1、隧道工程超前地质预报工序、物探法施工作业指导书编 制： 审 核: 批 准： 发 布： 二XX年X月目录1.总则51.1 隧道超前地质预报的目的61.2 隧道超前地质预报的内容61.3 隧道超前地质预报的工作程序71.4 隧道超前地质预报的方法71.5 预报结果的信息传递机制81.6 经验总结与提高92.前期工作102.1 资料收集102.2 现场地质踏勘102.2.1 目的102.2.2 准备工作112.2.3 踏勘地质调查的主要内容112.2.4 现场地质踏勘的工作方法122.2.5 隧道施工超前地质预报踏勘报告122.3 超前地质预报实施大纲133.地质调查法153.1 地质调查法的适用条2、件153.2 地表补充地质调查153.3 隧道施工洞内地质跟踪调查15洞内地质调查目的153.3.3 工作方式163.3.4 洞内地质调查主要内容163.3.5 洞内地质跟踪调查实施171 临近断层破碎带的标志：192 临近大型溶洞水体或暗河的前兆标志：193 大规模塌方的前兆标志：194 瓦斯突出前兆标志：203.3.5.5 现场地质跟踪调查表填写说明203.3.6 应提交资料223.3.6.1 原始资料223.3.6.2 隧道施工地质图233.4 地质法预报报告234.物探法254.1弹性波反射法254.1.1 适用条件25TGP206隧道地质超前预报系统简介252 激发孔在隧洞侧壁的位置3、可参考但不限于下列原则：264.1.4 现场测试274.1.5 现场数据采集注意事项281 安全282 TGP地震波原始记录质量要求283 预报距离28（3）隧道位于曲线上时，预报距离不宜太长。294 减小干扰波措施296 现场采集数据质量要求应符合下列要求：294.1.6 数据处理29.1 处理内容及步骤294.1.7 预报报告307 其它需说明的问题。314.2 电磁波反射法314.2.1 适用条件314.2.2 SIR-20地质雷达系统简介32准备工作321 资料收集322 电池波速标定324.2.4 现场测试336 填写现场测试记录表格。354.2.5 注意事项354.2.6 数据处理4、36.1 处理内容及步骤361 记录标记归一化362 电磁波速标定与分析373 水平与垂直滤波374 增益调节与显示选择37.2 成果资料384.2.7 雷达图像解译384.2.7.1 基本方法394.2.7.2 雷达波相识别要点391 反射波的振幅与方向392 反射波的频谱特征393 反射波同向轴形态特征404.2.7.3 典型地质体雷达波形401 完整岩体402 破碎带403 含水体405 空洞404.2.8 预报报告415.超前钻探法425.1 超前地质钻探42适用条件421 断层、节理密集带或其它破碎富水地层没循环可只钻一个孔；423 煤层瓦斯预报钻孔要求应符合.1节相关规定。43.25、 孔深434 连续预报时前后两循环钻孔应重叠58m。43.3 孔径431 钻探前预报地质技术员应对钻探人员进行技术、质量交底。43钻孔质量控制措施445.2 加深炮孔探测45适用条件456.超前导坑预报法476.1 适用条件476.2 超前导坑法预报内容476.3 工作实施476.4 注意事项486.5 应提交资料487.常见不良地质体预报的实施497.1 断层预报497.1.1 主要任务497.1.2 预报方法497.1.3 断层预报的一般步骤497.2 岩溶预报507.2.1 主要任务507.2.2 预报方法507.2.3 岩溶预报的一般步骤507.3 煤层瓦斯预报537.3.1 主要任务6、537.3.2 预报方法537.3.3 煤层瓦斯预报的一般步骤532 进行物探探测，确定煤层在隧道内的大致位置和厚度。54（4）掌握并分析钻孔过程中瓦斯动力现象。545 接煤前应进行瓦斯突出危险性预测，并应符合下列规定：546 综合分析，提交地质综合分析报告。557.3.4 注意事项557.3.4.1 煤层瓦斯超前钻孔技术要求557.3.4.2 安全措施557.4 其它注意事项56附录571 地质罗盘的使用57一、地质罗盘仪的基本构造571 磁针572 磁针制动器573 刻度盘574 测斜指针585 水准器586 瞄准器58二、地质罗盘仪的使用方法581 磁偏角校正582 方向测定593 岩层7、产状要素的测定59（1）岩层走向的测量59（2）岩层倾向的测量59（3）岩层倾角的测量59（4）岩层产状的记录方法602 TGP206隧道超前预报仪操作手册613 SIR-20地质雷达操作手册61一、准备工作611.1 资料收集611.2 测网布置611.3 测量参数选择61二、仪器安装及连接61三、仪器参数设置623.1 系统启动633.2 软件和新项目设置633.3 目录、长度和数据库的系统设置633D Project File 三维项目文件664 创建新项目66Free Run 连续采集数据68四、仪器校准69五、数据采集701 按规定新建文件并存放到相应的目录70六、SIR-20地质雷8、达自校准方法703 跟踪地质调查表72隧道施工跟踪地质调查表724 隧道施工地质展示图735 雷达预报现场记录表74隧道地质超前预报雷达检测现场记录表741.总则为规范隧道地质预报技术工作，提高地质预报水平，保证隧道工程质量和施工安全，制定本作业指导书。1.1 隧道超前地质预报的目的1 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；2 降低地质灾害发生的机率和危害程度；3 为优化工程设计提供地质依据；4 为编制竣工文件提供地质资料。1.2 隧道超前地质预报的内容隧洞施工超前地质预报的内容包括：1 地层岩性预测预报，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土的预测9、预报；2 地质构造预测预报，特别是对断层、节理密集带、褶皱带等影响岩体完整性的构造发育情况的预测预报；3 不良地质预测预报，特别是对岩溶、人为坑洞、瓦斯等发育情况的预测预报；4 地下水的预测预报，特别是对岩溶管道及富水断层、富水褶皱轴、富水地层中的裂隙水等发育情况的预测预报；5 围岩类别及其稳定性预报，预报掌子面前方的围岩类别与设计是否吻合，并判断其稳定性，随时提供修改设计、调整支护类型、确定二次衬砌时间的建议等。1.3 隧道超前地质预报的工作程序收集资料、隧道地质踏勘隧道工程地质分段超前地质预报设计、编制地质预报大纲超前地质预报实施地质综合分析提交地质预报成果报告隧道施工方案实施或根据地质预10、报结论变更设计、施工方案后实施进入下循环实施编制地质预报月报、年报编制地质预报竣工总报告洞内地质调查与设计、预报结论不符与设计、预报结论吻合1.4 隧道超前地质预报的方法1 地质调查分析法 在收集设计和区域地质资料、隧道地表补充地质调查、洞内开挖工作面地质素描和洞身地质素描工作的基础上，根据地层分界线及构造线地下和地表相关性分析、地质作图分析进行地质预报；2 物探方法 包括弹性波反射法（TGP206超前地质预报系统）电磁波反射法（SIR20地质雷达）等；3 超前钻探法 主要指加深炮孔探测，有必要时亦可进行超前地质钻探探测；4 超前导坑预报法 在隧道设有平行导坑、正洞超前导坑，或双线隧道间距较小11、，且其中一洞超前掘进时采用此法进行预报。1.5 预报结果的信息传递机制超前地质预报的根本宗旨是为施工提供掌子面前地质条件建议，减小施工地质灾害发生的几率，降低施工风险，为安全施工提供保证。这就要求每次预报信息要及时地传递到施工、监控等各方。根据各种预报手段的不同，预报结果的信息传递方式与时效要求有所不同：1 地质调查法（包括超前导坑法）进行预报时，根据现场地质状况进行初步分析评价后，若判断没有重大不良地质隐患，可以在现场直接给施工方提供口头建议，不必提交正式的预报报告，但应在工作日志上做好相应记录，以备日后问责；如果现场调查发现有较大不良地质隐患，应立即通知施工单位暂停或减慢施工进度施工、安排12、进行超前钻探验证，并在24h内出具地质法预报报告，详细分析分析不良地质的性质、分布位置、规模以及对隧道施工的危害程度，并提出施工处治建议。2 地质雷达预报距离较短，且雷达测试原始数据经简单处理以后即可较为直观地反映前方地质状况。因此，在现场测试完成后，有雷达图像解译经验的测试人员应在现场给施工单位提供前方地质情况的简要说明，并提供相关施工建议。如发现工作面前方有较明显不良地质体分布，宜叫停施工或建议施工方加深炮孔进行超前钻探探测加以验证。每一次测试后均应出具一份正式的地质雷达超期预报报告，以地质预报简报的形式在测试后24h内提交到相关各方。3 TGP测试由于其预报距离长、原始数据直观性差、物探13、结果解译较为耗费时间，一般不要求现场对前方地质状况进行判断，TGP预报报告一般也不要求必须在短时间内出具，但一般宜在测试后48小时内出具预报报告，最迟不宜超过3天。4 超前钻探预报一般在重大物探异常段或成灾地质隐患段实施，实施超前钻探要求在施工方停工条件下进行，且在钻探报告未出具前，施工方不得重新开工。为减小对施工时间的暂用，完成钻探后应快速处理资料，编制超前钻探报告，报告宜在24h内提交，最迟不超过2天。1.6 经验总结与提高由于隧道工程地质条件的复杂性和不确定性、各种地质预报手段的局限性，隧道地质超前预报不可能做到百分之百准确。进行超前地质预报应进行预报结果和实际开挖结果对比分析，发现不符14、时应认真总结分析原因，及时改进后期预报方案，不断提高预报质量。2.前期工作2.1 资料收集实施超前地质预报应全面了解隧址区地质情况，分析和掌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等，了解和核实设计关于隧道地质复杂程度的分级、超前预报方案的内容。隧道超前地质预报前期工作应收集的相关资料主要包括：1 隧道工程地质勘察报告； 2 隧道施工设计图；3 隧道工程地质平面图；4 隧道工程地质纵断面图；5 隧道场区小比例尺地形图（1：20000或1：50000）；6 隧址区区域地质资料；7 隧址区工程地质、水文地质资料；8 隧道场区卫星图像；9 隧道勘探（钻探、坑探、槽探、物探）、试验（岩石15、物理力学试验、钻孔水文地质试验、岩体原位测试）资料等。2.2 现场地质踏勘2.2.1 目的1 进一步熟悉隧道所处地质环境。通过前期的资料收集等准备工作，可以初步对整个隧道工程所处地质环境有一个宏观把握，还需深入现场，进一步直观了解现场地质情况和核实已有资料。2 进行补充地质调查。由于勘测设计阶段地质工作精度所限，其地质预估评价仅仅是对隧道所处地质背景的宏观把握，而施工地质超前预报要求对微观的地质情况进行预测，这就要求更细致的地质工作。在已有资料的基础上，通过补充地质调查，是确定隧道施工期地质预报重点段，减小预报盲目性、使预报具有较强针对性的重要保证。2.2.2 准备工作1 人员配备：现场踏勘要16、求有两名及以上工作人员参加，且其中必须至少有一名现场地质预报人员和一名地质工程师。2 资料：1：2000地形图（亦可用设计单位提供的1：2000隧道工程地质平面图代替）、隧道工程地质平面图、隧址区地层岩性等相关资料。3 工具：地质包、地质罗盘、地质锤、放大镜、手持GPS、数码相机等。2.2.3 踏勘地质调查的主要内容1 不同岩性、地层在隧道地表的出露接触关系，岩层产状及其变化，特别是标志层的识别和确认；2 断层、褶皱、节理密集带等构造在隧道地表的出露、分布、性质、规模及其产状变化；3 地表水分布发育情况；泉水出露位置、水文特征分布规律；4 地表岩溶发育位置、规模及分布规律；5 软弱夹层在地表的17、出露位置、规模及产状变化；6 矿道走向、展布、高程、涌水、坍塌及其在三维空间上与隧道的关系。2.2.4 现场地质踏勘的工作方法1 现场地质踏勘需在收集和详细了解隧址区域地质、隧道勘察设计等资料的基础上，制定明确的踏勘任务计划书，在专业地质技术员的组织下开展工作。2 实地踏勘主要沿隧道地表中线，宜按之字形路线穿插线路中线的方式进行，调查中线两边各200m范围内地表地质情况，如地质情况复杂或隧道埋深较大，可适当加宽调查范围。3 踏勘的主要工作是核实勘察阶段的地质资料，在代表性地质露头点进行地质照相。要着重复查勘查阶段较大范围未作地质观测点的地段。4 如发现勘察阶段地质资料与设计不符或有遗漏时，应在18、平面图（或工程地质平面图）上表明其位置，作地质观测点，绘制观测点信手剖面，进行详细地质观察与记录，并采集相关影像资料。5 新开挖的施工便道一般均有良好的地质露头，便道与隧道轴线平面位置较近时，可以沿便道进行补充地质调查，通过作图分析法得到较为详细的隧道地质剖面图，这对地表覆盖层较厚的隧道尤为重要。2.2.5 隧道施工超前地质预报踏勘报告实地踏勘后，要及时整理踏勘资料，将采集的地质照片归档，整理地质观测点资料，并编制隧道施工超前地质预报踏勘报告。踏勘报告应以隧道工程地质勘察报告为蓝本，综述隧道工程地质、水文地质概况，着重阐述勘察资料的不符和遗漏之处；对隧道施工可能遇到的不良地质进行分析，并提供相19、应施工建议；进行隧道工程地质分段，分析各分段的地质特点和可能遇到的不良地质类型及其几率，为编制隧道超前预报分段工作安排计划提供依据。隧道施工超前地质预报踏勘报告应包括以下内容：1 工程概况2 工程地质及水文地质条件3 隧道施工主要地质问题分析4 隧道工程地质分段5 隧道施工超前地质预报技术路线2.3 超前地质预报实施大纲在资料收集整理和现场地质踏勘完成以后，地质预报人员应对隧道所处地质环境及隧道各段的大致地质情况有清晰的认识，对隧道各工程地质分段的地质预报工作有详细具体的安排。在进场开展洞内地质预报工作前，应编制隧道超前地质预报实施大纲。为便于日后工作的开展，预报大纲应在与现场监控项目负责人沟20、通协商后编制，其主要内容应包括：1 编制依据2 工程概况3 地质概况4 工程地质分段5 实施超前地质预报的目的6 超前地质预报方案、分段预报内容及具体预报方法、技术要求、预报工作量7 超前地质预报工艺流程及操作要点8 超前地质预报组织机构设置及投入的人力、设备资源9 质量要求10 成果资料编制的内容与要求，包括成果验证与技术总结11 工作制度，包括与监理、勘察设计、建设单位的联系制度，地质预报成果报告提交的时限，信息传递方式等12 安全措施13 其它需说明问题3.地质调查法地质调查法是根据隧道已有勘察资料、地表补充地质调查资料和隧道内地质素描，通过地层层序对比、地层分界线及构造线地下和地表相关21、性分析、断层要素与隧道几何参数相关性分析、临近隧道内不良地质体的前兆分析等，利用常规的地质理论、地质作图和趋势分析等，推测开挖工作面前方可能揭示地质情况的一种超前地质预报方法，地质调查法是最基本、最重要的地质超前预报手段。3.1 地质调查法的适用条件地质调查法适用于各种地质条件下的隧道超前预报，主要通过地表补充地质调查和洞内地质跟踪调查两种方式进行。3.2 地表补充地质调查地表补充地质调查一般在超前地质预报地质踏勘阶段完成，其具体内容和工作方式可参考2.2节相关叙述。3.3 隧道施工洞内地质跟踪调查隧道施工洞内地质跟踪调查是隧道超前地质预报最基本的手段，同时也是隧道监控量测的必测项目。地质预报22、人员应与现场监控人员相互配合，做好洞内地质跟踪调查工作。 洞内地质调查目的1 确认和修正围岩级别，确认隧道施工中隧道结构物的稳定性，同时确保施工的经济型，合理指导施工。2 进行地质法预报。将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露位置及出水状态、出水量、煤层、溶洞等准确记录下来并绘制成图表，为采用地质分析法预报和综合地质分析法进行超前预报提供基础地质资料。3 提供隧道竣工地质资料。通过洞内地质调查，对隧道设计地质资料进行补充和完善，为隧道运营阶段隧道病害整治提供可靠、完整的隧道地质资料。4 积累经验和资料。通过对比设计地质情况和实际地质情况，分析勘察阶段地质工作的不足，为改进今后23、相似地质条件下勘察设计阶段地质工作提供依据。同时也为改进超前地质预报工作提供依据。 仪器设备进行洞内跟踪地质调查需配备的工具有：地质罗盘、地质锤、放大镜、皮尺、数码相机等。3.3.3 工作方式跟据调查部位的不同，洞内地质跟踪调查分为掌子面地质素描和边墙地质调查两种方式。1 掌子面地质素描：随施工进度的开展，对开挖工作面连续进行的地质观察描述，是现场地质跟踪调查的主要方式。一般所说的现场地质跟踪调查就是指掌子面地质跟踪调查。2 边墙地质调查：是对掌子面地质素描的补充，主要沿隧道毛洞边墙进行，目的在于进一步复核隧道施工所揭露地层地质情况，为后期隧道施工地质剖面图的编制提供更详细的资料。无论掌子面地24、质素描还是边墙地质调查，其具体工作内容都反映在现场地质跟踪调查表上。3.3.4 洞内地质调查主要内容根据隧道所处地质环境的不同，洞内地质调查主要包括下列内容：1 地层时代、岩性描述，岩石风化程度、层间结合程度、岩体结构面状态等。2 描述褶皱、断层、节理裂隙特征、岩层产状等。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；节理的组数、产状、间距、填充物、延伸长度、张开度及节理面特征、力学性质，分析组合特征，判断岩体完整程度。3 软弱层、煤层、含膏岩层、膨胀岩等特殊地层的性质、产状、厚度、与隧道轴线位置关系，分析其对隧道施工的影响及其影响范围。4 临空面涌滴水位置确定，涌25、滴水量测定或估算，围岩的透水性，地下水活动对隧道围岩的稳定性影响，必要时还需做水质简分析、进行涌水与地表气象相关分析等。5 高地应力显示性标志及其发生部位，如岩爆、软弱夹层挤出、探孔饼状岩心等现象。6 特殊地质现象描述。如岩溶的规模、形态、位置、所属地层和构造部位，填充物成分、状态，以及岩溶展布的空间关系；岩脉穿插带、蚀变带、地层不整合带的分布、规模以及岩体形态、风化破碎情况；塌方的部位、方式与规模及其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影响；施工揭穿矿巷位置、矿巷形状、充填物情况；有害气体、高地温及放射源存在情况等等。7 围岩的稳定特征及支护情况。记录不同工程地质、水文地质26、条件下隧道围岩稳定性、支护方式及初期支护后变形的情况。发生围岩失稳或变形加大的地段，详细分析、描述围岩失稳或变形发生的原因、过程、结果等。8 进行隧道施工围岩分级。9 采集观察面影像资料。3.3.5 洞内地质跟踪调查实施掌子面地质素描是隧道洞内地质调查的主要工作方式，掌子面地质素描一般要求每23个施工循环做一次，平均每10米一次，在地质条件变化较大地段宜增加观察频次和提高现场工作的精度，并根据需要进行边墙地质调查。掌子面地质素描宜在每次爆破开挖后5小时内进行，在施工现场完成地质跟踪调查表的填写，绘制掌子面地质素描图，并根据需要进行现场地质情况拍照。现场工作时应注意下列几个方面的问题：3.3.527、.1 现场工作条件要求1 现场工作最好在施工单位完成出渣，进行毛洞危岩清理后，在喷锚施工前进行（特殊情况下在初支完成后进行），进行边墙地质调查必须在初期支护施作前进行；2 现场调查时掌子面前最好有施工台车保护，以保证工作人员安全，同时也便于上架对掌子面中上部进行观察。3.3.5.2 岩层产状量测弄清岩层层位关系是洞内跟踪地质调查的首要工作，这对于隧址区内发育有褶皱或隧道穿越多套地层时尤为重要。现场进行结构面产状量测时应注意区分岩体层面和节理面，可以根据岩层微层理和岩层面的连续性判定岩体层面，或根据设计单位提供的该段岩层产状，用反推的方法大致判断岩层层面。现场产状量测时需准确快速，尽量避免较长时28、间在围岩状态不稳定掌子面附近工作。3.3.5.3 长大结构面的观察对于岩体结构面发育地段，应加强对结构面产状、延伸长度、间距、结构面性质等的观测，各量测数据应足够精确可靠，便于分析围岩块体的稳定性。当观察面上出现明显的贯通观察面的长大节理（亦称小断层）时，应引起现场工作人员的重视，这类长大节理往往对围岩的稳定有重要影响。一般来说，这类贯通性长大节理延伸长、节理面光滑且多张开，在与其它节理面组合下常将岩体切割成较大块的楔形体，这种楔形块体的稳定性受结构面产状及其组合形式的控制，在结构面呈不利组合时，个别楔形体可能脱离周边岩块的夹持而脱落，发生拱顶或掌子面掉块或坍塌，危及现场施工人员安全。勘察设计29、阶段和施工过程中的物探预报一般均较难发现这类长大节理和判定围岩的稳定性，必须加强施工现场地质调查，并在必要时进行块体稳定性分析评价。3.3.5.4 临近不良地质体前兆标志1 临近断层破碎带的标志：a 节理组数急剧增加；b 岩层牵引褶曲的出现；c 岩石强度明显降低；d 压碎岩、碎裂岩、断层角砾岩等的出现；e 临近富水断层前断层下盘泥岩、页岩等隔水岩层明显湿化、软化，或出现淋水和其他涌突水现象。2 临近大型溶洞水体或暗河的前兆标志：a 裂隙、溶隙间出现较多的铁染锈或粘土（需结合断面埋深分析，浅埋段不适用）；b 岩层明显湿化、软化，或出现淋水现象；c 小溶洞出现频率增加，且多有水流、河砂或水流痕迹；30、d 炮眼等钻孔涌水量激增，且夹有泥沙或小砾石；e 钻孔中冒凉风或有水流声。3 大规模塌方的前兆标志：a 拱顶岩石开裂，裂缝旁有岩石粉喷出或洞内无故尘土飞扬；b 初支开裂掉块、支撑拱架变形或发声响；c 拱顶岩石掉块或裂缝逐渐扩大；d 干燥围岩突然涌水。4 瓦斯突出前兆标志：a 开挖工作面地层压力增大，鼓底，深部岩层的破裂声明显，掉砟，支护变形严重；b 瓦斯浓度突然增大或忽高忽低，工作面温度降低，闷人，有异味；c 煤层结构变化明显，层理紊乱，由硬变软，厚度与倾角发生变化，煤由湿变干，光泽暗淡，煤层顶底板出现断裂、波状起伏等；d 钻孔时有夹钻、顶钻、顶水、喷孔等动力现象；e 工作面发出瓦斯强涌出嘶嘶31、声，同时带有粉尘；f 工作面有移动感。3.3.5.5 现场地质跟踪调查表填写说明1 “洞轴走向”栏应填写掌子面掘进方向，可通过量测隧道平面图上对应里程的线路方向获得，但应注意与线路走向的区别，入口端掘进时洞轴走向与线路走向相同，出口端掘进时与线路走向相差180。2 岩性特征部分中“岩层”栏填写隧道围岩岩石名称，可参考地勘报告，对于互层状岩石，应根据勘察报告中对各分层岩性特征的描述进行合理地鉴别定名；“产状”栏宜根据现场实际量测结果进行填写，不能照搬勘察报告结果；“岩石坚硬程度”栏宜根据勘察报告对岩石硬度的描述，并结合现场敲击试验进行确定，见表3.1。3 岩体结构部分中“岩体结构”栏是对观察面围32、岩状况的整体直观定性描述，岩体结构类型受岩层厚度、节理裂隙发育程度等因素影响，其分类应与表中这几项的描述一致，也应与采集的掌子面照片反映内容一致；“节理”栏中需在现场量测节理产状、间距、延伸长度等，应注意对节理面粗糙度、充填胶结情况的观察。4 辅助修正指标部分中“初始地应力状况”栏是指隧道开挖前围岩中的应力状态，由隧道埋深产生的自重地应力、构造地应力两部分构成。其中构造地应力受区域构造运动的影响，在勘察报告中无特别说明的情况下填“低构造应力”，此时初始地应力的整体评价主要受隧道埋深影响，一般当隧道埋深小于800m属低地应力，大于800m属高地应力；极高地应力一般受构造应力控制，受构造应力控制的33、高初始地应力一般在勘察阶段需进行专题研究。在有高地应力影响的隧道施工过程中，显示高地应力的标志有岩爆、软弱夹层挤出、探孔饼状岩心等现象。5 根据岩性特征、岩体结构特征对隧道围岩进行初步分级，其中需考虑岩体主要结构面产状及与隧道轴线夹角关系对围岩分级的影响，然后使用辅助修正指标进行最终评价，其具体评价方法见公路勘察规范。6 现场照片与掌子面素描部分由两栏构成，即掌子面地质素描和地质照片。每次洞内地质调查均需对观察面进行地质素描，地质素描应突出不良地质界面、不良地质体、不良地质现象在观察面的分布位置、规模，并进行相关说明；同时应采集一定数量地质照片，照片应按标准的格式命名（详见.1节），在表格中填34、写照片记录编号，并对照相内容进行简要说明。表3.1 岩石坚硬程度定性划分名称定性鉴定代表性岩石硬质岩坚硬岩锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎；浸水后，大多无吸水反应未风化微风化的；花岗岩、正长岩、闪长岩、玄武岩、辉绿岩、安山岩、片麻岩、石英片岩、硅质板岩、石英岩、硅质胶结的板岩、石英砂岩、硅质石灰岩等较坚硬岩锤击声较清脆，有回弹，稍震手，较难击碎；浸水后，有轻微吸水反应1.弱风化的坚硬岩；2.未风化微风化的；熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、石灰岩、钙岳胶结的砂岩等软质岩较软岩锤击声不清脆，无回弹，较易击碎；浸水后，指甲可刻出印象1.强风化的坚硬岩；2.弱风化的较坚硬岩；3.未风化微风化的：凝灰35、岩、千枚岩、砂质泥岩、泥灰岩、泥质砂岩、粉砂岩、页岩等软岩锤击声哑，无回弹，有凹痕，易击碎；浸水后，手可掰开1.强风化的坚硬岩；2.弱风化强风化的较坚硬岩；3.弱风化的较软岩；4.未风化的泥岩等极软岩锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，手可捏碎；浸水后，手捏团1.全风化的各种岩石；2.各种半成岩3.3.6 应提交资料洞内地质跟踪调查的具体内容包括现场地质跟踪调查表的填写和后期隧道施工地质剖面图的编制，其所应提交资料包括原始资料和隧道施工揭露地质图两部分。3.3.6.1 原始资料洞内地质调查在现场采集的原始资料包括两部分，一是现场地质跟踪调查表（附录3），另外就是现场地质情况照片。1 隧道施工洞内地质36、调查需完成现场地质跟踪调查表格的填写，表格主要内容包括现场地质情况说明和观察面地质素描。现场地质条件调查表的填写需在工作现场完成，要求字迹工整，用语规范，填写内容真实可靠。表格中“现场围岩岩体分级”这一栏，是对现场围岩岩体质量的总体评价，可根据公路勘察规范关于隧道围岩分级的相关要求进行分析评价。2 每一次掌子面（边墙）现场地质调察均应采集一定量的现场地质情况照片，具体数量根据观察面地质条件而定，若观察面各部位围岩地质条件一致，可取一张代表性照片即可，否则应采集多组照片，尽量还原掌子面真实地质情况。所有照片均应以“隧道名首字母+进出口首字母+掌子面里程+编号”形式进行编号，例如：GS-JK-YK37、106+890-3，并以“观察日期+掌子面里程”建立文件夹将同一观察面所有照片归档。在现场地质描述表格中的照片栏，需按照片编号对各照片照相位置、所反应主要地质内容进行概括性说明。3.3.6.2 隧道施工地质图隧道施工地质展示图（附录4）：要着重突出施工过程中揭露的不良地质体（带）的分布位置与规模，围岩级别变更的位置、变更长度、变更围岩级别，隧道塌方、涌水等地质灾害的位置、规模以及工程处理措施等。隧道施工地质剖面图：即隧道施工所揭露的实际地层剖面图，根据掌子面地质素描进行绘制，采用与隧道地质勘察报告中地质纵断面图相同的比例尺，以便于与设计进行对比和累计资料。3.4 地质法预报报告地质法地质超前预38、报应编制地质调查法预报报告，报告主要内容包括：1 工程概况；2 工程地质与水文地质条件；3 施工进度情况；4 相关资料。主要包括：（1）开挖工作面地质素描（2）隧道洞身地质展示图，比例为1：1001：500（3）地层分界线以及地质构造线隧道内和地表相关性分析预报图，比例尺根据需要确定（4）地质复杂地段纵横断面图，比例尺1：1001：500（5）地质监测与测试资料（6）相关影像资料5 结合勘察资料、补充地表地质调查资料，根据洞内跟踪地质调查、超前钻探、超前导坑所揭露地质体的性质、分布位置、产状、规模分析其与隧道的相对位置关系，评价其对隧道施工的影响；6 预报结论与施工建议。4.物探法4.1弹性波39、反射法弹性波反射法是利用人工激发的地震波、声波在不均匀地质体中所产生的反射波特性来预报隧道开挖工作面前方地质情况的一种物探方法，它包括地震波反射法、水平声波剖面法、负视速度法等方法。在实际工作中，地震波法的应用相对普遍和成熟。TGP206超前地质预报系统采用的就是地震波方法。4.1.1 适用条件弹性波反射法适用于划分地层界线、查找地质构造、查找较大的不良地质体的厚度和范围，尤其适用于对断层、构造破碎带的探测，但应符合下列要求：1 探测对象与相邻介质应存在较明显的波阻抗差异并具有足以被探测的规模；2 断层等构造面或岩性界面的倾角应大于35，构造走向与隧道轴线的夹角应大于45。3 隧道埋深较浅（h40、Customize（用户自选）。选择目录表，然后设置源目录和输出目录。注释：Customize 用户自选 Directories 目录 Appearance 状态，外观 Database 数据库Linear Units 长度 Source 源目录Output 输出目录 OK确定 Cancel取消 Apply 应用 Help 帮助选择长度列表，然后设置想要的单位。 注释：Customize 用户自选 Directories 目录 Appearance 状态，外观Database 数据库 Linear Units 长度 Vertical 垂直Horizontal 水平 OK确定 Cancel取消 41、Apply 应用 Help 帮助 METER 米 CM 厘米INCH英寸 FOOT英尺 YARD码选择数据库列表，然后点击要选择的临时数据库标记选项。注释：No Markers Informaion 无标记的信息Temporary Markers Database临时标记数据库Permanent Markers Database永久标记数据库Customize 用户自选 Directories 目录 Appearance 状态，外观Database 数据库 Linear Units 长度 OK确定 Cancel取消 Apply 应用 Help 帮助一旦正确地设置了这些软件参数，就继续到下一节完42、成新项目的设置。注释：Step 1 Create New Project 第一步 创建新项目Step 2 Create New Project file 第二步 创建新项目文件3D Project File 三维项目文件Step 3 Data Collection Mode 第三步 数据采集模式Step 4 Data Collection Parameters 第四步 数据采集参数Step 5 Attach Macro 第五步 附加宏Step 6 Setting Review System Initialization 第六步 设置复查系统初始化Step 7 Run 运行 Save & Sto43、p保存和停止 Delete & Stop删除和停止 4 创建新项目 第一步：创建新项目为了开始一个新项目，选择FILE菜单下的New 或点击New Collect。对一个新的三维项目，必须点击Create 3D File ,请参阅2.2节。第二步：创建新项目文件进入项目文件名。在合适的输入框内键入唯一的项目文件名，然后点击Save保存。如果已经存在一个相同文件名的文件，则将提醒你取代老的文件或改变为新文件名。（注释：位于该窗口底部的CollectData Files命令框会自动检查，它不能被关闭。）注释： Create New Data Collection Project 创建新的数据采集项44、目Type project name 键入项目名Save 保存在点击Save后，项目信息对话框就会打开，见下图：注释：Project Information 项目信息Check path 核对路径Change ,if required 如果需要，就改变All white fields are optional 所有空白的方框都是任选的Click OK 点击OK该窗口允许我们检查文件在计算机里被保存的位置(路径)。也允许设置测量时间、题目，和任何能在处理或解释期间起帮助作用的注释。这些区域(字段)都是可选择的。点击OK, Select Data Collect Mode 对话框就打开了。第三步:45、数据采集模式数据采集模式对话控制着数据被采集的方式。 Free Run 连续采集数据 Point Mode点测 Survey Wheel 测量轮 GPSLog 参见附录F注释：测量轮除了为三维成像采集数据外，还必须与构造扫描系统一起来使用。Free Run：数据是基于设置在文件宏中的每秒扫描时间和次数来采集的。即使处于稳定状态，只要叉杆开关是压下的，天线就总是不断进行采集。Point Mode：随着选择叠加，扫描数是被单个收集的。Survey Wheel：数据是基于测量轮的旋转而采集的，测量轮的旋转是随着你设置的采样率而变化的。不旋转，就不采集。Calibrate：为了在不规则界面上得到准确的46、数据采样，就需对测量轮能够进行校正。Enable GPS log：将GPS数据（通用雷达数据）录制在笔记本计算机中的一个文件中，该文件是与GPR.dzt文件分开的。来自GPR数据的扫描数被输出，然后把它并入GPS数据。Calibrate Survey Wheel：为了把测量轮调节到草地或不平坦地带那样的不同测量界面，要求必须对测量轮做标定。在理想条件下（平坦、光滑界面、新轮子）的标定数字如下。若不正确，你的距离计算将是较差的（较远的）。第四步、设置数据采集参数.注释：Data Collection Parameters 数据采集参数 Transmit Rate 发射率1Configuratio47、n Type（排列类型）:天线选择方式有默认设置，用户设置。在项目头设置天线名。2Configuration Name （排列名称）：为多级记录道数据采集选择记录道，同时选择多级天线。（）3# of Channels：为采集数据所选择的道号。4Samples/scan：每次扫描所采集到的样品数，这些选择要预先设置。5Scans/second：每秒钟采集到的扫描数，它控制着系统的速度。6Dielectric Constant：被测量的介电值控制着深度刻度的精确度。7Scans/unit(ft or m)：使用测量轮时的数据采样率。8Unit/mark：当使用测量轮时，每X英尺/米所自动插入的标号48、。9Antenna Name（天线名）：为多道数据采集选择天线。10Transmitter（发射器）：为每道采集到的数据，指定发射器的位置。11Receiver（接收器）：为每道采集到的数据，指定接收器的位置。12用于发射器/接收器（天线）1的连接器。13用于发射器/接收器（天线）2的连接器。14对每道采集的数据，道列表中显示出了发射器和接收器的排列形式。四、仪器校准4.1 雷达电磁波速校准4.2 测距轮校准五、数据采集1 按规定新建文件并存放到相应的目录2 把天线紧贴在被测物体表面，并尽量远离金属物体及有水处。根据测量长度设置时间窗大小、设置适当的增益及增益点数，并打开已有天线参数宏文件，如49、900MHz.cmf。3 按键盘上HOME开始采集，如果采用测距轮方式采集，就保证测距轮和天线的移动速度相同；采用连续测量就需要固定长度(一般是1m)做标记，采集过程中如果采用非空气耦合天线，测量天线就必须紧贴被测物体表面。数据采集结束后按INSERT键保存数据。ProjectRun，继续测量。六、SIR-20地质雷达自校准方法可选用空气电磁波速度标准值与实测空气电磁波速度值对比自行定期检验的方法来实施。具体如下：1 选择一处空旷的地方，其周围一定范围内应无金属导线、块体等良导体类物质，根据不同天线频率在适当位置竖立放置一定面积的金属板（如铁板、钢板等）。2 在金属板面中垂线方向根据不同天线频50、率一定距离处设置地质雷达天线。3 观测并记录电磁波通过空气遇金属板后反射的雷达子波波形图是否完整。4 由原始记录的雷达波形图，读取金属板反射的双程历时t，进而计算空气电磁波传播速度Cc，空气中的介电常数值取1.见（1）式。Cc=2d/t (1)式中d为天线至金属板之间的距离。5 根据空气电磁波速度标准值（Co=0.3m/ns），按（2）式计算空气电磁波速度标准值Co和空气电磁波速度测量值Cc之间的相对误差值。=C0- Cc/ C0100% (2)6 判定标准：0.5%，即认为合格，反之则认为不合格。3 跟踪地质调查表贵州省交通建设工程检测中心隧道施工跟踪地质调查表观察面里程：距口距离：洞轴走向51、：岩性特征工程地质岩组岩层产状岩石坚硬程度 坚硬岩（60Mpa） 较坚硬岩（3060Mpa） 较软岩（1530Mpa） 软岩（515Mpa） 极软岩（1m） 厚层（0.51m） 中层（0.10.5m） 薄层（0.1m） 松散体岩体结构 巨块状整体结构 大块状砌体结构 层状镶嵌结构 碎裂结构 碎裂松散结构 松软散体结构节理组次产状延伸长度间距张闭状态粗糙度，充填、胶结状态粗糙度1234辅助修正指标风化卸荷 新鲜、无卸荷 微新、无卸荷 弱风化、弱卸荷 弱风化、弱卸荷以上地下水 干燥 润湿 渗、滴水 线状流水 涌、突水初始地应力状态断面埋深： 低地应力； 高地应力； 极高地应力构造应力场情况： 现场围岩级别综合评定 特殊不良地质情况说明爆破效果及围岩变形破坏情况观察面地质素描及简要地质说明现场照片编号及说明填表人： 复核： 日期：4 隧道施工地质展示图 5 雷达预报现场记录表贵州省交通建设工程检测中心隧道地质超前预报雷达检测现场记录表里程位置开挖方式现场参数设置测线编号文件名测量方式介电常数采样道数(ns)增益点数测线布置示意图测试： 记录： 复核：