1、铁路隧道工程超前地质预报施工作业指导书编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编 制： 审 核: 批 准： 发 布： 二XX年X月目录一、 编制目的1二、 编制依据1三、 适用范围1四、 超前地质预报原则1五、 超前地质预报的内容1六、 超前地质预报工作方法2七、 地质调查法3八、 地质素描31. 工程地质内容32. 水文地质内容4九、 TSP20341. 施工准备42. 探测工艺5十、 超前水平钻孔7十一、 地质预测预报设备8十二、 安全措施8超前地质预报作业指导书一、 编制目的为更好地指导施工，规范操作，保证施工安全质量。二、 编制依据MHTJ-7标隧道设计图铁2、路隧道工程施工技术指南TZ204-2008铁路隧道工程施工安全技术规程TB10304-2009铁路隧道工程施工质量验收标准TB10417-2003三、 适用范围适用范围为xx铁路MHTJ-7标段项目经理部二工区隧道超前地质预报工程施工。四、 超前地质预报原则1、超前地质预测、预报是隧道信息化施工的重要组成部分，施工阶段应将超前地质预测、预报纳入施工工序进行组织管理。2、质预测预报坚持隧道洞内探测与洞外地质勘探相结合、地质方法与物探方法相结合、多种物探方法相结合、开展多层次、多手段的综合超前地质预报，并贯穿于施工全过程。3、超前地质预报的结果应体现出及时性，有异常情况时应及时通知决策部门和施工单3、位，及时采取措施，使不良地质体始终处于可控状态；在预报前方地质情况正常的情况下，亦应将预报结果及时通知决策部门和施工单位，使其安排正常施工工序，组织正常施工生产。4、地质预报结论应有书面报告，并及时交由决策部门和施工单位，对所有预报资料应存档备查。5、施工过程中应将实际开挖的地质情况与预报结果进行对比分析，及时总结经验教训，以指导和改进地质预报工作。6、隧道超前地质预测预报应根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度，分级进行，并按不同级别确定相应的方法和手段。五、 超前地质预报的内容隧道开挖过程中应开展超前地质预报工作，以获取开挖面前方的地质信息，并根据预报结果及时报送相关单位，以调整隧道设计，施4、工方案，实行信息化设计、信息化施工，指导隧道安全施工，避免发生地质灾害。针对隧道工程的特点和施工技术要求，按设计要求，隧道施工期地质预测、预报包括以下内容：地层岩性预测预报，地质构造预测预报，不良地质预测预报，地下水预测预报。六、 超前地质预报工作方法（1）全隧道进行地质素描，地质素描随隧道开挖及时进行，地层岩性变化处、构造发育部位、岩溶发育带附近等复杂、重点地段每循环进行一次，一般地段1020m进行一次。地质调查法工作量同隧道长度。（2）较复杂地段采用地震波反射法辅助探测。（3）在富水软弱断层破碎带、熔岩发育区、煤层瓦斯发育区、重大物探异常区等复杂地质地段应采用超前水平钻探预报前方地质情况。5、超前地质预报措施详见后附表5-1。3050m超前钻孔TSP203正常收集分析判断反馈上报确定施工方案隧道施工地质调查、素描超前深孔探测工程与水文试验其他方法正常异常图5-1 超前地质预报流程图七、 地质调查法地质调查法包括隧道地表补充地质调查和洞内地质素描等。地质调查法应根据隧道已有勘察资料、地表补充地质调查资料、洞内开挖工作面地质素描，通过地层层序对比、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析、断层要素与隧道几何参数的相关性分析、临近隧道内不良地质体的前兆分析等，利用地质理论、地质作图和趋势分析等工具，推测开挖工作面前方可能揭示的地质情况。隧道地表补充地质调查应在实施洞内地质超前预报前进行，并6、在实施洞内地质预报过程中，根据需要随时补充。隧道地表补充地质调查应包括下列内容：（1）对已有的地质勘查成果的熟悉、核查和确认。（2）地层、岩性在隧道地表的出露及接触关系，特别是对标志层的熟悉和确认。（3）断层、褶皱、节理密集带等地质构造在隧道地表的出露位置、规模、性质及产状变化情况。（4）地表岩溶发育位置、规模及分布规律。（5）煤层、石膏、膨胀岩、含石油天然气、含放射性物质等特殊地层在地表的出露位置、宽度及其产状变化情况。（6）认为坑洞、走向、高程等，分析其于隧道的空间关系。（7）根据隧道地表补充地质调查结果，结合设计文件、资料和图纸，核实和修整超前地质预报的重点区域。八、 地质素描地质素描主7、要内容有：1. 工程地质内容（1）地层岩性：地层时代、岩性、层间结合程度、风化程度等。（2）地质构造：褶皱、断层、节理裂隙程度特征、岩层产状：断层的位置、产状、性质、破碎带的宽度、物质成分、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、延伸长度、张开度及节理特征、力学性质；分析组合特征、判断岩体完整程度。（3）岩溶：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。（4）特殊地层：煤层、沥青层、含膏岩层、膨胀岩和含黄铁层等。（5）隧道影响范围内的各种坑道和洞穴的分布位置及与隧道的空间关系。（6）地应力：包括高出地应力显示性标志及其他发生部位，如8、岩爆、软弱夹层挤出、探孔饼状岩芯等现象。（7）塌方：塌方部位、形态、规模及随时间的变化特征，并分析产生塌方的地质原因及其对继续掘进产生的影响。（8）有害气体及放射性危险源的存在情况。2. 水文地质内容（1）地下水分布、出露形态，围岩的透水性、水量、水压、水温、颜色、泥沙含量，以及地下水活动对围岩稳定的影响，必要时进行长期观测。地下水的出露形态分为：渗水，滴水，滴水成线、股水（涌水）、暗河。（2）水质分析，地下水对结构材料的腐蚀性。（3）出水点和地层岩性、地质构造、岩溶、暗河等的相关关系。（4）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。（5）必要时应建立涌突水地质档案。（69、）围岩稳定性特征及支护情况：记录不同工程地质、水文地质条件下隧道围岩稳定性、支护方式以及初期支护后的变形情况。发生围岩失稳或变形较大的地段，应详细分析、描述围岩失稳或变形发生的原因、过程、结果等。（7）影像：对隧道内重要的和具有代表性的地质现象进行摄像或录像。九、 TSP203 TSP203隧道超前地质预报是对地质调查、地质素描等预报方法的验证，可更好的确定围岩实际情况。除设计要求外，在实际地质情况与设计地质不符时，可进行TSP203隧道超前地质预报验证。每次预报距离一般为100150m，前后两次重叠不小于10m。施工方法如下：1. 施工准备（1）请确认开挖段至掌子面之间是否至少有55m的操作10、空间；（2）施工现场是否已清理洞壁附近的大型设备；（3）检测时间大约持续30分钟左右，此检测时间段内施工机械等易引起干扰噪声的其他设备应暂停施工。2. 探测工艺TSP隧道地震波超前地质预报系统布置主要包括炮孔布置、传感器钻孔布置、测试前准备等，整个观测系统如图7-1所示。(a) 俯视图 (b) 剖视图 (c) 三维视图图7-1 TSP203超前预报观测系统布置图（1） 炮孔布置根据施工隧洞的地质情况和主要结构面产状确定观测系统布设在 侧洞壁。炮孔位置：第一炮孔S1应尽量靠近掌子面布设；炮孔数量：24个；炮孔间距：1.5m； 炮孔直径：38mm； 炮孔孔深：1.5m；炮孔孔向：垂直洞壁并稍向下（11、向洞底）倾斜（1020）；炮孔高度：距底板高度1.0m1.2m，各钻孔应位于同一高度，并呈直线分布。（2） 传感器钻孔布置钻孔位置：距最后一个炮孔(S24) 20m；钻孔数量：2个，一个位于炮孔同侧，另一个位于对侧洞壁；钻孔直径：孔径为42 mm 43mm；钻孔孔深：2.0 m；钻孔孔向：垂直于洞壁（向下倾斜角度约10）；钻孔高度：与炮孔在同一水平线上，距底板1.0m1.2m。（3） 所需耗材 高爆速炸药1200g；要求：爆速大于6000m/s的高爆炸药，“黑索金”最好，一级、二级岩石乳化炸药也可以，测试时每孔药量一般为20g-50g，共24个炮孔； 瞬发电雷管24发（多预留几发备用）； 起爆12、器一台； 直径为28 32mm的混凝土药卷锚固剂80卷（24个炮孔，每孔需3卷，其余备用）； 为防止炮孔坍塌，若提前钻掘炮孔，需购置至少24个（等于炮孔数量）直径35mm左右PVC管，在提前钻孔钻好后将PVC管插入炮孔以防塌孔。（4） 起爆药爆破由最里边炮孔开始，逐个依次装药联线，起爆器起爆。（5） 成果分析采用TSP203自带的软件分析系统，剔除一些明显的干扰波，软件自动分析，自动生成图表，反映前方围岩的物理特性，岩层分界线、软弱带、断层的位置等信息。十、 超前水平钻孔在富水软弱断层坡隧带、熔岩发育区、煤层瓦斯发育区、重大物探异常区等复杂地质地段应采用超前水平钻探预报前方地质情况。超前探水平13、钻孔布置示意见图10-1。（1）超前水平钻孔每循环钻探长度一般为2030m，连续预报时前后两循环搭接58m。（2）超前钻探钻进过程中，应安设孔口止水装置，防止高压水突出，确保工作人员和机械设备的安全，并使地下水处于可控状态。孔口管应锚固可靠，可采用环氧树脂、锚固剂，锚固长度宜为1.52m，孔口管外端应露出开挖面0.20.3m，用以安装高压止水阀。（3）对于断层、节理密集带或其他破碎富水地层，断面内每循环可钻1孔。图10-1 超前水平钻孔布置示意图（4）在岩溶发育区，断面每循环应钻35个孔，并采用地质雷达等物探手段对溶洞规模、发育情况进行精细探测，其中钻孔数量可根据现场围岩情况调整。（5）在富含14、瓦斯的煤层或富含石油天然气的沥青质灰岩中，可采用长短结合的钻孔方式将岩体中有害的气体逐渐释放出来。（6）对于岩溶发育区及裂隙富水区，除采用水平深孔超前探测外，还应结合爆破钻孔作业，加深部分钻孔，其深度用较爆破孔深24m。十一、 地质预测预报设备表11-1地质预测预报设备序号探测设备数量 方法备注1地质罗盘仪 五台地质素描形成隧道地质基础资料2TSP203一台委外远距离探测断层破碎带、岩层分界面，3地质钻机一台水平钻探断层、岩溶、瓦斯、重大物探异常段等十二、 安全措施（1）施工区域应设警示标志，进入施工现场的作业人员必须戴好安全帽。（2）TSP203现场采集数据使用灵敏度很高的高爆速炸药，危险性15、较大，应由专业爆破工操作。（3）钻机使用高压风、高压水，管路应连接安设牢固，并应经常检查，防止管接头脱落、管路爆裂高压风水伤人；高压电路接线应由专业电工操作，一般人员不得操作。（4）钻孔时，钻机前方安设挡板，防止泥沙冲出伤人。 （5）进洞应带好安全帽、穿防高压电的雨靴，注意操作空间上方、周围有无安全隐患，特别是掌子面附近是否有危石存在。（6）施工现场应有专人统一指挥，并设一名专职安全员负责现场的安全工作。（7）安全员应随时观察周边地质变化，发现有松动滑块现象，应立即组织所有人员撤离到安全地带。 表5-1 MHTJ-7标段二工区超前地质预报方法序号单位工程起点里程终点里程长度（m）地质复杂程度分16、级超前地质预报方法备注1岳家1号DK350+819.00DK350+980.00161.00 较复杂掌子面素描、地质调查、地表监测2岳家1号DK350+980.00DK351+080.00100.00 简单掌子面素描、地质调查3岳家1号DK351+080.00DK351+231.00151.00 简单掌子面素描、地质调查4岳家1号DK351+231.00DK351+423.00192.00 较复杂掌子面素描、地质调查5岳家1号DK351+423.00DK352+062.00639.00 简单掌子面素描、地质调查6岳家1号DK352+062.00DK352+118.0056.00 简单掌子面素描17、地质调查7岳家1号DK352+118.00DK352+230.00112.00 较复杂掌子面素描、地质调查8岳家1号DK352+230.00DK352+300.0070.00 简单掌子面素描、地质调查9岳家1号DK352+300.00DK352+400.00100.00 简单掌子面素描、地质调查10岳家1号DK352+400.00DK352+540.00140.00 简单掌子面素描、地质调查11岳家1号DK352+540.00DK352+592.5152.51 较复杂掌子面素描、地质调查12岳家2号DK352+742.54DK352+798.0055.46 较复杂掌子面素描、地质调查13岳家18、2号DK352+798.00DK352+989.00191.00 简单掌子面素描、地质调查14岳家2号DK352+989.00DK353+019.0030.00 较复杂掌子面素描、地质调查15岳家3号DK353+217.00DK353+266.0049.00 较复杂掌子面素描、地质调查16岳家4号DK353+266.00DK353+670.00404.00 简单掌子面素描、地质调查17岳家5号DK353+670.00DK353+715.0045.00 较复杂掌子面素描、地质调查18姚店隧道DK353+842.00DK353+900.0058.00 较复杂掌子面素描、地质调查、地表监测表5-1 19、MHTJ-7标段二工区超前地质预报方法序号单位工程起点里程终点里程长度（m）地质复杂程度分级超前地质预报方法备注19姚店隧道DK353+900.00DK354+390.00490.00 较复杂掌子面素描、地质调查20姚店隧道DK354+390.00DK354+640.00250.00 中等复杂掌子面素描、地质调查21姚店隧道DK354+640.00DK354+800.00160.00 较复杂掌子面素描、地质调查22姚店隧道DK354+800.00DK354+980.00180.00 中等复杂掌子面素描、地质调查23姚店隧道DK354+980.00DK355+230.00250.00 较复杂掌子20、面素描、地质调查24姚店隧道DK355+230.00DK357+140.001910.00 中等复杂掌子面素描、地质调查25姚店隧道DK357+140.00DK357+500.00360.00 简单掌子面素描、地质调查26姚店隧道DK357+500.00DK357+564.9164.91 较复杂掌子面素描、地质调查27麻科义隧道DK358+192.40DK358+238.0045.60 掌子面素描、地质调查28麻科义隧道DK358+238.00DK359+840.001602.00 掌子面素描、地质调查、TSP29麻科义隧道DK359+840.00DK360+124.00284.00 掌子面素21、描、地质调查、TSP30麻科义隧道DK360+124.00DK360+542.00418.00 掌子面素描、地质调查、TSP31麻科义隧道DK360+542.00DK360+820.00278.00 掌子面素描、地质调查、TSP32麻科义隧道DK360+820.00DK361+100.00280.00 掌子面素描、地质调查、TSP33麻科义隧道DK361+100.00DK361+260.00160.00 掌子面素描、地质调查、TSP34麻科义隧道DK361+260.00DK361+702.00442.00 掌子面素描、地质调查、TSP35麻科义隧道DK361+702.00DK362+130.022、0428.00 掌子面素描、地质调查、TSP36麻科义隧道DK362+130.00DK364+940.002810.00 掌子面素描、地质调查、TSP、加深炮孔、瓦斯监测表5-1 MHTJ-7标段二工区超前地质预报方法序号单位工程起点里程终点里程长度（m）地质复杂程度分级超前地质预报方法备注37麻科义隧道DK364+940.00DK365+665.00725.00 掌子面素描、地质调查、TSP、加深炮孔（探孔）38麻科义隧道DK365+665.00DK365+830.00165.00 掌子面素描、地质调查、TSP39麻科义隧道DK365+830.00DK366+073.00243.00 掌子面23、素描、地质调查、TSP40麻科义隧道DK366+073.00DK366+408.00335.00 掌子面素描、地质调查41麻科义隧道DK366+408.00DK366+600.00192.00 掌子面素描、地质调查42麻科义隧道DK366+600.00DK366+863.00263.00 掌子面素描、地质调查43麻科义隧道DK366+863.00DK366+920.9557.95 掌子面素描、地质调查44麻科义隧道1斜0+0.001斜0+055.0055.00 掌子面素描、地质调查、加深炮孔（探孔）45麻科义隧道1斜0+055.001斜0+202.00147.00 掌子面素描、地质调查46麻科24、义隧道1斜0+202.001斜0+237.0035.00 掌子面素描、地质调查47麻科义隧道2斜0+0.002斜0+208.00208.00 掌子面素描、地质调查、加深炮孔（探孔）48麻科义隧道2斜0+208.002斜0+645.00437.00 掌子面素描、地质调查49麻科义隧道3斜0+0.003斜0+280.00280.00 掌子面素描、地质调查、TSP、加深炮孔、瓦斯监测50麻科义隧道3斜0+280.003斜0+480.00200.00 掌子面素描、地质调查、加深炮孔（探孔）51麻科义隧道3斜0+480.003斜0+770.00290.00 掌子面素描、地质调查52麻科义隧道3斜0+770.003斜0+842.0072.00 掌子面素描、地质调查