TSP超前地质预报地震波反射特性研究
第4卷 第4期 地下空间与工程学报V o l.4 2008年8月 C h i n e s eJ o u r n a l o f U n d e r g r o u n dS p a c e a n d E n g i n e e r i n g A u g.2008
T S P超前地质预报地震波反射特性研究＊
许振浩1,李术才1,张庆松1,刘 斌1,张 霄1,葛颜慧1,2
(1.山东大学岩土与结构工程研究中心,济南 250012;2.山东交通学院土木工程系,济南 250023)
摘 要:深埋隧道工程地质和水文地质条件复杂多变,盲目施工常会造成突水、突泥(涌砂)和塌方等安全事故,深入细致的超前地质预报工作是隧道信息化设计和施工的重要依据之一。以高风险岩溶隧道沪蓉西高速齐岳山隧道为工程背景,结合地震波传播理论和T S P超前地质预报实践,研究了岩溶隧道内断层破碎带,泥夹石充填型、软弱夹泥充填型、地下水充填型和无充填型溶洞,以及富水岩层的地震波反射特性;提出了以深度偏移为主要依据,并结合反射层图、反射事件表、纵横波速和岩体物性参数分析的预报方法,该方法可以有效提高T S P 对断层破碎带、溶洞、和地下水的超前地质预报效果,对类似工程具有一定的借鉴意义。
关键词:T S P;深度偏移;断层破碎带;溶洞;地下水
中图分类号:P642 文献标识码:A 文章编号:1673-0836(2008)04-0640-05
R e f l e c t i o n C h a r a c t e r i s t i c o f S e i s m i c Wa v e i n
T S PA d v a n c e G e o l o g i c a l P r e d i c t i o n
X UZ h e n-h a o1,L I S h u-c a i1,Z H A N GQ i n g-s o n g1,L I UB i n1,Z H A N GX i a o1,G EY a n-h u i1,2
(1.G e o t e c h n i c a l a n dS t r u c t u r a l E n g i n e e r i n gR e s e a r c h C e n t e r o f S h a n d o n g U n i v e r s i t y,J i n a n250012P.R.C h i n a;
2.D e p a r t m e n t o f C i v i l E n g i n e e r i n g,S h a n d o n gJ i a o t o n gU n i v e r s i t y,J i n a n250023P.R.C h i n a)
A b s t r a c t:F o r d e e p t u n n e l s t h e i r e n g i n e e r i n g g e o l o g i c a l a n dh y d r o-g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s a r e h i g h l y c h a n g e a b l e
a n d c o m p l e x.R o u g h c o n s t r u c t i o n o f t e n t r i g g e r s o r p r o d u c e s a c c i d e n t s,s u c h a s w a t e r f l u s h,m u d(s a n d)i n r u s h,c o l-
l a p s ee t c.F o r i n f o r m a t i o n a l d y n a m i c d e s i g n a n d c o n s t r u c t i o n o f t u n n e l s,i t i s o f v i t a l i m p o r t a n c e t o c a r r y o u t a d v a n c e d
g e o l o g i c f o r e c a s t i n g.B a s e do nt h e e n g i n e e r i n gb a c k g r o u n do f Q i Y u e s h a nT u n n e l,ah i g hr i s kk a r s t t u n n e l i nt h e
w e s t e r ns e c t i o n o f H u-R o n ge x p r e s s w a y,c o m b i n e dw i t hs e i s m i c p r o p a g a t i o nt h e o r ya n dT S Pg e o l o g i c a l p r e d i c t i o n p r a c t i c e s,s t u d i e s w e r e d o n e o nr e f l e c t i o nc h a r a c t e r i s t i co f s e i s m i c w a v e,w h i l e w a v e s m e e t f a u l t f r a c t u r ez o n e s,u n-
d e r g r o u n dw a t e r,r o c ks t r a t u m w i t hr i c h w a t e r,a n d k a r s t c a v e s f i l l e d w i t h c l a y a n d s t o n e,o r s o f t c l a y,o r w a t e r,o r
w i t h n o f i l l e r s.A p r e d i c t i o nm e t h o di s p r o p o s e dw i t ha d v a n c e g e o l o g i c a l p r e d i c t i o ne f f e c t,f o r f a u l t f r a c t u r ez o n e s, k a r s t c a v e s a n du n d e r g r o u n d w a t e r,c a nb ee f f e c t i v e l yi m p r o v e do nt h e m a i nb a s i s o f d e p t hm i g r a t i o na n a l y s i s,w i t h
i n t e g r a t i o no f a n a l y s i s o n d i a g r a mo f r e f l e c t o r,e v e n t b r o w s e r,v e l o c i t y o f c o m p r e s s i o n a l w a v e s(P-w a v e s)a n d s h e a r
w a v e s(S-w a v e s),a n d p h y s i c a l p a r a m e t e r s o f r o c km a s s.
K e y w o r d s:T S P;d e p t hm i g r a t i o n;f a u l t f r a c t u r e z o n e s;k a r s t c a v e s;u n d e r g r o u d w a t e r
1 引言
随着西部大开发战略的深入开展,在工程地质和水文地质条件复杂、水能和矿产资源丰富、陆路交通网密度远低于全国平均水平的西部地区将会修建更多的长大隧道[1]。在高风险岩溶隧址区,
＊收稿日期:2008-04-17(修改稿)
作者简介:许振浩(1985-),男,土家族,湖北恩施人,硕士研究生,主要从事高风险岩溶隧道不良地质超前预报与综合治理方面的研究。E-m a i l:i s s a c x u z h e n h a o@163.c o m
基金项目:国家863计划(2007A A11Z131),国家973计划专题(2007C B209407),国家自然科学基金委重点项目(5072790450539080)和山东省科技攻关项目(2006G G2208011)。
受岩性、地层组合、构造、地貌等因素的控制,岩溶发育复杂多变、大小不定,形态各异,勘察阶段通过工程地质调查、钻探、物探、遥感解译等方法不可能准确无误的探明可能引发施工地质灾害的不良地质体的位置、规模和性质。施工过程中,经常出现突水、突泥(涌砂)、坍塌等安全事故,给施工带来极大困难,也会造成很多人身伤亡事故,开展施工中超前地质预报十分必要。王梦恕院士指出在岩溶地区,探测溶洞的存在直接关系到人身安全,超前地质预报应该也必须作为工序列入工程成本。施工单位应配属所推荐的综合预报仪器,以达到花钱少、预报准的目的[2]。
超前地质预报方法有很多种,按对岩体的作用方式可以分为破坏性方法和非破坏性方法[3,4],按预报距离可以分为长期(长距离)和短期(短距离)两种方式[5],T S P方法是施工期非破坏性长期超前地质预报的主要方法之一,在国内外铁路和公路隧道超前地质预报中有很多成功预报实例。
T S P对于断层的预报准确性是非常高的,与探测断层相比,应用T S P探测溶洞有较大的难度。溶洞的几何形态和产状是决定溶洞探测精度的首要因素,根据溶洞的几何形态和与隧道轴线的相对关系,溶洞的可探测性分为:可以准确探测类、有可能探测类和难以探测类[6～7]。
有关T S P超前地质预报方法的理论探讨,以及如何从理论和实践的双重角度提高T S P超前地质预报精度和准确性的文献较少。本文提出了以深度偏移为主要依据,并结合反射层图、反射事件表、纵横波速和岩体物性参数分析的预报方法,该方法可以有效提高T S P对断层破碎带、溶洞和地下水的超前地质预报效果,分析了岩溶隧道内断层破碎带,泥夹石充填型、软弱夹泥充填型、地下水充填型和无充填型溶洞,以及富水岩层的地震波反射特性。
2 T S P预报原理和方法
2.1 T S P预报原理
地震波在设计的震源点用少量炸药激发产生,当地震波遇到岩石波阻抗差异界面(如断层、破碎带、岩性变化、溶洞和地下水等)时,部分地震信号反射回来,部分信号透射进入前方介质。反射的地震信号被高灵敏度的地震传感器接收。数据通过T S P w i n软件处理,便可了解隧道工作面前方地质体的性质、位置及规模。
地震波偏移处理方法应用较多的是时间偏移和深度偏移,在常规时间偏移方法中,把绕射波时距曲线上的能量汇集到它的极小点上,对于T S P 这种预报剖面,在直立层状岩层内,成像射线与法向射线是重合的,成像位置是正确的。但在倾斜岩层内,这两条射线不再重合,绕射曲线极小点和成像射线出射点并不在绕射点的正前方,产生了偏移误差。另外,波的射线在通过界面时发生的偏折,是由界面倾角和界面两边速度的差别两个因素共同决定的,即使有些算法考虑到射线的偏折,也只考虑了速度差异引起的那部分偏折,而没有考虑界面倾斜引起的那部分偏移。H u b r a l.P.和L a r n e r首先指出了常规时间偏移方法的这种固有缺陷,并提出了解决这个问题的新思路和新模型,即深度偏移。由L a r n e r提出的深度偏移的基本思想是由时间剖面先得到普通的偏移时间剖面,再对偏移后的剖面进行校正,从而得到真正的深度剖面。但深度偏移也是有缺点的,首先要先进行常规偏移,即把绕射能量聚焦到绕射曲线的定点,若实际地层结构比较复杂,则会产生较大的误差;其次,成像偏移本应一次完成,但是深度偏移将这一过程分成了两个独立的步骤,在理论上是不严谨的,解决这种缺陷的方法是采用波动理论的深度偏移[8～10]。
深度偏移基本能够使反射波正确归位,绕射波自动收敛,干涉带自动分解,从而得到与掌子面前方地质构造原像极为接近的偏移图像[11]。以深度偏移分析为主,从构造分析出发,结合反射层图、反射事件表、纵横波速和岩体物性参数分析,可以得出比较准确的超前地质预报。
2.2 不良地质体判识准则
需要特别说明的是,虽然反射层图是由深度偏移图提取而来,但后期运算对结果的影响较大,且T S P预报成果中的岩体内纵横波速和岩体物性参数常与实际情况相差甚远,以深度偏移图作为主要的预报依据,并结合反射层图、反射事件表、纵横波速和岩体物性参数的相对变化值分析,才可以得出较好的预报效果。综合分析山东大学岩土中心400余次T S P超前地质预报成果,得出了以下T S P 预报不良地质体判识准则(假定下文提到的不良地质体的边界均为强度较高的完整岩体):
2.2.1 断层破碎带地震波反射特性
纵波遇断层破碎带反射较强,若岩层富水横波反射也较强。深度偏移多以强烈的负反射开始,以强烈的正反射结束,反射带内正负反射层多而杂
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2008年第4期 许振浩,等:T S P超前地质预报地震波反射特性研究
乱,以负反射为主,单个反射条带窄、延伸性差。
断层破碎带内岩体纵横波速总体下降,但高低变化频繁。
2.2.2 泥夹石充填型溶洞地震波反射特性
纵横波在泥夹石充填型溶洞内的传播和反射特性与断层破碎带内基本一致,但泥夹石充填型溶洞深度偏移图反射带内正负反射层数量视充填物内块石粒径和含量的不同而不同,块石粒径和含量大则正负反射层较多而杂乱,以负反射为主,单个反射条带窄、延伸性差,块石粒径和含量小则正负反射层少,以负反射为主,单个反射条带宽、延伸性好。
泥夹石充填型溶洞内纵横波速总体下降,高低变化频率随充填物内块石粒径变大而降低,随充填物内块石含量变大而升高。
2.2.3 软弱夹泥充填型溶洞地震波反射特性
纵波遇软弱夹泥充填型溶洞反射很强,若岩层富水横波反射也较强。深度偏移以强烈的负反射开始,以强烈的正反射结束,反射带内正负反射层少、正负相间、以负反射为主,单个反射条带宽、延伸性好。
软弱夹泥充填型溶洞内岩体纵横波速下降,且充填物内部波速变化较小。
2.2.4 地下水充填型溶洞地震波反射特性
纵横波遇地下水充填型溶洞反射都较强,但横波反射明显较纵波反射强。
纵横波深度偏移以强烈的负反射开始,以正反射结束,但横波开始的负反射条带较结束的正反射条带宽、能量值大。反射带内正负反射层较少、以负反射为主,单个反射条带宽、延伸性好。
地下水充填型溶洞内纵横波速都大幅下降,且内部波速变化较小。
2.2.5 无充填型溶洞地震波反射特性
无充填型溶洞是岩溶隧道探测难度最大的不良地质体。
纵波遇边界平滑、横向延展性好、边界法向与隧道轴线小角度相交的可以准确探测类溶洞反射较强。深度偏移以强烈的负反射开始,以强烈的正反射结束,反射带内正负反射层少、正负相间、以负反射为主,反射带内单个反射条带窄、延伸性差。
无充填型溶洞内岩体纵横波速下降,且内部波速变化较小。
纵横波遇边界有一定的横向延展性,但不够平滑、边界法向与隧道轴线大角度相交的可能探测类溶洞和几何形状为圆锥体或圆柱体,或溶洞边界法向垂直于隧道轴线的难以探测类溶洞反射较弱,深度偏移不明显,反射层短小,纵横波速下降不明显,不易引起注意,需要具有丰富超前地质预报经验的专家分析。
2.2.6 富水岩层地震波反射特性
横波遇富水岩层反射很强,视岩层结构的不同纵波反射不同,且横波反射明显较纵波反射强。
横波深度偏移以强烈的负反射开始,以强烈的正反射结束。若岩体内节理裂隙发育,则反射带内正负反射层多,以负反射为主;若岩体内节理裂隙不发育,则反射带内正负发射层少,以负反射为主。
纵波深度偏移以强烈的负反射开始,以强烈的正反射结束。若岩体内节理裂隙发育,则反射带内正负反射层较多,以负反射为主;若岩体内节理裂隙不发育,则反射带内正负发射层较少,以正反射为主。
岩体内横波速度下降,纵波速度与岩层结构有关,由裂隙岩体进入裂隙含水岩体,纵波速度上升,由完整岩体进入裂隙含水岩体,纵波速度下降。
上述6条不良地质体判识准则是基于地震波波动理论和400余次T S P预报实践的统计成果,对于信号受干扰严重,有可能探测类溶洞和难以探测类溶洞不一定有效,另外,由于地震勘探的复杂性和软件自身的缺陷,有时也不一定会取得满意的预报效果。
实际预报工作中,需充分结合地质分析[12～13],特别是在高风险岩溶地区,施工中应加强喀斯特系统的监测和处理[14],积累预报经验,并尽量采用综合预报手段[15～17]。
3 工程实例
3.1 断层破碎带T S P超前地质预报
康家大槽断层破碎带位于齐岳山隧道进口齐岳山背斜东翼嘉陵江组中段(T1j2)微晶灰岩、白云岩地层中,岩溶强发育,且由于后期的岩溶塌陷,岩溶裂隙多为泥夹石充填型,岩体强度低。在隧道的掘进过程中,地表塌陷严重。断层与隧道约在K326+350～K327+400处相交,断层走向为N20°E,长约250m,断层通过地层岩体非常破碎,岩石强度低,局部呈泥状。Z K326+216～Z K326+416段P波深度偏移如图1,其中,Z K326+296～Z K326+381段为断层破碎影响带。
破碎带内纵波反射较强,深度偏移以强烈的负
642地下空间与工程学报 第4卷
图1 P 波深度偏移图(Z K 326+216～Z K 326+416)F i g .1 P -w a v e d e p t h m i g r a t i o na t Z K 326+216～Z K 326+416
反射开始,以强烈的正反射结束,反射带内正负反射层多而杂乱,以负反射为主,单个反射条带窄、延伸性差。岩体纵横波速总体下降,但高低变化频繁。
3.2 溶洞和地下水超前地质预报
齐岳山隧道出口段位于红春槽谷汇水区下,汇水区面积大,岩溶洼地和落水洞发育,降水通过落水洞很快入渗补给地下水,且主要沿顺层发育的岩溶裂隙流入马槽洞暗河。施工中发生突水突泥可能性大,按照岩层产状和地下水位观测资料分析,施工至Z K 329+700之后尤为危险。Z K 329+775～Z K 329+575段P 波、S H 波、S V 波深度偏移如图2、图3和图4
。
图2 P 波深度偏移图(Z K 329+775～Z K 329+575)F i g .2 P -w a v e d e p t h m i g r a t i o na t Z K 329+775～Z K 329+
575
图3 S H 波深度偏移图(Z K 329+775～Z K 329+575)F i g .3 S H -w a v e d e p t h m i g r a t i o n a t Z K 329+775～Z K 329+575
(1)Z K 329+670～Z K 329+656段为裂隙含水
岩层。
横波反射较强,且明显比纵波反射强。深度偏
图4 S V 波深度偏移图(Z K 329+775～Z K 329+575)F i g .4 S V -w a v e d e p t h m i g r a t i o n a t Z K 329+775～Z K 329+575
移较强的负反射开始,由于隧道下段为地下水半充填型溶洞,故不以强烈的正反射结束,而是以较强的负反射结束。岩体内节理裂隙不发育,反射带内正负发射层少,以负反射为主。
纵波深度偏移以较强的负反射开始,同理由于隧道下段为地下水半充填型溶洞,以较强的负反射结束。岩体内节理裂隙不发育,反射带内正负发射层较少,以正反射为主。
岩体内横波速度下降,由裂隙岩体进入裂隙含水岩体,纵波速度上升。
(2)Z K 329+656～Z K 329+615段为地下水半充填型溶洞,面向掌子面,溶洞位于隧道左上方。
纵横波反射均较强,但横波反射明显比纵波反射强。
横波深度偏移以强烈的负反射开始,以正反射结束,开始的负反射条带较结束的正反射条带宽、能量值大,反射带内正负反射层较少、以负反射为主,单个反射条带延伸性好。
纵波深度偏移以负反射开始,以正反射结束,反射带内正负反射层较少、以负反射为主。
纵横波速都大幅下降,且内部波速变化较小。
(3)Z K 329+615～Z K 329+580段由泥夹石充填型溶洞向软弱夹泥充填型溶洞过度。
纵波反射较强,前15m 块石粒径和含量大正负反射层较多,以负反射为主,单个反射条带较窄、延伸性较差,后20m 为软弱夹泥充填型溶洞,以负反射为主,单个反射条带宽、延伸性好。
纵横波速总体下降,前15m 纵横波速略有波动,后20m 纵横波速基本不变。
施工期除揭露上述围岩分段以外,Z K 329+618处面向掌子面左侧底板发生涌水,正常涌水量为120m 3
/h ,最大涌水量为600m 3
/h 。
另外,无充填型溶洞预报请参考文献[1]和[18]。
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2008年第4期 许振浩,等:T S P 超前地质预报地震波反射特性研究
4 结论
(1)提出了以深度偏移为主要依据,并结合反射层图、反射事件表、纵横波速和岩体物性参数分析的预报方法,该方法可以有效提高T S P对断层破碎带、溶洞、和地下水的超前地质预报效果;
(2)研究得出了岩溶隧道内断层破碎带,泥夹石充填型、软弱夹泥充填型、地下水充填型和无充填型溶洞,以及富水岩层的地震波反射特性,以及这些不良地质体T S P超前地质预报的成果分析方法;
(3)采用以深度偏移图为主要依据的T S P超前地质预报方法,在沪蓉西高速齐岳山隧道、龙潭隧道、谭家坝隧道、马尾井隧道和宜万铁路云雾山隧道、大支坪隧道、堰家坪隧道、沙坪隧道、红瓦屋隧道、榔坪隧道等隧道的超前地质预报中取得了理想的预报效果,比单纯依靠反射层图、波速变化和岩体物性参数图等结论的预报准确性高、效果好。
(3)利用纵横波速、事件表和岩体物性参数辅助预报时,一定要以相对变化为主要依据,以参数绝对值为辅助依据。另外,T S P超前地质预报还需紧密结合地质分析,从而获得更准确的预报,防止安全事故发生。
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644地下空间与工程学报 第4卷
挖,保持坑底土体的原状结构,若发现超挖应采用砂砾石等渗水材料回填至设计标高,严禁采用粘土、壤土回填。
在土方开挖过程中,加强观察和监控量测工作,通过监测反馈,及时调整开挖步骤,确保开挖土方时,围护结构的安全。
5.2 内衬结构施工
竖井内衬自标高103.0m以下采用逆作法施工,施工顺序由上而下。先以1.5～1.8m分两层进行土方开挖,土方分层开挖与人工凿毛地下连续墙穿插进行,凿毛地下连续墙结束后,再进行底模安装、钢筋绑扎及支撑系统、滑模就位调整,并一次浇筑成环。内衬砼模板采用整体滑动模板。竖井75. 5m以上部分采用混凝土输送泵车将混凝土直接泵送至滑模预留混凝土入口,环向按照正、反两个方向进行混凝土浇筑;竖井75.5m以下部分内衬混凝土浇筑采用输送泵在竖井内部将混凝土泵送至浇筑部位,浇筑方式、顺序同75.5m以上部分;混凝土垂直运输采用门吊提升料斗;内衬混凝土一次浇筑成环,并在混凝土内掺入适量外加剂(根据施工需要和试验结果)。内衬混凝土采用混凝土泵车泵送至浇筑部位,完成整个内衬结构的的施工。
6 信息化施工
本竖井基坑施工主要的监测项目有:①地下连续墙水平位移,②竖井内外的水位监测,③土体位移监测,④地表沉降监测。
由于竖井的围护结构和各辅助工艺的施工都较为成功,因此在竖井施工时各监测项目实测值都在预测警戒值范围以内。通过对监测数据的分析,及时对各项施工方案作出调整和优化,保证施工的安全,确保方案的可行。
7 目标与结论
通过对竖井结构的检算和施工的实践,结果表明,采用超深地下连续墙作为竖井的围护结构和分层开挖的施工方法是可行的,并对监测的数据进行分析,结构是稳定的。通过该工程的施工为我们提供了很好的实践机会。文中也对软弱竖井结构检算、施工技术、工艺、方案进行了总结研究,为以后类似竖井基坑施工提供了一个很好的范例。
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716地下空间与工程学报 第4卷
超前地质预报方法介绍
为保证隧道的顺利施工，避免地下水发育地段突水、突泥的发生，防止地表水、地下水流失，确保隧道施工安全，需要采取有效措施对隧道掌子面地质情况进行较为准确的预测预报，根据隧道的具体情况，判定超前地质预报内容并纳入工序管理之中。 经过超前地质预报，在开挖后对地质条件再次认知，通过对比反馈信息和分析，逐步提高对围岩的预报判释的准确性。超前地质预报的工作程序参见图2 地质素描 地质素描预测法分为岩层岩性及层位预测法、条带状不良地质体影响隧道长度预测法以及不规则地质体影响隧道长度预测法三种。 对掌子面已揭露出的岩层进行地质素描（观察岩石的矿物成分及其含量，结构构造特征和特殊标志），给予准确定名，测量岩层产状和厚度。测量该岩层距离已揭露的标志性岩层或界面的距离，并计算其垂直层面的厚度。将该岩层与地表实测地层剖面图和地层柱状图相比，确定其在地表地层（岩层）层序中的位置和层位。依据实测地层剖面图和地层柱状图的岩层层序，结合TSP探测成果，反复比较分析，最终推断出掌子面前方一定范围内即将出现的不良地质在隧道中的位置和规模。 施工过程中，每次爆破后由地质工程师进行地质素描，内容包括
掌子面正面及侧面稳定状态、岩层产状、岩性风化程度、节理裂隙发育程度（产状、间距、长度、充填物、数量）、喷射混凝土开裂、掉块现象、涌水情况、水质情况、水的影响、不良气体浓度等。同时定期对地表水文环境进行观测和监测记录，及时了解隧道施工对地表水的影响，确定施工控制措施，最终做出掌子面地质素描图和洞身地质展示图。 及时对洞内涌水进行水质分析和试验，提交分析和试验结果，对影响隧道衬砌结构的水质提出处理意见，上报技术部门，以利采取有效的防护措施。 超前探测 主要针对地下水发育地段的断层破碎带及其影响带、岩层接触带、构造及发育带 超前物探 长距离超前物探：首选方法为TSP203地质探测仪（探测距离约200m），对比方法为水平钻孔超前探测。TSP203超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域的地质状况。它是在掌子面后方边墙一定范围内布置一排爆破点（间距1.5米），进行微弱爆破，产生的地震波在隧道前方体内传播，当岩石强度发生变化，界面两侧岩石的强度差别越大，反射回来的信号、返回的时间和方向差别越大，通过专用数据处理软件处理得到岩体强度变化界面的信号也就越强。返回信号被经过特殊设计的接收器接收转化成信号并进行放大，通过专用数据处理软件处理，得到岩体强度变化界面的位置及方位。见TSP203地质预报系统现场测试示意图3。
施工超前地质预报超前水平探孔探测报告
宜万铁路复杂隧道 施工超前地质预报超前水平探孔探测报告齐岳山隧道（第33标） 探测里程：DK365+333～DK365+313 报告编写： 技术负责： 施工监理： 驻地设计： 施工单位：中隧科研所 2009年3月16日
报告审查意见单：
DK365+333超前水平钻探成果报告 1、钻探设备：矿研RPD75。 2、钻孔布置：具体位置见钻孔布置图。 3、钻探依据：宜万总指2009-33会议精神及宜万线复杂隧道施工地质实施细则的相关要求。 4、钻探技术要点：钻探以探测隧道前方围岩岩性、构造和隐含水体情况为目的，钻探中主要以取芯及观测钻进速度、返水、返碴颜色，卡钻、跳钻情况，以及直接量测的水压、水量情况，据此判断前方地质情况。 5、钻探成果：共计钻孔2个（探1、探3），取芯21m/孔，从2009年3月15日开始到2009年3月16日结束，根据钻探情况初步分析成果如下： DK365+333～+312处于F11断层内，主要以泥岩、钙质泥岩、泥灰岩、泥质灰岩、角砾灰岩为主，围岩破碎，富水。其中探1孔3m出水，终孔水量51m3/h；探3孔6m出水，终孔水量36m3/h。 建议施工时，采取超前预注浆+大管棚超前支护通过该段，施工时，应加强围岩监控量测和洞内外观察，以确保施工安全。 中隧科研所齐岳山隧道项目部 2009年3月16日
齐岳山隧道DK365+333钻孔布置示意图 钻孔掌子面里程：DK365+333 孔深：20m 探孔位置布置示意图 开孔参数表 施工单位：中隧科研所制图复核监理
° ° 制图：复核：监理：日期：
° ° 制图：复核：监理：日期：
4、TSP超前地质预报
TSP超前地质预报 QB/ZTYJGYGF-SD-0204-2011 广州分公司任晓锋屈强 1 前言 1.1 TSP超前地质预报概况 TSP地质超前预报是勘察设计阶段以后工程地质工作的继续，主要目的为探测或预测开挖工作面前方围岩工程地质和水文地质情况，获取详细可靠的地质信息，如围岩类别、断层带和破碎带位置、性质、规模、富水等，进行信息反馈。并对探测到的地质情况进行综合分析，做出判断，提出地质预报成果，作为指导施工和优化支护参数、围岩类别变更等动态设计的依据。 1.2 TSP超前地质预报原理 隧道地震波法（简称TSP），其原理是通过小药量爆破所产生的地震波信号沿隧道方向以球面波的形式传播，在不同岩层中地震波以不同的速度传播，在其界面处被反射，并被高精度的接收器接收。通过计算机软件分析前方围岩性质、节理裂隙分布、软弱岩层及含水状况等，最终显示屏上显示各种围岩构造界面与隧道轴线相交所呈现的角度及掌子面的距离，并可初步测定岩石的弹性模量、密度、泊松比等参数以供参考。 2 工艺工法特点 地质超前预报工作可进一步查清因前期地质勘察工作的局限而难以探查的、隐伏的重大地质问题，根据掌握的地质灾害前兆和超前预测预报地质灾害，及时改进施工方法，调整施工工艺，确定防灾预案，进而指导工程施工的顺利进行；施工地质工作可降低地质灾害发生的机率，在隧道施工阶段，TSP超前地质预报技术是保证隧道顺利安全施工的重要地质预报手段，但需辅以其它地质预报手段，才能保证其精度。 3 适用范围 该法适用于复杂地质的公路、铁路等隧道工程施工，用于划分地层界线、查找地质构造、探测不良地质体的厚度和范围，但仪器在作业过程中对环境的要求较高，若噪声过大则会影响采集数据的准确性。 4 主要引用标准
TRT隧道超前地质预报报告课案
新建哈尔滨至牡丹江客运专线工程 新立隧道出口 TRT 超前地质预报 检测报告 （DK109+653-DK109+305） 报告编号：HM-2015-XLCK-001 编写： 复核： 批准： 山东广信工程试验检测集团有限公司 二○一五年十月三十一日
一、 概况 根据铁道部《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）的规定，由我单位承担哈牡线新立隧道出口超前地质预报工作。 新立隧道位于黑龙江尚志市境内，隧道所在区域主要分布粉质粘土、花岗岩等，起讫里程DK106+405～DK109+750，全长3345m 。 本次工作依据的规范： 《铁路工程物理勘探规范》 TB10013—2010 《铁路工程地质勘察规范》TB10012—2007 《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设［2008］105号） 《铁道部建设管理司关于进一步加强铁路隧道设计施工安全管理工作的通知》建 技［2010］352号文 二、预报原理 本次测试采用TRT6000隧道地质超前预报系统，TRT 是隧道地震波反射层析成像技术的简称，该技术的基本原理在于当地震波遇到声学阻抗差异（密度和波速的乘积）界面时，一部分信号被反射回来，一部分信号透射进入前方介质。声学阻抗的变化通常发生在地质岩层界面或岩体内不连续界面。反射的地震信号被高灵敏地震信号传感器接收，通过分析，被用来了解隧道工作面前方地质体的性质（软弱带、破碎带、断层、含水等），位置及规模。正常入射到边界的反射系数计算公式如下： 假设R 为反射系数，ρ1、ρ2为岩层的密度，V 等于地震波在岩层中的传播速度。地震波从一种低阻抗物质传播到一个高阻抗物质时，反射系数是正的；反之，反射系数是负的。因此，当地震波从软岩传播到硬的围岩时，回波的偏转极性和波源是一致的。当岩体内部有破裂带时，回波的极性会反转。反射体的尺寸越大，声学阻抗差别 1 1221 122ρρρ-ρV V V V R +=
TSP地质超前预报报告
新建山西东南铁路通道洪洞北至汤阴东段TSP地质超前预报报告 第01号 合同段： 施工单位：中铁三局集团有限公司 隧洞名称：太岳山隧道1号斜井 预报范围：XⅠDK0+449～XⅠDK0+349 参加人员：赵中旺刘晓斌李忠 报告编写：李忠 石家庄铁道学院桥隧施工地质研究所 2010年7月20日
一、概述 新建山西东南铁路通道洪洞北至汤阴东段太岳山隧道位于山西省临汾市古县旧县镇与安泽县之间，是重、难点工程，也是控制工程。隧道起讫里程为DK392+930～DK409+124，全长16194m。为单洞双线隧道。隧道位于中低山丘陵区,通过地层主要水平状泥岩、砂岩；全隧道估算正常涌水量8594m /d，最大涌水量20393m /d。主要不良地质为进口段浅埋黄土以及全隧道水平泥岩夹砂岩拱部易垮塌地层。隧道设5座施工斜井作为辅助坑道。其中1号斜井位于线路前进方向右侧，与线路中线交点里程DK396+115，斜井斜长522.74m；采用无轨运输单车道衬砌断面，斜井综合纵坡为9.6%。 隧道穿越太行山中山区的主脉区，隧道平均海拔360～1420米，相对高差150～900米，山势陡峻，沟深坡陡，植被稀疏，“V”型季节性构造沟谷发育，降水量不大但相对集中。 隧道施工区围岩主要是古生代震旦纪的石英砂岩、页岩、泥灰岩，寒武纪的页岩、砂岩、泥岩，上部覆盖第四纪坡积物。岩石受到地质历史上多期构造活动的影响，构造裂隙发育，其中岩体破碎，岩层软硬不均，自稳性差，风化强烈，节理密度很大，多以剪节理性质的构造裂隙出露,且山体偏压严重，石灰岩中发育有岩溶等多种不良地质构造，在施工的过程中易发生崩塌、掉块、侧壁失稳等不良地质灾害，危及施工的安全。 隧道围岩赋存地下水埋以岩溶水、基岩裂隙水和松散岩类孔隙水为主。裂隙水主要赋存于强～中等风化基岩及断裂破碎带中，局部地段地下水活动强烈，会加剧围岩的风化程度，造成围岩失稳。孔隙水主要赋存于地表残坡积物中，基岩面为其活动的主要地带，孔隙水的活动会造成残坡积物沿基岩面滑塌。 TSP超前地质预报是勘测设计阶段以后工程地质工作的继续，主要目的为探测或预测开挖工作面前方围岩工程地质和水文地质情况，获取详实可
隧道超前地质预报管理实施细则
隧道超前地质预报管理实施细则 第一章总则 第一条隧道超前地质预报是保证隧道施工安全、优化工程设计、实现施工信息化的重要基础。通过超前地质预报工作，可以进一步查清隐伏的重大地质问题，及时掌握和反馈隧道地质条件信息，调整隧道设计参数、防护措施，为优化隧道施工组织、制定施工安全应急预案、控制工程变更设计提供依据。 第二条抓好隧道超前地质预报工作，可以预防各类突发性地质灾害，有效规避工程建设风险，实现铁路工程“六位一体”管理目标。超前地质预报是确保施工安全和结构安全的重要可靠手段，是铁路隧道设计文件的重要组成部分，也是铁路隧道施工作业中关键的重要作业环节，是施工中不可缺少的关键工序，施工单位必须纳入工序管理。 第三条本细则依据《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设〔2008〕105号），结合银西铁路甘宁段实际制定。 第二章管理机构和职责划分 第四条管理机构 银西铁路有限公司建设指挥部成立隧道超前地质预报管理领导小组。
组长：指挥部总工 副组长：工程分部负责人 组员：专业主管工程师，各标段参建单位项目分管领导 指挥部管理领导小组负责银西铁路甘宁段隧道施工超前地质预报组织领导工作。领导小组下设办公室，办公室设在工程管理分部，负责组织对重大地质情况的施工方案进行研究。 第五条职责分工 铁路隧道地质按复杂程度分为四级：复杂(A)，较复杂(B)，中等复杂(C)，简单复杂(D)。（详见铁建设〔2008〕105号《铁路隧道超前地质预报技术指南》附录B）。 超前地质预报工作涉及建设、设计、施工（含专业超前地质预报单位）、监理等单位，参建各方既要明确分工又要协调配合。 （一）指挥部职责 1．负责制订超前地质预报管理细则，明确各单位职责分工和工作流程，负责管理超前地质预报各参建单位并协调处理各单位之间的关系。 2．组织相关参建单位对超前地质预报设计文件进行技术及安全交底，负责审查施工单位上报的超前地质预报实施大纲或方案，审查监理单位编制的超前地质预报监理实施细则，审核超前地质预报分析成果。
超前地质预报作业指导书
目录 1、适用范围 (1) 2、作业准备 (1) 2.1、内业准备 (1) 2.2、外业准备 (1) 3、技术要求 (1) 4、施工程序与工艺流程 (1) 4.1、施工程序 (1) 4.2、超前地质预报工艺流程 (2) 5、施工要求 (3) 5.1、超前地质预报方法 (3) 5.2、地质素描 (4) 5.3、地质雷达 (5) 5.4、TSP地震波法 (6) 5.5、超前地质钻孔探测 (7) 5.6、加深炮孔探测 (7) 6、劳动组织 (8) 6.1、劳动力组织方式 (8) 6.2、人员配备 (8) 7、材料要求 (8) 8、设备机具配置 (8) 9、质量控制及检验 (8)
10、安全及环保措施 (9)
新建磨万铁路站前工程第Ⅳ标项目经理部第二分部超前地质预报作业指导书 隧道超前地质预报作业指导书 1、适用范围 适用新建磨万铁路站前工程第Ⅳ标项目经理部第二分部标段内 隧道的超前地质预报作业。 2、作业准备 2.1、内业准备 组建超前地质预报专业小组，认真学习实施性组织设计，阅读、审核施工图纸，掌握隧道工程地质情况，编制超前地质预报计划，采用先进技术手段进行超前地质探测预报。预报手段主要包括以下几种：地质雷达、超前钻探、TSP203探测、加深炮孔、地质素描等。 2.2、外业准备 根据隧道地质情况，采用不同的超前地质预报方法，现场收集隧道地质情况的各种技术数据，进行分析、解译、对比后得出结论，指导隧道施工。 3、技术要求 3.1熟练掌握各种超前地质预报的方法。 3.2熟练对超前地质预报所得出的数据进行分析，得出结论，及时指导现场施工。 4、施工程序与工艺流程 4.1、施工程序
超前地质预报样本
广西xx至xx高速公路项目工程地质超前预测报告 xx隧道左线出口 期号：左线第25期 预报里程：ZK47+638～ZK47+608 土建合同段：xxxxx同段 编制： 审核： 测试单位：xxxxxxxxxxxxx预报检测项目部 Xxxxxx年x月xxx日
一、概况 我部于2010年8月23日对xxxxx公路项目瑶寨隧道左线出口ZK47+638～ZK47+608段计30米进行了地质超前预测工作。通过对地形、地貌及掌子面的观察、分析，结合地质雷达所测资料，综合评价预测段洞室开挖岩土工程地质条件。 预报采用仪器：美国GSSI公司生产的SIR-3000型地质雷达，天线中心频率为100MHz，测线及测点布设见图1。 图1 雷达测点、测线布置图 二、掌子面岩体特征 掌子面里程ZK47+638，围岩为灰岩，中风化，中薄层状构造，节理、裂隙较发育，岩体以块碎状结构为主，裂隙间有夹泥，掌子面右侧存在粘性土夹层，整体稳定性较差。 三、测试结果及分析 本次雷达预报探测范围ZK47+638～ZK47+608段计30米，从测试结果来看：预计该段围岩特征与目前掌子面基本相似，主要为中风化灰岩，中薄层状构造，节理、裂隙较发育，层理较明显，岩体主要呈块碎状结构，裂隙和层理间有夹泥或者粘性土，有渗水，岩体层间粘结力较差，开挖时易出现掉块现象，整体稳定性一般～较差。其中在ZK47+638～ZK47+630、ZK47+616～ZK47+608范围内围岩节理、裂隙较发育，岩体较破碎，有渗水，
存在弱夹层或者溶洞，有粘性土，应谨慎掘进，加强支护。 四、建议 建议ZK47+638～ZK47+608段围岩级别可变更为Ⅳ级，初期支护参数可变更为S4-A型施工。 图2 雷达测试图
隧道超前地质预报方案
隧道超前地质预报方案 1编制依据 (1)《公路隧道超前地质预报技术指南》及交通部颁布的其他现行施工规范、安全规程、施工指南等。 (2) 工程地质及水文地质》——中国水利水电出版社。 (3)近年来高速公路类似工程施工经验、施工工法、科技成果；国内外相关高速铁路的施工工艺及科研成果。 2隧道工程概况 标段内隧道工程地质复杂，主要由残积砂质粘性土及全-强风化花岗岩组成，洞身主要为中～微风化花岗岩。，隧道围岩以Ⅱ、Ⅲ、级围岩为主，部分为Ⅳ、Ⅴ级围岩。施工中必须加强超前地质预报，并采取相应的工程措施，保证安全顺利地通过不良地质段。 根据设计提供风险等级和超前地质预报设计要求，我单位采取加深炮孔探测和超前水平地质钻孔俩种方法进行围岩观测，以提供有效的施工措施保证施工安全、顺利的进行，对于出现地质异常区域，我单位另增加TSP或地质物探手段进行详细的地质分析，并报设计单位进行核对、审批，重新进行隧道风险等级划分。 项目部对标段内隧道作业高度重视，在施工组织设计中已经把超前地质预报列入独立的施工工序进行检测，制定“有预报才施工，不预报坚决不允许施工”的要求发放各施工队执行实施。 为有效的执行超前地质预报的实施，项目部特别成立专职超前地质预测预报实施小组，其中组长1人，副组长2人，组员5人，负责现场超前地质预测预报工作的具体实施和资料收集整理，对隧道施工起到实施性的指导作用。并聘请专职预报队伍负责标段内的隧道地质超前预报施工。
3隧道工程地质条件 本标段隧道工程地质复杂，主要由残积砂质粘性土及全-强风化花岗岩组成，洞身主要为中～微风化花岗岩。，隧道围岩以Ⅱ、Ⅲ、级围岩为主，部分为Ⅳ、Ⅴ级围岩。 4超前地质预测预报目的 地下地质条件复杂，潜在、无法预知的地质因素较多：多变的地形条件，地层破碎带、断层，富水岩层等。 进行隧道地质超前预报的目的是：提供隧道掘进前方的地质情况，包括围岩的完整性、断层破碎带和溶洞的规模和位置、不良地层的富水情况，进而做出对围岩类别的划分和隧道开挖时稳定性的分析，以确定合理的工程措施和合理的施工方法，以确保隧道施工安全顺利的进行。5超前地质预测预报组织机构和人员设备配置 在项目部设施工地质工作管理办公室，办公室设在工程管理部，负责组织项目部有关人员进行预报培训和学习工作；预报物探设备管理与协调使用；预报实施情况监督检查。项目部分别成立专职超前地质预测预报实施小组，负责现场超前地质预测预报工作的具体实施和资料收集整理。人员组成及主要职责分工见表。 超前地质预测预报人员分工职责表
超前地质预报实施细则经典版
超前地质预报实施细则经典版 1
目录 1、适用范围 ........................................................................ 错误!未定义书签。 2、工程概况 ........................................................................ 错误!未定义书签。 2.1狮子岩隧道概况.......................................................... 错误!未定义书签。 2.2白山同隧道概况.......................................................... 错误!未定义书签。 2.3地质岩性...................................................................... 错误!未定义书签。 2.4 地震基本烈度 .............................................................. 错误!未定义书签。 2.5水文特征...................................................................... 错误!未定义书签。 3、编制依据 ........................................................................ 错误!未定义书签。 4、超前地质预报目的 ........................................................ 错误!未定义书签。 5、超前地质预报的主要内容和方法 ................................. 错误!未定义书签。 5.1 超前地质预报的主要内容 .......................................... 错误!未定义书签。 5.2超前预报的主要方法 .................................................. 错误!未定义书签。 5.3主要实施方法.............................................................. 错误!未定义书签。 6、 TSP203地质预报系统................................................... 错误!未定义书签。 7、掌子面地质素描 ............................................................ 错误!未定义书签。 8、水平超前钻孔 ................................................................ 错误!未定义书签。 9、地质预测、预报工艺流程............................................. 错误!未定义书签。 10、地质信息收集与处理................................................... 错误!未定义书签。 11、针对预报可能出现特殊地段的处理方法 ................... 错误!未定义书签。 11.1涌水出现处理方法 .................................................... 错误!未定义书签。 11.2涌水突泥地质现象的处理方法................................. 错误!未定义书签。 12、地质工作组织机构 ...................................................... 错误!未定义书签。
超前地质预报简图
简要超前地质预报施工程序 1．超前地质预报测试人员进入测试现场前，应充分查阅施工地区的工程地质资料，确定本次检测的主要不良地质构造现象，明确超前地质预报的目的。 2．工程地质师进入施工现场，仔细研究观测隧道的岩石，构造，岩体的工程地质特征，根椐现场实际情况，确定TSP超前预报探测系统进行现场测试的位置。（隧道的左壁和右壁） 3．布置超前地质预报探测钻孔：一般情况下，在测试的时候，在由2所确定的隧道的侧壁上，布置之度外24个爆破探测孔，如图所示，爆破测试孔垂直于隧道壁，深1.5m 直径40mm～42mm，向下倾斜10°，间隔1.5m，距离隧道底部1m，从掌子面与隧道壁的交点处开始布置1#孔,依次后推,直到第24#孔。用直径40mm～42mm钻制， 特别提示：爆破测试孔垂直于隧道侧壁，向下倾斜10° 4．布置接收器钻孔：在与爆破探测孔同测隧道壁，同高的延长线上，距离最外一个爆破探测孔（第24#孔）15m～20m处，布置接收器钻孔，接收器钻孔垂直于隧道壁，深2.0，直径42mm～45mm，向下倾斜10°，用直径50mm钻制（如图所示）。 特别提示：接收器钻孔用直径50mm钻头钻制，钻孔务必要直，垂直于隧道侧壁，向下倾斜10° 5．超前地质预报测试炸药与雷管的选择：施工单位应向超报组提供炸药和雷管，炸药应选用乳化防水炸药，150g或者250g一管。雷管选用毫秒瞬发电雷管。每次测试消耗炸药3000g～4000g，雷管30发。 特别提示：爆破测试雷管必须选用瞬发电雷管 6．现场测试过程： A、将TSP超前预报探测系统按照说明书，进行连接调试，保证设备运行工作状况良 好。 B、隧道内暂停施工，减少噪音对TSP超前预报探测系统的影响。 C、爆破手将适当药量的炸药及一枚电雷管装入1#爆破测试孔，并注水封闭爆破孔， 撤离到安全区内。 D、测试人员引爆炸药，采集现场测试数据。 E、在2#测试孔，重复C、D两步骤，直到达24个孔结束。如果遇到哑炮、弱炮， 则该测试孔重新测试。 F、测试完毕后，整理设备，撤离现场，回复隧道内施工。 7．内部资料整理： A、进行TSP超前预报探测系统图形资料的初步计算。 B、由专业工程地质人员分析解译TSP超前预报探测系统的现场测试数据，提交超前 地质预报报告。 C、及时将超前地质预报情况给甲方、监理、业主。
超前地质预报方案
铁程管-04a 施工组织设计（方案）报审表（二） 工程名称：新建拉萨至日喀则铁路工程施工合同段：拉日铁路TJ4标编号：
新建拉萨至日喀则铁路工程TJ4标段 吉沃希嘎隧道 超前地质预报方案 编制： 复核： 审批： 中铁十二局集团拉日铁路工程指挥部二项目部 二0一一年四月
超前地质预报方案 隧道施工中的地质灾害监测与警报，是隧道施工地质工作的核心任务和落脚点，因此在隧道施工中超前地质预报工作必须作为一道独立的工序进行，将隧道施工前方的围岩状况了解得清清楚楚，确保施工安全。为次我项目部成立了超前预报工作小组负责次项工作。 一、地质状况： 吉沃希嘎隧道穿越区的岩性主要为沉积岩类（包括粉砂岩、石英 砂岩），隧道出口位置偏压、进口及隧道洞身局部位置埋深较浅，碎石土堆积层为主，隧道穿越区域存在三条断裂带，分别为： ①F4-3断层：与隧道洞身位置交于IIIDK117+520-IIIDK118+005， 断层产状N32°W/78°S，为压扭性断层，破碎带内物质主要为的 断层泥砾及压碎闪长岩，宽度为320-340m。在雅鲁藏布江右岸 断层通过处，山体坡面不完整，为不稳定斜坡，深切冲沟沟岸两 侧坡面破碎。在雅鲁藏布江左岸既有公路318国道边山道可见明
显断层破碎带物质，青灰色为主，夹有锈黄色、灰绿色，主要由 断层角砾组成，在318国道边可见有明显的断层角砾物质，含有 少量压碎岩及断层泥砾等，断层西界为闪长岩，东界被第四系地 层覆盖，迹象不明显。断裂断层两侧均为燕山期中期粗粒闪长岩 体。表层已被覆盖第四系块石土。 ②f2-6断层：与隧道洞身位置交于 IIIDK118+586.7-IIIDK118+686，断层产状N25°E/70°S，为逆 冲性断层，破碎带内物质主要为压碎闪长岩和少量的断层泥砾物 质，宽度约为100米。在雅鲁藏布江右岸断层东侧发育一错落体， 洞身范围内表面被第四系地层覆盖，迹象不明显。 ③f1-1断层：与隧道洞身位置交于IIIDK120+950.7-IIIDK121+340，断层产状N19°W/20°/30°S，为压扭性断层，破碎带内物质主要为断层泥砾及压碎闪长岩，宽度约为300-380m。在雅鲁藏布江左岸既有公路318国道边山坡坡面陡坎下，西界为闪长岩，东界被第四系地层覆盖，
超前地质预报管理制度
隧道超前地质预报管理制度 1、总述 隧道超前地质预报是保证隧道施工安全、优化工程设计、实现施工信息化的重要基础。通过超前地质预报工作，可以进一步查清隐伏的重大地质问题，及时掌握和反馈隧道地质条件信息，调整隧道设计参数、防护措施，为优化隧道施工组织、制定施工安全应急预案、控制工程变更设计提供依据。抓好隧道超前地质预报工作，可以预防各类突发性地质灾害，有效规避工程建设风险，实现铁路工程六位一体管理目标。超前地质预报是确保施工安全和结构安全可靠的重要手段，是铁路隧道设计文件的重要组成部分，也是铁路隧道施工作业中关键的重要作业环节，是施工中不可缺少的关键工序，必须纳入工序管理。 2、超前地质预测预报的目的 .超前探测地层岩性变化界面、软弱层界面、煤层界面、断裂带界面；.超前探测岩溶洞穴、岩溶通道及岩溶发育带的位置、规模、充填状况，指导工程施工的顺利进行； .预报突水突泥位置，降低地质灾害发生的机率，确保施工安全； .为动态设计提供相关的地质依据； .确定合理的工程措施施工方法，为编制竣工文件提供地质资料。 3、编制依据 本制度依据《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设〔2008〕105号）、《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）、合福施工咨询（隧）设计图，结合实际制定。 4、工作内容 隧道超前地质预报主要内容有： 4.1、不良地质（特别是岩溶、暗河、危岩落石、顺层等）； 4.2、地质构造（特别是岩体破碎带、节理密集带、单斜构造，受构造影响，岩 层扭曲、顺层偏压等影响岩体完整性的构造发育情况）； 4.3、地层岩性（特别是对围岩质软、破碎地层、岩石裂隙较发育、方解石脉大 量充填、落蚀极发育、溶隙及溶洞、局部较破碎等）； 4.4、地下水（特别是孔隙水、基岩风化裂隙水、岩溶水土层孔隙水、基岩裂隙 水、溶隙水层等）； 4.5、超前地质预报计划工作量见下图。
隧道出口超前地质预报报告
改建铁路 昆明枢纽扩能改造工程 新官庄隧道 进口：YDK8+549～YDK8+399段 隧道超前地质预报报告 (报告编号：TGP-KS1003) 建设单位：昆明枢纽铁路建设指挥部 设计单位：中铁二院工程集团有限责任公司监理单位：西南交大监理咨询有限公司 施工单位：中铁六局集团有限公司 报告审核人： 检测负责人： 检测单位：中铁六局集团有限公司 桥隧分公司预报检测中心 二〇一〇年六月
目录 一、工作概况 (1) 二、探测方法、设备及原理 (1) 三、测线布置 (2) 四、探测数据整理与分析 (3) 1．探测数据初步整理 (3) 2．探测数据计算分析 (3) 五、数据处理成果图表 (4) 1．检测记录与测段岩体参数表 (4) 2．三分量P波、SH波和SV波原始记录波形图 (5) 3．综合成果图 (6) 六、结论及建议 (7) 附表Ⅰ (9)
一、工作概况 中铁六局集团有限公司检测中心于2010年6月14日对改建铁路昆明枢纽扩能改造工程新官庄隧道出口YDK8+549～YDK8+399范围段进行了隧道地质超前预报检测工作。工作中利用地质理论分析既有地质资料、并采用先进的地质超前预报技术相结合，目的是为隧道施工提供工作面前方的围岩状态、特征，以及施工中可能引发的地质灾害位置、规模和性质。 二、探测方法及设备 1．探测方法 本隧道地质超前预报依据的技术文件是铁路工程施工技术指南TZ214—2005《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》，采用隧道地震反射波探测技术。隧道地震波超前预报技术TSP(Tunnel Seismic Prediction)是利用地震波在不均匀、不连续地质体中产生反射波，实现隧道地质超前预报目的。地震波震源采用小药量炸药在隧道边墙的风钻孔中激发产生，激发炮孔在洞壁一侧沿直线布置，一般采用24个炮孔。地震波的接收器也安置在孔中，一般左右壁各布置一个。地震波在岩石中以球面波形式传播，当地震波遇到弹性波阻抗差异界面时，例如断层、岩体破碎带、岩性变化或岩溶发育带等，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和发生反射（见图2.1）。反射的地震波信号被高灵敏度的地震检波器接收。地震波反射信号的传播时间与传播距离成正比，与传播速度成反比，因此通过测量直达波速度、反射回波的时间、波形和强度，可以达到预报隧道掌子面前方地质条件的目的。 图2.1 隧道地质超前预报原理图
超前地质预报作业指导书
超前地质预报作业指导书 1、适用范围 本作业指导书适用于XXX至XX高速公路X合同段标隧道工程施工,具体内容包括：预报内容、预报分级、预报流程及要点。 2 、作业准备 2.1内业技术准备 作业指导书编制后，在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底。对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。 2.2外业技术准备 施工作业层所涉及的各种外部技术数据收集已完成。 修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。 所以仪器已经到位，经过检校并在使用有效期内。 3、技术要求 明确隧道超前地质预报作业工艺流程、操作要点和重要性，指导、规范隧道超前地质预报，保障隧道安全掘进。施工过程中必须将超前地质预报纳入施工工序管理，做到先探测、后施工，不探测不施工。 所使用的仪器具有合格的出厂证明及使用期限，并按相关要求进行质量验收，有验收记录，并在有效使用期内。 4、施工程序与工艺流程 4.1预报内容 （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预报。 （2）地质构造，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响体完整性的构造发育情况的预测预报。
（3）不良地质，特别是溶洞、人为坑洞、瓦斯等发育情况的预测预报。 （4）地下水，特别是对岩溶管道水、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。 4.2预报方法 （1）隧道工程超前预报采用地质调查法、地震波反射法、加深炮孔探测法、超前地质钻探法及地质雷达探测法进行综合预报。在地质调查法的基础上,采用地震波反射法进行中长、长距离探测；采用超前地质钻探进行验证,钻探孔数2个,深度30?50m；釆用加深炮孔探测法进行短距离预报；并采用地质雷达探测法及物探红外探测法对断层破碎带、软弱岩层变化带及可溶岩地段进行探测。超前预报工作如下： (1)全隧道进行地质素描,隧道岩性变化点、构造发育部位等复杂、重点地段应每循环进行一次素描,其他地段不应超过10m进行一次素描（或每循环一次也可）; (2)地震波反射法探测：地震波反射法连续预报时前后两次应重叠10m以上,每次预报距离100?150m。隧道区域内软弱破碎地层或岩溶发育区,每次预报距离应为100m左右；岩体完整的硬质岩地层每次可预报150m。 (3)超前地质钻探：在随道区内富水软弱断层破碎带,富水岩溶发育区,重大物探异常区等地质条件复杂地段必须使用,确保施工的安全性。超前水平钻探每循环钻孔长度不应小于30m,连续预报时前后两循环孔应重叠5?8m。可能发生突泥涌水的地段,超前地质钻探应设孔口管和止水装置,防止高压水突出。富水软弱断层破碎带、岩溶发育区、重大物探异常区等地质复杂地段应釆用超前水平钻探为主的综合方法预报前方地质情况。 (4)每个循环应采用加深炮孔探测法进行短距离探测的,一般情况布置5个加深炮孔,当出现不同地层分界,断层破碎带或预报可能出现地质隐患时,布置8个加深炮孔；当釆用上半断面开挖时,相应炮孔为3?5个；炮孔孔径50 mm,孔深5?8m。 (5)较复杂的断层破碎带、连续的物探异常区,应配合进行地质雷达探测法。采用地质雷达探测法等电磁波反射法时,在岩溶不发育地段每次预报距离10m,在岩溶发育地段预报长度可根据电磁波波形确定并不得小于10m,连续预报前后
超前地质预报报告
报告编号：SXGSJC/MBG-SD-2012-005 铜黄高速公路马家梁隧道ZK107+158断面施工超前地质预报报告
陕西高速公路工程试验检测有限公司 2012年5月 报告编号：SXGSJC/MBG-SD-2012-005 铜黄高速公路马家梁隧道ZK107+158断面施工超前地质预报报告
陕西高速公路工程试验检测有限公司 2012年5月 目录 1 工程及地质概况 (1) 2 检测依据 (2) 3 检测内容、方法 (2) 3.1 检测内容 (2) 3.2 检测方法 (2) 4 地质雷达探测原理及仪器设备 (3) 4.1 地质雷达探测原理 (3) 4.2 仪器设备 (4) 5 地质雷达测线布置 (4) 6 检测结果 (5) 6.1 地质检测 (5) 6.2 地质超前预报 (6) 7 建议 (6)
铜黄高速公路马家梁隧道ZK107+158断面 施工超前地质预报报告 为了完成部桥隧专项评审组现场评审实操项目，陕西高速公路工程试验检测有限公司对铜黄高速公路马家梁隧道ZK107+158断面施工超前地质进行预报。本次探测于2012年5月17日完成，现将探测结果报告如下： 1 工程及地质概况 十天高速梅落石起于略阳县白石沟乡磨坝村梅落石，止于略阳县马蹄湾乡师波沟，为左、右线，分别于公路测设里程ZK458+778～ZK463+085、YK458+815～YK463+128段穿越山体，为曲线型特长隧道，轴线总体走向约291°。隧道洞室左线长4307米，右线长4313米，左线最大埋深约543.23米，右线最大埋深约516.97米。 隧道穿越区为构造剥蚀中山区，隧道穿越一山体，左线地面标高介于810.2～1373.47m，相对高差约563.27m，右线地面标高介于806.47～1346.57m，高差约540.1m，隧道进口段地形陡峭，进口段坡角约36°，出口段地形较陡峻，坡角约31°。 据调查隧址区分布的地层为中上志留系磨坝组板岩。本区一级构造单元属秦岭褶皱系（Ⅱ）二级构造单元属南秦岭印支褶皱带（Ⅱ4），其三级构造单元为白水江—白河褶皱束（Ⅱ43）。 本区区构造系由走向东西的紧密褶皱和压性断裂组成的强烈挤压带，地质构造极为复杂。路线方向与主构造线大角度斜交。 隧址区位于无褶皱产出，地层岩性及产状分布较稳定，岩层产状为200~230°∠65~80°。未发现断裂通过。本次勘察对隧址区出露基岩进行了节理统计，区内岩体近地表风化裂隙较发育，进口段主要发育
隧道超前地质预报报告
目录 1、工程概况 (1) 2、检测依据 (1) 3、检测仪器 (1) 4、检测方法及原理 (1) 4.1 检测方法 (1) 4.2 检测原理 (2) 5、预报内容及现场探测 (3) 5.1 预报内容 (3) 5.2 现场预报方法 (3) 6、预报结果分析 (5) 6.1 掌子面地质素描 (5) 6.2 预报评价......................................................................................... 错误!未定义书签。 6.3 地质雷达预报结论 (6) 7、结论及建议 (6) 7.1 结论 (6) 7.2 建议 (7)
图3-1 SIR3000型地质雷达及100MHz 天线 1、工程概况 **高速公路**隧道位于涿鹿境内，为上、下行独立双洞分离式隧道。长度*891m 。项目采用双向四车道高速公路标准，设计时速80km/h 。围岩级别有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级。隧道区地层围岩以花岗岩为主。 本次预报里程为：**隧道左线进口*6+677～707。检测时间：201*年*月25日。 2、检测依据 《**隧道超前地质预报技术规程》Q/CR 9217-2015/8.3 ； 3、检测仪器 本次工作采用美国Sir-20地质雷达、100M 屏蔽天线（如图3-1）进行探测。 4、检测方法及原理 4.1 检测方法 本次探测采用地质调查结合物探的综合方法，其中： ⑴ 地质法：由具有丰富经验的专业地质工程技术人员直接观察掌子面围岩情况，对前方围岩进行判断。 ⑵ 地质雷达探测：利用一个天线发射高频宽频带电磁波，另一个天线接收来自地下介质界面的反射波，电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化，通过雷达数据运算和处理，即可预报掘进前方的地质情况。
隧道超前地质预报钻探报告
大瑞铁路工程畹町隧道进口 超前钻探报告 编号：WDJK-ZT-07 钻探里程： 工程名称：大瑞铁路工程隧道超前地质预报 中煤科工集团 二O一六年十二月二十五日
大瑞铁路工程畹町隧道进口 超前钻探报告 编号：WDJK-ZT-07 现场记录： 报告编写： 项目经理： 复核： 批准： 中煤科工集团 二O一六年十二月二十五日
说明 1、钻探技术报告分为临时报告和正式报告，以盖有公章的正式报 告为准。 2、钻探技术报告未经中煤科工集团****书面批准复制报告（完整 复印除外）无效。 3、钻探技术报告经涂改无效。 4、如对钻探技术报告存有异议，应在七日之内向钻探单位提出意 见。 地址：重庆市 邮编： 电话： 传真：
目录 一、工程概况 (1) 二、钻探原理简介 (1) 三、钻孔布置 (1) 四、钻探揭露情况 (3) 五、钻孔柱状图 (8) 六、结论和建议 (11)
一、工程概况 大瑞铁路工程畹町隧道位于戛中~瑞丽车站区间，隧道进口里程DK322+645，出口里程DK328+640，隧道全长5995m。隧道除中部DK323+300.58~+508.72段位于直线外，其余均位于曲线半径R=1600m的右偏曲线上。隧道为人字坡，进口至DK325+020为上坡，坡度为9‰/1775m、3‰/600m；DK325+020至出口为下坡，坡度-9‰/2380m、-6‰/1240m。隧道最大埋深670m。隧道穿越主要地层岩性为二叠系下统沙子坡组（P1s）白云岩、灰岩、白云质灰岩，侏罗系中统勐戛组（J2m）泥岩夹页岩、砂岩互层夹灰岩，上第三系（N）砂岩、泥岩夹砾岩；洞身穿越法帕-畹町断裂，该断裂位于可溶岩与非可溶岩接触带。 我公司于2016年12月23日在隧道进口DK322+921掌子面进行了超前钻探，目的是为了探查掌子面前方约50m范围内地质情况，为隧道安全施工提供依据。 二、钻探原理简介 潜孔钻机是一种由气动马达驱动回转，气缸直接推进的支架式钻机设备，动力单一，体积小，重量轻，效率高，完全适用于隧道的超前地质钻探工作。是利用钻屑法对隧道前方的地质情况进行分析和判断，同时利用钻机钻进时所表现的状态性质对隧道前方的断裂构造、溶洞、暗河进行判断，初步掌握隧道前方地质构造的里程位置，从而采取相应措施保证施工的安全。 三、钻孔布置 18，我依据畹町隧道风险评估及超前地质预报设计图大瑞施隧-Ⅱ-22- 37
超前地质预报实施细则
福建省莆田至永定（闽粤界）高速公路永春至永定泉州段A3合同段 超前地质预报实施细则 编制： 审核： 批准： 中铁十局二公司莆永高速A3合同段项目部 年月日
目录 1、适用范围 (1) 2、工程概况 (1) 2.1狮子岩隧道概况 (1) 2.2白山同隧道概况 (1) 2.3地质岩性 (1) 2.4 地震基本烈度 (2) 2.5水文特征 (2) 3、编制依据 (2) 4、超前地质预报目的 (2) 5、超前地质预报的主要内容和方法 (2) 5.1 超前地质预报的主要内容 (2) 5.2超前预报的主要方法 (2) 5.3主要实施方法 (3) 6、 TSP203地质预报系统 (4) 7、掌子面地质素描 (5) 8、水平超前钻孔 (5) 9、地质预测、预报工艺流程 (6) 10、地质信息收集与处理 (7) 11、针对预报可能出现特殊地段的处理方法 (7) 11.1涌水出现处理方法 (7) 11.2涌水突泥地质现象的处理方法 (7) 12、地质工作组织机构 (7) 13、资料管理 (8) 附图1 (9) 附表1................................................................. .. (10)
1、适用范围 本实施细则适用于莆永高速公路泉州段A3合同段隧道地质超前预报作业，对超前地质勘探进行过程控制，保证超前地质勘探满足施工要求。 2、工程概况 2.1狮子岩隧道概况 狮子岩隧道属于构造剥蚀低山丘岭地貌，地形起伏大，局部地段地形较陡，进出口段坡度约25-30°，均与山间沟谷盆地相连，切割深达15-30m，线路经过山顶最高约687.9m，最低约121.4m。相对高差约566.5m。隧道出口段地表溪水发育，洞身山体表面多沟谷、盆地；隧址区地表多植被覆盖，多沟谷、陡坎，自然经济欠发达。隧道最大埋深560m，围岩主要为燕山早期花岗岩和侏罗系上统南园组中微风化凝灰岩、流纹岩及长林组凝灰质砂岩，厚层状、块体状构造，结构面结合较好或好。总体稳定。围岩级别为Ⅱ～Ⅴ级。隧道区地表水体不发育，局部低洼沟谷中发育有季节性溪流，雨季多水，旱季少水甚至无水；地下水主要有第四系松散土层孔隙潜水、基岩风化裂缝系水两种类型。 2.2白山同隧道概况 白山同隧道在福建省莆田至永定高速公路泉州段A3标段内，左线里程为ZK20+040～ZK21+498.840；右线里程为K19+995～K21+500。属构造剥蚀低山丘陵地貌，地形起伏大，局部地段地形较陡，进口坡度较大，约40～45m。进口与山间沟谷盆地相连，切割深度达15～50米，线路经过山顶最高标高约659.6米，最低标高209.5米，相对高差约450米。隧道进口段地表水系较发育，隧址区地表多茶园种植区，多沟渠、小陡坎，自然经济较发达。根据工程地质调查、钻探及物探资料，本隧道进口地段围岩主要由粉质黏土及全-强风化凝灰岩组成，进口段围岩级别为Ⅴ级，工程性质差，浸水易软化，稳定性差。施工开挖洞顶极易塌方，侧壁易垮塌。 2.3地质岩性 根据工程地质调查、钻探及物探资料，隧道进口地段围岩主要由粉质黏土及全-强风化凝灰岩组成，进口段围岩级别为Ⅴ级，工程性质差，浸水易软化，稳定性差。施工开挖洞顶极易塌方，侧壁易垮塌。