，并积极参与不良地质地段工程措施的研究，并从地质角度提出意见。4.7.2 日常报告当每次完成地质预报工作后，应及时向工区和指挥部提供相应资料，并送至报监理单位、设计单位、建设单位，并提供分阶段成果报告。4.7.3 最终成果报告隧道全部贯通3个月内提交成册的最终成果报告，报74、告组成如下： 地质纵断面图； 地质展示图（1:200）； 超前地质钻孔报告； TSP203A超前地质探测报告； 红外线探水报告； 地质雷达超前探测报告； 利用其他手段进行超前探测的报告。第五章 隧道地质复杂程度分级根据隧道沿线水文、工程地质条件及可能存在的风险因素，按铁路隧道超前地质预报技术指南铁建设2008105号本，将平安隧道、榴桐寨隧道正洞各段地质复杂程度分级列于表5-1-1，斜井、横洞各段地质复杂程度分级列于表5-1-2。表5-1-1 正洞地质预报工作布置隧道里程复杂程度分级预报重视程度榴桐寨隧道左线D8K150+750D8K151+598中等复杂常规预报D8K149+550D8K1475、9+910D8K150+120D8K150+750较复杂加强预报D8K149+910D8K150+120复杂加强预报榴桐寨隧道右线YD8K148+753YD8K149+220YD8K150+770YD8K151+573.5中等复杂常规预报YD8K149+220YD8K149+930YD8K150+140YD8K150+770较复杂加强预报YD8K149+930YD8K150+140复杂加强预报平安隧道左线D8K151+760D8K151+790D8K151+980D8K152+500D8K152+880D8K154+500D8K155+450D8K155+630D8K155+880D8K15576、+950D8K156+700D8K159+515D8K161+320D8K165+550D8K165+720D8K166+855D8K166+955D8K167+055D8K167+905D8K168+400D8K168+550D8K170+095D8K170+295D8K170+630中等复杂常规预报D8K152+500D8K152+880D8K154+500D8K155+450D8K159+515D8K160+660D8K160+780D8K161+320D8K165+550D8K165+720D8K155+950D8K156+220D8K156+370D8K156+700较复杂加强预报D77、8K151+790D8K151+980D8K155+630D8K155+880D8K155+220D8K156+370D8K160+660D8K160+780D8K166+855D8K166+955D8K167+055D8K167+905D8K168+400D8K168+550D8K170+095D8K170+295D8K170+630D8K170+850复杂加强预报平安隧道右线YD8K151+735.5YD8K151+766YD8K151+960YD8K152+483YD8K152+863YD8K154+483YD8K155+433YD8K155+613YD8K155+863YD8K155+78、933YD8K156+683YD8K159+498YD8K161+303YD8K165+533YD8K165+703YD8K166+838YD8K166+938YD8K167+038YD8K167+888YD8K168+383YD8K168+533YD8K169+633中等复杂常规预报YD8K152+483YD8K152+863YD8K154+483YD8K155+433YD8K159+498YD8K160+643YD8K160+763YD8K161+303YD8K165+533YD8K165+703YD8K155+933YD8K156+203YD8K156+353YD8K156+683YD879、K169+633YD8K170+078YD8K170+278YD8K170+613较复杂加强预报YD8K151+766YD8K151+960YD8K155+613YD8K155+863YD8K156+203YD8K156+353YD8K160+643YD8K160+763YD8K166+838YD8K166+938YD8K167+038YD8K167+888YD8K168+383YD8K168+533YD8K170+078YD8K170+278YD8K170+613YD8K170+935复杂加强预报表5-1-2 斜井、横洞地质预报工作布置名称里程复杂程度分级预报重视程度榴桐寨隧道2#横洞HD280、K0+000HD2K0+263中等复杂常规预报平安隧道1#横洞HD1K0+000HD1K0+190HD1K0+270HD1K0+365中等复杂常规预报HD1K0+190HD1K0+270复杂加强预报平安隧道2#横洞H2D8K0+000H2D8K0+754中等复杂常规预报平安隧道5#横洞HD5K0+000HD5K2+699中等复杂常规预报平安隧道6#横洞HD6K2+180HD6K2+852中等复杂常规预报HD6K0+000HD6K0+930HD6K1+330HD6K2+180较复杂加强预报HD6K0+930HD6K1+330复杂加强预报平安隧道3#斜井XJ3K0+000XJ3K0+350XJ3K81、0+450XJ3K0+700XJ3K1+450XJ3K1+893中等复杂常规预报XJ3K0+350XJ3K0+450XJ3K0+700XJ3K1+350较复杂加强预报XJ3K1+350XJ3K1+450复杂加强预报第六章 施工超前地质预报工程数量6-1-1 一级风险隧道超前地质预报工程数量表序号类别正洞辅助坑道标段合计1长度m431488826519742地质调查法地质调查m43148882651974地质素描m43148882651974地质作图m431488826519743超前钻探法加深炮眼m2377683889827666689超前钻孔孔数11651281293m3488238543882、73689超前钻孔（取芯孔）孔数17253032028m517789088608664物探法地震波反射法 （TSP202/TSP203）次数43177508m51778908860866地质雷达次数000m000红外探水次数24883331m742324969919时域瞬变电磁法m0005基底探测m290013584258第七章 施工超前地质预报组织结构及职责分工本标段隧道存在的工程地质问题有软岩大变形、高地应力、危岩落石、高烈度地震区、断层破碎带、岩堆、岩溶等，地质因素可能严重危及施工安全，制约工期。为确保该标段隧道按期优质建成，地质工作十分重要。为此，成立隧道超前地质预报组，对隧道施工进行83、全过程监控指导，确保地质预报工作的准确性。7.1超前地质预报组织机构 超前地质预报组由指挥部主管技术的副指挥长总负责人，地质工程师配合总负责人进行超前地质预报技术服务工作。现场设5个超前地质预报小组，每个项目部派遣一个小组，配合设计院完成超前地质预报工作。表7-1-1 单线正洞无轨运输中度机械化设备配置表序号机械名称规格数量备注超前地质预报1地震波反射法（TSP、HSP)2红外探水仪3地质雷达4常规超前探孔钻机能取芯2根据施工进展情况组织进场不需取芯17.2超前地质预报职责分工地质素描、加深炮眼由施工单位施作并做好施工记录，超前地质钻孔由施工单位按照设计要求对掌子面钻孔取芯并提供现场记录表交设84、计单位，由设计单位根据钻芯记录出具地质分析报告。地质雷达探测及红外探测由设计单位独立施作并出具分析报告。弹性波反射法由施工单位按照设计单位交底打探测孔，设计单位现场施做后并出具报告。设计单位根据各种超前地质预报结果出具地质综合分析报告交施工单位。第八章 质量管理体系及质量、安全、进度、环保保证措施8.1 建立超前地质预报质量管理体系为实现成兰铁路CLZQ-9标项目隧道施工地质超前预报的工程质量目标，成立以项目负责人为组长的质量管理领导小组，建立质量管理体系，制定质量管理办法及质量保证措施和预报安全管理措施以及进度保证措施。施工超前地质预报的质量管理体系见图8-1-1。图8-1-1 质量保证体系85、图8.2 思想保证措施全体项目人员认真学习国家有关产品质量的政策法规，增强“质量就是企业的生命”的理念，把思想政治工作作为一项重要内容贯穿到整个过程中，经常进行质量教育，从根本上提高人员的质量意识，牢固树立“质量第一”的观念，并对全员进行质量考核，以便改进工作质量。8.3 制度保证措施8.3.1建立质量责任制度为确保施工质量，自上而下逐级建立工程质量责任制，明确各工作岗位的质量职责和义务，建立完善的质量责任制度，以确保工程质量得到有效控制。8.3.2 建立质量检查考核制度每月底组织质量检查及与月终奖励相结合的质量评比，并不定期进行质量评比，召开质量分析会议，分析质量保证计划的执行情况，及时发现86、问题，研究改进措施，积极推动全面质量管理工作的深入开展。8.4 超前地质预报的质量保证措施在贯彻质量管理体系的基础上，按照超前地质预报实施性施工组织所制定的各项技术指标的要求，严格技术交底，做到目的明确、清晰地开展预报工作，进行预报工作，使预报质量得到有效的控制，从而切实保证预报的精度和质量。各种方法的质量保证措施如下：地质素描在每炮后应及时进行，对掌子面、边墙、拱顶及底板围岩的工程地质及水文地质特征进行详细描述，描述要真实贴切，并辅以适当的图形、图片。在开挖够60m后，及时对素描资料进行汇总，并形成展示图。TSP超前探测前应对炮孔及接收器孔进行测量，其参数应严格满足设计要求；接收器套管安装要87、耦合完好；检测噪音在低于-78dB时方可接收数据，接收时要保持检测噪音时最安静的状态，接收到的信号要求初值明显；曲线隧道预报的终点不能偏离隧道中线30m。超前钻孔前应进行详细的技术交底，根据需要探明哪些地质问题而设计钻孔的参数。钻孔时应严格按照交底操作，钻进过程中对钻进速度、岩粉及冲洗液变化情况、卡钻情况、地下水情况等做详细记录，如遇特殊情况，需进行钻孔取芯。在各项现场采集工作结束后，内业数据分析、处理以及报告编写应及时，成果报告应有编制、复审核。成果报告及时提交给指挥部及施工单位，做到信息化施工。把预报、检测结果与实际开挖情况进行比对，不断总结，调整各种参数、方案组合等，对预报做出修正，提高88、准确性。8.5 超前地质预报的安全保证措施认真贯彻执行党和国家的安全生产方针、政策，严格执行施工规范和安全技术规则，对预报人员进行岗前安全教育培训及岗后安全总结，班前、班中、班后安全讲话以及每周的安全教育工作，牢固树立“安全第一、预防为主”和“管生产必须管安全”的思想意识。建立健全安全保证体系，领导挂帅，全员参加，使安全工作制度化、经常化，并贯穿预报全过程。8.5.1 安全保证体系为实现安全目标，本标段工程设立以项目负责人为第一责任者的安全生产领导组，总负责并领导本项目的安全生产工作。主管安全生产的副经理为安全生产的直接责任人，总工程师为安全生产的技术负责人。下设安全质量部，安全质量部设专职安89、检工程师；地质预报作业设兼职安全员，自上而下形成安全生产监督、保证体系。建立健全各项安全制度、加强安全生产教育与培训、做好专项安全技术方案的编制与审批、制定施工安全措施，提高和增强安全意识，经常对全员进行遵章守纪的安全教育，建立和完善各级安全生产责任制，明确各级管理人员的安全责权，抓好逐级安全负责制的落实。安全保证体系见图8-5-1。项目经理安全生产委员会安全教育安全管理安全活动安全监督质量安全文件学习日常安全教育安全操作培训特殊工种培训制定安全生产制度制定安全保证措施制定安全奖罚标准定期或不定期检查周一安全日活动安全无事故活动安全文明施工竞赛制度执行情况检查措施执行情况检查重点部位防范检查按90、四不放过分析事故安全总结整改杜绝较大生及以上施工安全事故；杜绝质量重（较）大及以上事故；杜绝较大及以上道路交通责任事故；杜绝较大及以上火灾事故；杜绝较大及以上人员伤忙事故；控制和减少一般责任事故。地质预报组图8-5-1安全保证体系框图8.5.2 安全工作制度采用新工艺、新方法、新设备或工人调换工作岗位、新工人上岗时，进行新操作方法的培训和新工作岗位的安全教育，未经教育、不达标准不得上岗。制定实现安全目标和保障目标的详细规章制度，并且从上到下逐一落实制度，严格实施安检人员一票否决制。严格执行施工安全协议书和批准的施工计划，遵守安全规定，互相监督，协调配合，尽职尽责，堵塞漏洞，消除不安全因素。安全91、组织制度建立积极有效的安全生产管理机构，切实可行的把安全意识落实到位。安全生产责任制度以岗位责任制为中心，任务到人，责任到人，奖罚分明。安全教育培训制度坚持定期进行安全学习活动，对施工现场安全隐患以及场内外的安全事故展开讨论，对预报人员进行岗前安全教育培训及岗后安全总结，班前、班中、班后安全讲话以及每周的安全教育工作，总结反思，做到警钟长鸣，防患于未然。安全生产值班制度做到时时有监督，分分讲安全。安全生产奖罚制度提高员工安全生产警惕性与责任心。重大安全事故上报制度一旦发生重大伤亡事故，须立即报告上级主管部门和当地劳动部门、检察机关，并通知甲方代表。安全生产检查验收制度定期、不定期的进行安全检查92、评比，及时发现和处理不安全因素，杜绝违章作业和违章指挥。安全生产资料归档、备案制度统计数据、总结经验，更好的实施安全施工。具体措施如下：作业环境方面人员到达工作面后，首先检查工作面是否处于安全状态。支护、拱顶是否稳定，如有松动危石清除并加以支护后再进行后续的地质探测工作。高空作业方面高空作业时使用统一规定的信号、旗语、手势、哨等与地面联系。使用梯子进行高空作业时应注意：使用前先检查；上下梯子时，手上不要拿任何物体，要使用绳索吊运物体；在梯子上工作时要面对梯子，并使用双绳安全带；任何时候只能一人在梯子上工作； 设备及设施的安全卡控要点制定安全操作规程，安装安全防护装置，加强对操作人员的安全思想93、教育，经常检查在施工过程中规章制度的执行情况，发现问题及时解决，不留隐患；施工机具进场时应按要求对机具进行登记，并在进场前与进场后均做使用验收，在施工过程中做到定人、定期、定机的原则，切实加强对机械设备的操作、使用、维修、保养的管理和提高操作人员责任心；每月对机械设备进行一次全面仔细的自检，做好检查记录；操作人员必须服从施工技术人员的指导，精心操作，在施工过程中要经常对机械设备进行检查、维修、保养；各类设备应确保用电安全，与输电线路保持水平和垂直的安全距离，小于安全操作距离应采取切实有效的防护措施。突泥突水预防：编制突泥突水应急预案，总的原则是发生事故后迅速撤离人员至安全区域；启动应急预案，快94、速排出洞内涌水；在保证抢救人员的安全前提下，及时抢救被困人员和机械设备；制定抢险方案，堵住涌水部位后进行超前注浆，清理并恢复生产。加深炮孔探测和爆破法探测的相关规定制定爆破作业安全操作规程，爆破前应提前清场，无关人员一律退出爆破场地，清场人员应使用高亮电筒确认现场无人；爆破区域前后各安排1名安全维持员，负责阻止闲杂人员进入；接线人员应至少2人，1人负责照明，1人负责接线，严格杜绝将触发线和引爆线接反；接线人员完成接线后立即退出到安全区域内，并提醒引爆器操作员操作完毕；放炮采用二级指令，预报仪操作员发出第一级“接线”指令后，引爆器操作员才可接线，但不得旋动爆破按钮；现场再次确认无误后，预报仪操作95、员发出第二级“放炮”指令后，引爆器操作员才可旋动爆破按钮，进行爆破；如发现哑炮，应立即通知现场负责人员，进行相应处理，不得擅自处理；所有爆破工作结束后，安全员专门负责清理现场爆破器材，不得遗漏；未使用完的爆破用品应立即归库处理，不得丢弃、转运、用作他途；所有收尾工作结束后，通知施工单位复工。人员的防护开工前了解生产任务、作业要求和安全事项。工作中检查劳动防护用品穿戴、机械设备运转安全装置是否完好。完工后应将阀门、开关关好：气阀、水阀、电气开关等；整理好用具和工组箱，放在指定地点；危险物品应存放在指定场所，填写使用记录，关门上锁。人员防护用品要齐全：进入施工场地的施工人员必须戴符合国家标准的合格96、安全帽；进入施工场地的施工人员必须穿安全鞋，禁止穿拖鞋上岗；进入现场的施工人员必须穿统一工作服；进行高空作业必须带符合国家标准的双绳安全带，必须束腰绑腿；进行搬运、拆除等容易伤及手部的工作时应配戴橡胶涂层手套；对于进入某些灰尘较多或具有有害气体的工作区域（如喷锚、出碴、通风死角等区域）必须配戴口罩。8.6 超前地质预报的进度保证措施为了保证超前地质预报工作的实效性，我们要达到所有通过物探手段进行的预报资料将在现场采集数据完毕后12小时内提供阶段成果报告，当采集的数据在进行室内处理时，发现重大异常，我们将及时的提供口头报告，以便现场及时采取应急措施。所有通过物探手段进行预报的现场数据采集工作（打97、设接受器孔），都将在不影响施工的前提下，提前做好准备工作。超前钻孔的准备工作也将提前做好，并经常做到设备的检修和维护工作，另配件带至洞内，做到随时更换受损部件，最大程度地降低成孔时间。有重大异常的在现场口头提供。8.7 超前地质预报的环保保护措施8.7.1 噪声污染控制减少剧烈爆炸次数，减少爆炸点位；严禁在场地内燃烧各种垃圾及废弃物。对空压机、发电机等噪音超标的机械设备，安装消音器降低噪音；合理安排噪音较大的机械作业时间，距居民较近地段，严格控制噪音，不得在夜间进行产生环境噪音污染的施工作业；运行期以无鸣笛方式穿越保护区，减少对野生动物的干扰；8.7.2 水环境保护施工废水、生活污水按有关要求98、进行处理，按规定排放。施工废水采取过滤、沉淀，作净化处理后排放，不直接排入河道。生活污水采取二级生化或化粪池等措施进行净化处理，生活废水经沉淀处理，经检查符合标准后方可排放；施工机械的废油、废水采取隔油池等有效措施加以处理。机械存放点、维修点、车辆停放点以及油品存放点做好隔离沟，将其产生的废油、废水或漏油等通过隔离沟集中到隔油池，经处理后进行排放；保护自然水流形态，做到不淤、不堵、不留施工隐患，不阻塞河道，采取一切措施确保岷江河道不堵塞、不污染。严格贯彻、执行中华人民共和国水污染防治法，防止水污染。8.7.3 大气、环境保护施工场地和运输道路经常洒水尽可能减少灰尘对生产人员和其他人员造成危害及99、对农作物的污染；在设备选型时选择低污染设备并安装空气净化系统确保达标。附图1 钻孔柱状图工程名称钻孔编号掌子面里程备注地层时代层底里程层底深度分层厚度柱状图工程地质简述出水位置出水量(m3/h)制图复核 日期附图2 超前地质预报钻探施工记录表 工程名称里程施工单位说明钻机类型钻孔编号开孔坐标（cm）角度(度)每个钻孔单独填制一份表格设计深度实际深度X立角开工日期完工日期Y水平角操作人员验孔人员技术负责人序号工作时间钻进深度（m）钻探速度（转/分）含水情况岩质岩性钻进情况（冲洗液颜色、流量变化、涌砂、空洞、震动，卡钻位置、突进里程，冲击声音变化，断层、溶洞填充等情况）记录：复核：日期：附图3 超100、前地质预报TSP布孔示意图观 测 系 统项目接收器孔炮 孔数量2个，位于隧道左右边墙（各1个），位置对称24个，位于构造走向与隧道轴向交角为锐角的一侧边墙，第一个炮孔靠近掌子面直径50mm（必须50mm以上）4550mm 深度2m1.5m定向垂直隧道边墙，向上倾斜510垂直隧道边墙，向下倾斜20(便于用水充填炮孔)高度距地面（隧底）高1m距地面（隧底）高1m位置距开挖工作面约55m第1个炮孔距同侧接收器孔20m，炮孔间距1.5m上倾510)(上倾5101m接收器孔接收器孔横断面（接收器孔）)1m炮孔横断面(炮孔，在左或右侧)下倾1020工作面55m接收孔115m炮孔S1 S2 S3 S23 S101、24隧道轴线接收孔2接收器孔和炮孔平面分布1.5m岩层附图4 地质素描施工记录表附表5 隧道地质展示图XXX隧道地质展示图隧道方位： 比例： 作图日期：展示图左边墙拱部右边墙里程设计工程地质水文地质条件设计围岩分级施工围岩分级施工揭示地层岩性特征施工揭示构造特征施工揭示水文地质特征施工围岩稳定性及初期支护绘制： 复核：附图6 加深炮孔探测记录表施工单位： 标段: 隧道名称： 记录编号： 施工日期司钻人员 签字掌子面里程加深炮孔编号开钻时间结束时间加深炮孔长度（m）超前探孔情况备注钻孔速度钻孔时流浆钻孔出水较快一般慢、不卡钻慢、卡钻异常深度（m）岩粉黑色煤屑泥浆异常深度（m）无水小一般大12345结论注意事项：1、加深炮孔与掌子面炮孔同时作业，炮孔布置示意图见右上角。2、加深炮孔采用56m长度，尽可能水平方向（1、2、3可略向外倾斜）。3、加深炮孔由开挖班长负责指导作业，观察上述情况，每班结束后立即填写此表（在相应栏内划“”），签字后立即交给作业队技术负责人，有异常立即报告队长和总工程师。4、作业队技术负责人审核后每30m一次交给超前地质预报单位（发生异常情况及时通报）。 施工队负责人： 作业队技术人员： 现场监理： 年 月 日