隧道地质超前预报、煤矿灾害探测及桥梁无损检测

TST隧道地质超前预报系统

近几年，隧道建设飞速发展，但由于隧道深埋于地下，工程地质条件和水文地质条件复杂多变，而目前地质勘察工作又受技术和水平所限，期望在施工前查明隧道围岩的状态、特性，特别是要准确地预测隧道施工中可能发生的地质灾害的位置、规模和性质是十分困难的，而由于地质灾害体的存在，仅依靠施工揭露再行处理的办法，带有很大的盲目性，常常发生各种突发事故，造成投资增加、人员和施工设备伤害、工期延误等诸多问题，因此，在隧道施工过程中，对掌子面前方的地质条件和可能的地质灾害进行超前地质预报，识别和预测隧道掌子面前方及周围的工程地质、水文地质结构，提供准确的断裂带、含水带及岩体工程类别等地质参数，能有效地避免工程地质病害、减少处治费用、确保施工安全和进度，节约成本。

目前隧道地质超前预报有多种方法，采用科学的、先进的隧道地质预报方法来准确地预报隧道开挖工作面前方岩体及其状态，一直是国内外隧道和地质工作的重要研究课题。

目前隧道地质超前预报方法

目前国内外应用的隧道地质超前预报方法有陆地声纳、负视速度法、HSP水平剖面方法、TSP203、TGP206、TRT、TST等，都属于地震法超前预报技术，以地震反射或散射理论为基础，通过隧道内的地震观测反演掌子面前方的地质情况。

（1）TST隧道地质超前预报法

TST（即Tunnel Seismic Tomography的英文缩写）是利用地震散射原理和偏移成像技术开发的用于隧道地质超前预报的新方法。

建立在地震散射理论基础上，检波器布置在隧道两侧，接收来自四面八方的散射波，利用方向滤波和三维滤波技术，滤除其它杂波，只保留掌子面前方回波，利用速度扫描和偏移成像直观显示缺陷构造。

特点：TST技术采用空间阵列观测方式，使用独有的二维方向滤波技术滤除上下、左右地层的反射，有效地提取出前方地震回波用于超前预报，避免了虚报误报。

采用速度扫描技术有效地解决了掌子面前方围岩速度的分布问题，提高了构造定位的精度；能成功解决复杂地质条件下的地质超前预报问题。

避免了目前一些超前预报技术存在的不能区分不同方向回波、不能准确确定掌子面前方围岩波速而导致虚报误报的技术缺陷。

可应用于钻爆与盾构/TBM掘进的铁路、公路、水利水电、矿山及城建中的隧道与地下工程。预报地质构造、含水带、岩溶、含瓦斯构造、采空区及岩爆地段。

预报距离为100米到200米。

（2）负视速度法

该方法的观测是垂直剖面法，在隧道侧壁打孔布置检波器和炮点，检波器和炮点在一条平行隧道轴线的直线上，利用直达波估计岩体波速，利用反射波走时曲线与直达波走时曲线的交点推测前方反射界面的位置。仅适合简单的地质条件、规模较大的地质体的预报，对于构造复杂地质条件难于应用。该方法不能确定掌子面前方围岩的波速，不能区分回波的不同方向，也不能运用波的动力学信息，属于初级预报技术。

(3)HSP 水平剖面方法

水平地震剖面法（HSP）的激发点和接收点布置在隧道两侧。在隧道的一个

侧壁上规则设置检波点，另一侧壁上规则布置炮点，根据接收到的反射信号，确定前方不良地质体的位置。资料处理时先对记录进行抽道，按等时程原则进行重排，然后利用重排后记录的线性同相轴，确定反射界面的位置。该方法有一定的直观性，能确定主要反射界面。水平剖面法观测系统的横向展布较大，可进行速度分析，但是等时程资料处理方法本身不能分析速度，无法精确地确度定断层的位置。在西南铁路系统中有一定应用，在台湾和日本也有一些应用实例。该方法难于区分回波的不同路径，不能滤除干扰波，难于确定围岩波速，也不能运用波的动力学信息。

(4)TSP（Tunnel Seismic Prediction）超前预报方法

由瑞士Amberg测量技术公司上世纪90年代初开发的用于隧道超前预报的技术。该方法90年代末引入中国，有TSP202、TSP203等型号，铁路系统引进数量较大，我国成为TSP的最大用户。TSP的观测是垂直剖面法，一个三分量检波器埋入隧道侧壁岩体中1-1.5m，炮点与检波器同侧，观测方式与负视速度法基本相同。该技术采用深度偏移成像方法，软件名称为TSPWIN，有11个自动处理步骤。

应用案例

NJ引水隧道利用TBM和钻爆法进行隧道开挖，采用TST隧道地质超前预报技术对TBM 施工前方100m的地质情况进行探测。

下图上部为偏移图像，图中红色条纹表示岩层坚硬，蓝色条纹表示岩层变软；蓝红条纹交替出现，为破碎带或断裂构造。下图中部为围岩波速图像，高速波区对应岩层结构完整，低速波区为构造发育。下图下部为地质解释。（图册）

煤矿灾害探测系统

煤矿生产时一个危险行业，它属于隐蔽工程，处于地下深部，煤矿开采巷道地质环境复杂，严重受到水（透水事故）、火、煤尘、瓦斯、顶板等五大自然灾害的威胁。一旦发生事故，往往造成群死群伤的后果，经济损失无法弥补。由此可见，煤矿安全的重要性，必须引起各方面的警觉，尤其是熟悉煤矿地质环境，避免突发性事故发生。

我国煤矿水文地质条件较为复杂，煤矿突水、透水事故成为煤矿安全生产的主要

威胁之一。瓦斯爆炸是另一个危害煤矿生产安全的问题。在煤矿开采过程中，需要先探明煤矿井下掌子面前方存在的含水带、瓦斯蕴藏区和断层等地质灾害。可增强煤矿开采的计划性和对事故隐患的预见性，可以大幅度减少煤矿挖掘中的意外险情。

煤矿灾害探测系统

TST煤矿探测技术

同度TST煤矿灾害地质超前预报系统为本安型防爆设计，已取得中国防爆证和德国防爆证。用于探测煤矿断层、破碎带、岩溶陷落柱、采空区等地质对象，预报瓦斯与地下水突出部位。预报方位为巷道前方，巷道侧向，巷道间。对避免灾害事故的发生具有指导作用。

特点：

建立在逆散射成像原理基础上的超前预报技术，与传统的反射地震技术相比具有更高的分辨率。同时运用了地震波的运动学和动力学信息，不但可精确确定地质构造的位置，同时还可以获得围岩力学性状的空间变化；结合地质信息可以找到含水带和瓦斯蕴藏区。国内外唯一实现围岩波速精确分析的超前预报技术。保证了地质构造定位的精确性；

采用独特的观测方式，保证观测数据同时满足围岩波速分析、三维波场分离和方向滤波的需要。

仪器通过中国煤矿防爆检测安全证明和欧洲煤矿安全检测证明。

应用案例

（图册）

桥梁CT

实践证明，混凝土结构的任何损伤与破坏，一般都是首先在混凝土中出现裂缝，裂缝是反映混凝土结构病害的晴雨表。所以，对混凝土结构的损伤检测，首先应从对结构的裂缝调查、检测基分析入手。

混凝土出现裂缝的原因很多。

温度变化所致。当混凝土内外环境温度发生变化时，其本身热胀冷缩的特性会导致一定量的变形发生，但如果该变形受到限制，则会在结构内部出现相应的应力，而该应力一旦超出本身的抗压强度则会导致裂缝的出现。

混凝土收缩所致。浇筑后的混凝土将会自外表向内部出现一个逐步干燥的过程，该干燥过程会在混凝土内部产生一定的含水量并呈现桥梁混凝土内部收缩小、表面收缩大的不均匀的收缩状况，即在混凝土表面承受拉应力而在内部则承受压应力，当混凝土表面所承受的拉力超过其抗拉强度则会导致混凝土表面出现收缩裂缝。

钢筋锈蚀裂缝。施工后的混凝土质量不高或保护层厚度不足则易出现钢筋被二氧化碳等腐蚀现象，该腐蚀现象在很大程度上降低了混凝土的碱度，致使钢筋表层被混凝土内的水及氧气腐蚀而在其周围出现一定压力，严重后则会导致保护层剥落甚至开裂，并会沿着钢筋走向出现裂缝，同时钢筋锈蚀所产生的铁锈渗透入混凝土会在一定程度上减少构件的有效界面积 而在一定程度上降低了钢筋和混凝土之间的握裹力，因此在降低构件承载力的同时也会导致构件出现裂缝。

材料因素。桥梁混凝土施工所用的材料主要为骨料、水泥和水以及各种掺加剂 若所采用的某种材料质量不合格均可导致最终拌和物质量不合格，而在其投入运营后在环境和外部荷载的影响下均会导致裂缝的生成，诸如拌和物内细骨料超标则会导致在混凝土干燥时出现网状裂缝，而级配不合理则会增加侧向裂缝的生成几率，施工用水或外加剂内杂质含量过高则会出现一定的钢筋腐蚀现象最终导致裂缝的生成。

混凝土桥梁中的混凝土强度关系到桥梁的牢固性，混凝土表面出现裂缝，需要探测查明

混凝土内部结构，包括混凝土强度和密实度分布、结构缺陷。对损伤的原因和程度应该进行分析，损伤对结构承载能力及耐久性的影响进行评估。

混凝土强度检测方法

桥梁CT

原理混凝土的声波速度可以作为评价混凝土抗压强度与密实度的定量指标。混凝土的波速与混凝土抗压强度有正相关关系，已被大量理论研究和测试对比数据证明了。BCT基于此原理，可用在建桥梁的质量控制和运行桥梁的病害诊断，检测的分辨率可达分米级，可确定低强度的部位﹑范围、程度，为病害整治和施工质量控制、工艺改进提供依据。下图为典型的BCT结果：

图中红色为波速大于4.5km/s的高波速区，表示强度高（大于C55）、密实性好；黄色区为波速4.0km/s—4.5km/s的中高波速区，表示强度较高（C50—C55），较密实；蓝色区为波速 3.0km/s-4.0km/s的中低波速区，表示强度较低（C40—C50）,密实性较差；深蓝色区为波速小于3.0km/s的低波速区，表示强度低（小于C40）、不密实，质量有问题。

观测方式(图册)

1.将三维结构分解为二维结构

将箱梁和T梁分解成顶板、底板、腹板

2.将二维结构划分成有限单元体组合

3.用有限单元体的速度表示二维结构速度分布

4.将二维结果拼合成三维结构图像

特点

混凝土/土石结构CT具有图像直观、分辨率高、可靠性好的特点，其结果可直接用于桥梁质量评价、有限元计算和承载力检算。

案例东营钻井平台陆海桥盖梁遭到船舶碰撞，导致外部出现裂缝，需检测内部强度，先采用BCT法进行检测。（图册）

BWG孔道压浆质量检测仪

加强对桥梁施工质量的过程控制，消除施工过程中的质量缺陷预应力管道又称波纹管，其压浆密实性好坏对桥梁的耐久性具有重要影响，据统计，由于压浆不密实导致预应力管道内钢绞线锈蚀，预应力提前丧失，可造成桥梁实际寿命缩短至设计寿命的十分之一。目前在美国，公路桥梁大约有57万座，其中约13万座有缺陷。平均开始出现问题的年限是25年。在我国截止到2002年，各种桥梁总和约有28万座其中，危桥约有9597座，它们平均开始出现问题的年限是7年。

如何保证新桥的施工质量，如何对新桥进行技术把关，对现存的桥进行质量评价，对危桥进行检测、评定、加固已成为一项重要任务。混凝土桥梁损伤表现形式多样，如预应力损失、混凝土破损开裂、钢筋锈蚀、支座脱空等，这些损伤导致了混凝土桥

梁整体刚度和承载力的下降，是引起桥梁病害的重要原因。为了加强对桥梁施工质量的过程控制，消除施工过程中的质量缺陷，对预应力桥梁的预应力管道（波纹管）的注浆质量检测，是确保桥梁施工质量达到设计要求和合理受力状态的一个重要控制环节。预应力桥梁的钢绞线要充分发挥设计效果，抵消车辆和行人对桥面的压力，预应力管道的注浆质量效果是最重要因素之一。达到设计要求的注浆质量可以使预应力钢绞线充分发挥作用；存在注浆质量缺陷时会出现锚头应力集中和随时间推移的预应力损失现象，且会改变梁体的设计受力状态，降低桥的承载力，从而影响桥梁的使用寿命。因此预应力管道的注浆质量检测是保证桥梁施工质量的重要措施。

常用检测方法

1.散射追踪法

检测方式：

是在波纹管(TD-BWG）侧面粘贴检波器，联合所有检波器的信号进行缺陷成像，一般可以粘贴16或32只检波器，分段追踪。

在梁侧布置检波器

适用范围：

适用于所有的预应力桥梁包括现浇梁和预制梁，检测的波纹管的长度没有限制。

特点：

是一种精细的检测方法，可以去掉由结构产生的散射异常，仅保留真正的注浆缺陷。[1]

预应力孔道压浆检测结果

2.两端法

检测方式：

是在波纹管两端粘贴检波器，一般是两只检波器，只能接受到达波纹管两端的缺陷信号。

适用范围：

适用于10米左右的预应力预制梁。

工程案例

PST成桥桩病害检测

桩基在我国基础建设中占有重要位置，在住宅、高层建筑、桥梁、进海路等工程中被大量采用。桩基工程属隐蔽工程，桩基质量及完整性直接关系到建筑安全问题，桩基检测成为桩基工程的重要工程。

据统计，桩基施工中桩身出现质量缺陷的概率达20%。目前，我国每年的用桩量约百万根 而桩基的造价较高，通常占工程总造价的四分之一以上。因此，如何在施工中控制桩基施工质量 确保桩径、桩长、承载力、入土深度、桩型、材质、进入相应的持力层，充分发挥桩基础的效益，是十分必要的。

同时，中国已建桥梁和道路的桩基也需要检测埋藏部位的质量，查找缺陷大小等，目前几种传统方法都无法检测有盖梁的桩基，北京同度新开发的PST成桥桩检测技术是专门用于具有上部结构的成桥桩和板墙桩的质量检测。

桩基质量检测方法

桩基质量检测方法有PST成桥桩检测、小应变、声波透射法等。

PST成桥桩检测法

把桩与周围土壤复合为一个弹性体。当在桩侧面施加一机械力F(t)时,在桩中会产生轴对称压缩振动和剪切弯曲振动两种方式，当波在装慎重传播时，遇到断裂等缺陷儿形成波阻抗界面，安置在侧面的检波器会接收到直达波、盖梁上下界面的反射波、结构与缺陷的的反射波和上行波与下行波波组等，通过对接收的波的波形区分、振幅、频率等分析，来确定成桥桩的缺陷位置，判断桩身质量。

使用范围：具有上部结构的成桥桩和板墙桩的质量检测，也可用于普通桩基检测，确定桩基完整性和缺陷位置，确定桩的长度。可用于海路成桥桩。

检测方式：接收：16道检波器(拖缆) ，道间距25cm；发射：一个敲击点，最小偏移距50cm；为分辨波组内的不同波，激发点应距盖梁至少1m以上。

小应变法

基桩一般都具有较大的长径比,可近似看作一维杆件。当在桩顶施加某一机械力F(t)时,桩身质点因受迫振动产生弹性波沿桩体向下传播，当波遇到桩身因存在断裂等缺陷而形成波阻抗界面时,产生波的反射,并被安置在桩顶的高灵敏度传感器接收,通过对接收的反射波波形、振幅、频率及平均波速等分析,综合判别桩基的结构完整性,确定缺陷部位和程度,从而对桩的质量做出综合评价。

适用范围：灌注桩、预制桩、预应力桩等，在桩顶检测。接收下部反射波，判定桩基质量，不适用于成桥桩基检测，对有盖梁的桩基无法检测。

声波透射法

混凝土灌注桩超声检测法是在桩内预埋若干根平行于桩的纵轴的声测管道，将超声探头通过声测管直接伸人桩身混凝土内部进行逐点、逐段探测。其基本原理与上部结构构件的超声探伤原理相同，即根据超声脉冲穿越被测混凝土时传播时间、传播速度及能量的变化反映缺陷的存在，并估算混凝土的抗压强度和质量均匀性。但由于桩的混凝土灌注条件与上部结构的成型条件完全不同，尤其是水下灌注时差异更大、混凝土的配合比、灌注后的离析程度、声测管的平行度等许多因素，都会严重影响对缺陷的判断和对强度及均匀性的推算。

使用范围：有声测管道的混凝土灌注桩检测，对于有盖梁或冒顶的桩基无法检测。

方法对比分析

小应变检测时波场简单，只有激发直达波和下方的反射，从记录的反射波就可判断结构的缺陷。此时分辨率和定位精度较低。

在VSP检测中，波场复杂，有下行波组和上行波组，每个波组中又包含不同的子波，类似小应变的处理技术已无能为力。

桩基检测工程案例

山东东营钻井平台进海路遭受船舶撞击，受到不同程度的损伤，有的出现裂缝，为确保道路安全，需要检测评价桥桩的损伤部位、桩身完整性，评价桩基质量，以便进行处理。采用PST成桥桩检测技术进行检测。（图册）

观测方式

SSP地震散射剖面系统

随着中国经济建设的发展，中国的民用建设得到飞速发展。道路建设、铁路隧道建设、大型房屋建设、桥梁建设、机场、水坝和核电站等高标准工程建设项目日益增多，施工前场地安全勘查，可以确保建设安全性。场地勘查包括城市道路下方的岩溶、空洞等地质病害体，煤矿开采时地下采空区，桥梁建设时地下空洞等。

浅层场地勘探方法

SSP地震散射法

原理：SSP建立在非均匀介质模型和地震散射理论基础之上。在地震波的激励下，地下岩性、地质构造、采空区、岩溶等波阻抗变化界面就成为被动源，向周围发射散射波，散射波传到地面被接收记录下来。根据记录到的散射波运动学

和动力学信息，采用合成孔径偏移成像技术，就可重建产生散射波的地质结构的精细图像。

特点：具有图像直观、分辨率高、可靠性好的特点，特别适合煤矿采空区、岩溶、边坡等场地的探测。针对山区复杂地质条件，采用离散地质模型，能同时确定连续与断续界面、孤立地质体的位置以及介质波速的分布。清晰展现剖面内地质结构与构造形态。

传统地震反射法

原理：建立在地反射射理论上，在地震波的激励下，遇到波阻抗界面产生反射，接收到反射波，分析反射波的波形、振幅、频率等，可确定采空区、岩溶、断裂等地质构造位置。SSP与浅层地震（反射法）的对比

场地勘探案例

水塘隧道位于煤系地层发育区，煤矿采空区分散，地质条件复杂。隧道埋深60m，出口段见多出地表塌陷，煤系地层及采空区对隧道工程的质量和施工安全具有严重影响。采用SSP 地震散射剖面技术进行地震勘查，查明隧道出口段煤系地层、采空区的分布。(图册)

RDcan道路隐患扫描仪

城市道路频繁塌陷

今年8月9日至17日，哈尔滨城区道路发生7次塌陷事故，，导致2死2伤，2车坠坑，经当地有关部门初步分析造成2死2伤的辽阳街90号区域塌陷的原因主要是，前期连续几场降雨造成土质沉降，致使老旧的排污管线断裂，将上世纪六七十年代修建的人防猫耳洞端口冲塌，泥沙灌入人防工程洞体，最终导致路面塌陷。

近年来在很多城市，塌陷似乎越来越多地出现，而且突如其来、猝不及防。2010年11月21日凌晨，北京市西三环新兴桥北主路发生路面塌陷事故，形成4m深的大坑，造成一辆大货车陷入，并引发交通堵塞。2010年11月5日，张家口市建国路发生路面塌陷事故；等等事故，这些事故对城市的影响不仅限于它所带来的路面塌陷带来的交通不便，往往伴随着各种通讯、洪水、输气及电力等基础设施的损坏和中断，影响面很大。因此查城市道路塌陷原因

迫在眉睫。

城市道路塌陷原因

分析城市道路塌陷原因，主要包括以下几个方面：

一，道路下方管线或井室破损。管线或井室破损往往造成其周边的土体沿管线或井室搬运，形成道路下方脱孔甚至空洞，尤其是雨、污水管线及雨、污水井等内部有水流流动的管线和井室。在水流的作用下，土体的搬运作用更是明显加剧和速度加快，引起的病害更为严重，导致道路塌陷。城市排水系统的低效导致积水下渗，造成路面下土质疏松甚至空洞；

二，道路建在岩溶塌陷区，由于道路的建立和道路车辆荷载而导致岩溶平衡被破坏而塌陷；三，在城市和矿区，由于供水或矿床开采要抽排大量地下水，形成大面积的采空区，在雨季由于降水量的增大而导致覆盖层受到潜蚀而发生塌陷；

四，城市地铁施工和电力隧道、热力隧道及地下建筑等大型工程（包括顶管、浅埋暗挖及地下隧道盾构）的施工，对道路下方周边的土体扰动极大，形成松动圈，容易引起道路下方疏松、脱空甚至空洞等病害。

面对频繁出现的地陷，各地负责部门应当对城市来一次全面的“体检”和“诊断”，排除潜在的危害，也应立即对已塌陷区域进行勘查，查明道路塌陷原因，采取一定措施，防止事故再次发生。

城市道路塌陷原因探查方法

RDscan道路隐患扫描法

RDscan为地震法，利用地下空洞、疏松区及富水区等地下病害与周围岩土的弹性差异进行探测。

利用地震散射原理，在地震波的激励下，地下岩性、地质构造、采空区、岩溶等波阻抗变化界面就成为被动源，向周围发射散射波，散射波传到地面被接收记录下来。根据记录到的散射波运动学和动力学信息，采用合成孔径偏移成像技术，就可重建产生散射波的地质结构的精细图像。从而可追踪地下空洞、富水区等病害。

RDscan具有图像直观、分辨率高、可靠性高等特点，探测深度为30m，分辨率为20cm。

探地雷达法

地下空洞、疏松区或富水区与周边正常地层具有明显的电性差异，探地雷达主要基于介质电性差异，利用高频电磁波进行无损检测。

探地雷达发射天线发射的高频电磁波在地下介质传播过程中遇到电性差异界面时形成电磁

反射波，呗探地雷达接收天线接收，并被数据采集系统记录下来形成探地雷达剖面，从雷达剖面可进行地下疏松体、空洞及地下建筑物的工程地质解释。

探地雷达探测精度较高，使用范围较广，但是探测深度有限，城市干扰严重，探测成本较高。高密度电法

高密度电阻率探测方法是基于垂向直流电测深与电测剖面法两个基本原理之上，通过高密度电法测量系统中的软件，控制着在同一条多芯电缆上布置连结的多个电极，使其自动组成多个垂向测深点或多个不同深度的探测剖面，根据控制系统中选择的探测装置类型，对电极进行相应的排列组合，按照测深点位置的排列顺序或探测剖面的深度顺序，逐点或逐层探测。高密度电法在城市道路环境中，测线布置受到很大的限制，且探测深度有限，城市地下管线较多，干扰严重。

在城市道路塌陷探测中，应结合道路现场地质情况选择合适的地球物理方法进行勘查。

道路塌陷探查案例

天津海泰三道道路塌陷探测

出现4处塌陷，塌陷深5-6m，面积15-20平方米。采用RDscan道路隐患扫描技术对坍塌区的地质与工程原因、影响范围、隐伏脱空区等进行勘查。

图册

隧道超前地质预报方案

目录 1、工程概况及地质情况 (1) 1.1工程概况 (1) 1.2工程地质特征 (1) 1.3水文地质特征 (2) 1.4 不良地址及特殊岩土 (2) 1.5隧道工程地质条件的分析评价 (2) 1.6隧道工程地质围岩分级 (2) 1.7隧道工程地质条件评价 (3) 1.8不良地质及特殊地质采取措施 (3) 1.9 超前地质预测、预报的重要性 (3) 2、超前地质预测、预报总体方案 (4) 2.1预测、预报原则 (4) 2.2预测、预报总体方案 (4) 3、地质超前预报时间安排 (4) 4、地质预报主要设备 (6) 5、超前地质预报方法和手段 (6) 5.1地质分析方法 (6) 5.2超前探测 (7) 5.3洞内涌突水的实时监测 (11) 5.4洞外实时监测 (12) 6.超前地质预报成果整理 (12) 6.1分段地质预报成果表 (12) 6.2隧道贯通后提供的资料 (12) 7.其它 (12)

1、工程概况及地质情况 1.1工程概况 新建山西中南部铁路通道小水头1号隧道位于山西省古县并侯村附近，隧道起止里程DK384+125-DK385+075,全长950米，为单洞双线有碴隧道，隧道处于黄土台垣与太岳中低山交界地段，地形起伏较大，地形复杂，沟壑发育，坡度较陡，坡角约40°～50°。隧道进出口及洞身为第四系覆盖层，沿山梁顶部及一侧山坡覆盖第四系土层，地表多为荒地，生长灌木，隧道最大埋深38米。 1.2工程地质特征 1.2.1地层岩性 小水头1号隧道地址位于临汾～运城新裂陷九原山～塔儿山陷隆，毗邻浮山大断裂，隧道表覆为第四系上更新统(Q3al)砂质黄土、第四系中更新统洪积(Q2pl)黏质黄土，三叠系下统刘家沟组(T11)砂岩。洞身部位为中更新统黏质黄土和三叠系刘家沟组砂岩，各层具体描述如下： ①砂质黄土(Q3al):褐黄色，稍湿，稍密，土质较均匀，粘性较差，孔隙发育，局部含砂量较大，厚度3～5m。 ②黏质黄土(Q2pl)：黄褐色、棕红色，硬塑，土质不均，粘性一般，孔隙不发育，可见少量针状孔隙，含铁锰质结核、钙质结核局部成层，夹有细圆砾土层和砂层，局部半胶结。厚度5.0～40.0m。 ③砂岩(T11)：紫红色，成分以长石、石英为主，砂质结构，中-厚层状构造，节理裂隙发育，锤击易碎，强风化，岩芯多呈块状及短柱状，厚度3.0～5.0m。 ○4砂岩(T11)：紫红色，成分以长石、石英为主，砂质结构，中-厚层状构造，节理裂隙发育，锤击易碎，强风化，岩芯多呈块状及短柱状，厚度大于20m。岩层产状：N65°W/22°S，三叠系刘家沟组砂岩主要发育两组节理，节理产状：155°∠85°、60°∠65°，均为微张节理，0.3m ＜S＜0.8m，L＞5m。

隧道地质超前预报

隧道地质超前预报 建立超前地质预报系统是进行隧道施工组织的重要前提，组建地质超前预报专业小组，进行超前地质预报，提前准备各种可能的不良地质条件的施工预案，超前处理不良地质，是实现长大隧道的安全施工和快速掘进的必要条件，地质预测预报体系见。 施工前预报：根据设计给出的隧道地质条件说明资料，认真分析隧道的地质断面图、平面图，掌握隧道的地质特点和水文特点。进行长距离宏观预报各段隧道可能出现的不良地质情况。 施工阶段地质资料记录：首先对已开挖地段进行地质调查，调查的主要依据为隧道开挖面地质素描、岩石结构面调查和涌水观测记录。 开挖面地质素描内容有：岩性、地质年代、岩层产状、软弱夹层、岩脉穿插情况；断层及破碎带的形态、产状、宽度、填充物特征；主要节理裂隙的形态、产状、规模及相互切割关系。围岩岩体结构类型、完整性、围岩的物理力学性能。 岩石结构面调查内容有：围岩的岩石结构产状、物理力学属性、节理的延伸性、粗糙起伏情况、张开程度。地下水出露情况、水量大小等；地下水的分布形态、大小、位置走向等；围岩节理内含水情况。地质素描采用图表形式形象纪录。地下水地质预测：现场技术人员根据以往施工经验对地下水作出经验性预报。 当隧道由弱可溶岩进入强可溶岩的边界部位时，可能发生涌水；

突水点的涌水特征：一般有渗、滴水段→线状渗水段→集中涌水段→高压喷水段；当隧洞由渗、滴水段进入线状渗水段时，应作好出现集中涌水的准备，进行超前预报的施工防治能取得较好效果；钻孔内出现浑水，前方可能有涌水；若浑水能喷射5m以上，则前方可能有大于30～50L/s的涌水存在；当超前钻孔能喷水较大时，则前方可能存在涌水；当地温测值出现比前一点低时，可能有涌水；掌子面附近出现铁锰质富集或泥质充填的裂隙，则表明前方有涌水的可能。 施工中将超前地质预报工作作为一道施工工序来进行安排，成立专业超前地质预报室，配置物探、地质及试验专业工程师、测试技工；配备先进的预测与预报设备和仪器，建立地质预报管理组织机构，由总工程师任组长，超前地质预报室主任任副组长，各专业工程师任成员的组织机构，并聘请国内知名地质预报和隧道施工专家组成专家组。 根据本标段隧道的工程地质特点，为保障施工安全，采用地面预报和洞内预报相结合的模式，主要以洞内预报为主。 为提前了解开挖地层的特性，在设计基础上，采用多种超前地质探测与预报手段，采集各种水文、地质、变形、应变等参数进行信息化管理，对未开挖地段进行地质预测和分析，以供设计单位及时提出是否需要修改设计的正确判断，并研究拟采用的支护类型，确定合理的结构支护参数，实行信息化管理信息化施工，以保证施工顺利进行。银洞坡隧道计划对ZK223+830-ZK223+960及YK223+850-YK224+000进 行超前地质预报。

隧道超前地质预报管理实施细则及表格一

隧道超前地质预报管理 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，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）、《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），结合实际制定。 第二章管理机构和职责划分 第四条管理机构 贵阳市域林织铁路第三项目经理部一工区成立隧道超前地质预报管理领导小组。 组长：雷明深

副组长：陈力 组员：工程管理部、安全质量部、现场指挥部、设计单位、专业预报单位、监理单位负责人。 公司管理领导小组负责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和专家组，办公室设在工程管理部，归口管理超前地质预报工作。专家组由公司工程部、安质部、现场指挥部负责人和专业超前地质预报单位技术负责人组成，组长由领导小组指定，负责对重大地质情况的施工方案进行研究。 第五条职责分工 铁路隧道超前地质预报实行施工单位、现场指挥部、公司三级管理制度。施工地质按复杂程度分为四级（A级：复杂，B级：较复杂，C级：中等复杂，D级：简单。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）公司职责 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。公司工程部负责日常管理，现场指挥部负责现场管理。 2．负责审批A、B级施工地质超前地质预报设计方案、实施细则、预报成果和分析结论。A级由公司总工程师组织审核，B级由公司工程部组织审核并对A级进行预审，C级由现场指挥部组织审核并对A、B级进行预审，D级由施工单位审核，并报现场指挥部核备。

隧道超前地质预报管理办法

中铁十一局集团沪昆客专长昆湖南段项目经理部 隧道超前地质预报管理办法 长昆项目安质【2010】104号 第一章总则 第一条为规范中铁十一局集团沪昆客专长昆湖南段项目经理部建设项目的隧道超前地质预报工作,充分发挥超前地质预报对隧道施工的指导作用,确保隧道工程安全质量,依据《铁路隧道超前地质预报技术指南》(铁建设〔2008〕105号)、《加强铁路隧道工程安全工作的若干意见》(铁建设〔2007〕102号)、《隧道超前地质预报管理办法》(沪昆湘工管〔2010〕116号)等有关规定,制定本法。 第二条超前地质预报的目的是通过地质调查、物探、超前地质钻探、超前导坑等综合手段,进一步查清隧道开挖工作面前方工程、水文及不良地质等信息,降低地质灾害发生的几率和危害程度,保证隧道工程质量安全。 第三条超前地质预报应结合超前地质预报设计,合理选择预报或监测手段,遵循科学、准确、及时、经济的原则。 第四条项目部工程管理部负责隧道超前地质预报归口管理工作,安质部负责检查督促超前预报措施的落实情况。 第二章职责分工 第五条项目分部职责及分工 (一)履行合同承诺,组织或委托符合铁路隧道超前地质预报要求的技术人员和仪器设备进场,对非高风险和极高风险隧道的软弱围岩及不良地质隧道的地质预报责任主体,由各分部组织实施。

(二)依据隧道风险评估和超前地质预报设计,编制实施大纲,并纳入施工组织设计;经审查批准后组织实施,对一般隧道超前地 - 1 - 质预报成果及数据的真实性负责。 (三)组织超前地质预报知识培训,确保设备操作和数据处理人员持证上岗。综合掌握物探与钻探、长短距离相结合验证方法。 (四)按照设计单位超前预报任务书的要求,做好超前预报工作。向建设、设计、监理及时上报隧道超前地质预报成果,反馈预报工作中发现的地质问题。 (五)发现实际地质情况与设计文件不相符合时,及时提出变更设计申请,并完善相关手续。 (六)归档隧道地质预报成果、变更设计文件、有关会议纪要等内容,纳入工程竣工文件移交。 (七)按照项目部《突发事件管理办法》和《突发事件应急预案》,做好突发事件应急准备工作。 (八)做好设计单位超前地质预报的配合工作,及时提供超前预报条件。 第三章超前地质预报管理 第六条实施预报前,提前将预报时间、手段书面通知监理单位,驻地监理在约定时间内到场旁站并做好记录。 第七条对于高度和极高风险隧道,物理探测结束后,设计单位应及时向监理单位提交正式报告,监理单位接到超前地质预报成果后,一般在6小时内完成审查程

隧道超前地质预报作业指导书

×××标段隧道工程 隧道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×××标段×××段范围内隧道及×××隧道洞口地段超前地质预报工作。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，掌握有关技术问题，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的技术培训，考试合格后持证上岗。 2.2外业技术准备 施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。 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。 所有仪器已经到位，经过校验并在使用有效期限内。 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，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊土的预测预报。 （2）地质构造，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响山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、暗河、人为坑洞、放射性、有气体及高地应力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、富水地层等的预测预报。 4.2 预报方法 （1）超前地质预报方法按预报原理可分为地质分析法、钻探法、物探法和超前导坑法。 ①地质分析法，包括地层分界线、构造线，地下和地表相关全分析、地质作图等。 ②钻探法，包括深水水平钻探、5～8m加深炮孔探测及孔内摄影。 ③物探法，包括地震波反射法、声波反射法、电磁波反射法、红外探测法等。 ④超前导坑法，包括平行超前导坑法、正洞超前导坑法。 （2）超前地质预报按长度可分为长距离预报（大于200m）、中长距离预报（30～200m）和短距离预报（小于30m）。

隧道超前地质预报的概念及其研究的目的与意义

隧道超前地质预报的概念及其研究的目的与意义 一、隧道超前地质预报的定义 近年来，随着我国国民经济的迅速发展，以及高速铁路、高速公路、路、城市轨道交通等工程大规模建设，长大隧道数量也越来越多。但隧道施工进度经常成为制约整个整个工程进展的瓶颈，隧道快速掘进的主要难题是如何超前了解掌子面前方的地质情况和岩石力学参数，其中隧道轴线的地质界面可能会在施工掘进中发生严重的问题，如塌方、突泥、突涌等灾害，尤其是当这些灾害交叉发生时，问题会更加严重。隧道超前地质预报就是解决个难题行之有效的方法。 隧道超前地质预报是通过物探、钻探或导坑，并配合地质测绘或地质调查等手段收集的资料，对隧道的某个段落，或某个部位及其前方一定范围内的围岩地质特征、结构特征和完整状态、围岩级别及隧道开挖后的稳定性进行预测，并提出隧道前方开挖和支护建议的报告。力图在施工前掌握前方的岩土体结构、性质、状态，以及地下水、瓦斯等的赋存情况、地应力情况等地质信息，指导隧道施工，以避免施工及运营过程中发生涌水、瓦斯突出、岩爆、大变形等地质灾害，保证施工的安全。 二、隧道超前地质预报的目的与意义 隧道工程属于隐蔽工程，常常会受到各种不良地质体的影响，在隧道施工前或者施工过程中如果不能准确地对可能遇到的不良地质体进行预报或预测，就有可能影响施工的进度，甚至会引发灾难性事故。不良地质体本包括括施工地段岩件不同的岩体、断层裂隙构浩带、强富水诱水她层、岩溶等。不同岩性的岩体可能会对施工机械造成损害，也有可能发生冒落、塌方等事故，这不仅增加了建造及维护维修成本，还会影响工期，造成较大的损失；断层裂隙构造带对工程影响很大，破碎带可能将上下岩层的水系导通，在岩层间形成润滑层。断层裂隙面极易滑动，造成岩层失稳，引发山体滑坡及泥石流涌动。所以在断层裂隙构造带附近施工时，要随时观察构造的联系及导通情况，防止透水和由岩层失稳引起的事故发生；在强富水透水层以及岩溶区，主要是防止透水事故的发生，以及透水后園地层减压造成的岩层失稳。 开挖前对地质情况的了解，对于隧道建设有着十分重要的作用。通过超前地质预报，及时发现异常情况，预报掌子面前方不良地瓜体的位置、产状及其围岩

隧道超前地质预报 作业指导书..

超前地质预报施工作业指导书

1 适用范围 适用于对新建铁路西安至宝鸡客运专线XBZQ-2标段小村隧道施工掌子面前方和周边围岩情况的探测。 2 设计概况及编制依据 2.1 设计概况 2.1.1 工程概况 小村隧道，位于陕西省宝鸡市陈仓区，渭河南岸三级阶地，属秦岭山前黄土塬区；从310国道小村附近山坡进洞，下穿唐家塬，从马尾河右侧山坡出洞，隧道起讫里程DK627+747～DK628+650，全长903m，其中明挖52m,IV级围岩300m，V级围岩551m。最小埋深为16.0m最大埋深为46.0m，为双线黄土浅埋隧道；隧道位于R-8000m圆曲线上，洞内纵坡为11‰和3‰的人字坡。 隧道主体结构采用曲墙带仰拱复合式衬砌，衬砌采用C35钢筋混凝土结构。隧道初期支护由钢拱架，钢筋网、锚杆和喷射混凝土组成。隧道进口采用台阶式洞门，设置有20m 明洞，洞口段基础采用φ125cm钻孔桩加固地层，并设置钢筋混凝土承台。隧道出口采用斜切式洞门，设置有32m缓冲结构。洞口边仰坡采用拱形骨架护坡，拱形骨架的上缘设排水槽，在拱形骨架内植草绿化。 2.1.2工程地质 隧道通过地层为第四系上更新统风积黏质黄土及黏质黄土(古土壤)，下部为第四系中更 新统风积黏质黄土夹黏质黄土(古土壤)，底部为中更新统冲积砂及圆砾土等。无断裂构造。 2.1.3水文地质 隧道通过地段内地表水及地下水均不发育。 2.1.4方案设计 小村隧道属黄土浅埋隧道，其不良地质构造主要是软弱土层及断层，超前地质预报主要对上述隧道开挖面前方一定距离的浅埋段灾害地质的施工探测，对照勘测阶段的地质资料，预测、预报地质条件变化及其对施工的影响。针对不同地段的工程地质情况采用不同的预报手段，以达到既预报准确又节省有限预报资源的目的。超前地质预报由超前地质预报组来完成。 2.2 编制依据 2.2.1 《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号）； 2.2.2 《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（铁建设【2010】240号）；

隧道地质超前预报技术方案

高速公路/高速铁路 隧道地质超前预报技术建议书

目录 1 适用条件及目的 (1) 2 超前地质预报的内容 (1) 3 地质预测预报工作的原则和要求 (2) 4 地质预报工作流程 (4) 5 地质预报的方法和手段 (4) 6预报工作技术要求 (16) 7 预报资料编制 (17)

1 适用条件及目的 超前地质预测、预报是隧道信息化施工的重要组成部分，也是隧道施工中一道重要的施工工序。超前地质预测、预报的目的是采用各种地质分析、物探、超前钻探等手段在隧道施工当中探明前方围岩地质情况，并根据前方地质、水文条件的变化及时调整施工方法和采取相应的技术措施，降低地质灾害发生的机率，从而指导工程施工的顺利进行，同时也为设计变更提拱地质依据，为编制竣工文件提供地质资料。 2 超前地质预报的内容 针对本段隧道工程的特点和施工技术要求，隧道施工期地质预测、预报应包括以下内容： 2.1断层及断层影响带的位置、规模及其性质。 2.2软弱夹层的位置、规模及其性质。 2.3岩溶的位置、规模及其性质。 2.4不同岩性、围岩级别变化界面的位置。 2.5工程地质灾害可能发生的位置和规模。 2.6含水构造的位置、规模及其性质。 2.7隧道底部溶洞、暗河等对地基稳定性有影响的不良地质体探测。 2.8煤系地层采空区与隧道的位置关系。 重点是隧道突水涌泥可能性的探测和分析判释，隧底基础溶洞的探测等。

3 地质预测预报工作的原则和要求 3.1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。 3.2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、（辅助导坑与主洞探测相结合），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。 3.3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。 3.4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。 3.5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。超前地质预报技术是一门正在发展中的技术，随着科学技术的进步，将逐步得到提高和完善。超前地质预报管理工作也需要在实践中不断提高。 3.6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。 3.6.1根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度，分为以下四级： A级：存在重大地质灾害隐患的地段，如大型暗河系统，可溶岩与非可溶岩接触带，软弱、破碎、富水、导水性良好的地层和大型断

隧道超前地质预报培训考试试卷及答案

铁路隧道超前地质预报培训考试试卷 部门姓名得分 一、单项选择题（共10题，每题5分, 共40分。每题的备选项中，只有1个最符合题意） 1、2010年7月28日铁道部文件《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）中关于超前地质预报的规定：施工图阶段经评估为高风险和极高风险的软弱围岩及不良地质隧道，超前地质预报的责任主体单位为（B），其超前地质预报工作由（）负责组织实施。 A.建设单位 B.设计单位 C.施工单位 D.监理单位 2、2010年7月28日铁道部文件《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）中关于超前地质预报的规定：其他隧道超前地质预报的责任主体单位为（C），超前地质预报由（）专业人员实施。 A.建设单位 B.设计单位 C.施工单位 D.监理单位 3、铁路隧道工程在各设计阶段均应进行相应的超前地质预报设计，预报方法的选择应与（Ｄ）相适应。 A.施工条件 B. 施工环境 C.现场环境 D.施工方法 4、按超前地质预报长度的不同分为（Ａ） Ａ、３Ｂ、４ Ｃ、２Ｄ、５ 5、长距离预报的预报长度为（C） A.５０～８０m B.80～100m C. 100m以上 D.150m 6、地质复杂程度分级及超前地质预报方案地质复杂程度分级分为（B）级 A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 7、按预报手段原理的不同分为（C） A.3种 B.5种 C. 4种 D. 6种 8、TSP每次预报有效长度100m左右，需连续预报时前后两次应重叠（B）以上， A.5m B. 10m C. 15m D. 20m 二、简答题（每题30分，共60分） 1. 超前地质预报的目的及任务是什么？ 答：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质资料。 2.超前地质预报方法的分类按预报手段原理的不同分为： 答： 1 地质调查法：包括隧道地表补充地质调查、洞内开挖工作面地质素

各种隧道超前地质预报方法优缺点分析

各种隧道超前地质预报方法优缺点分析 隧道超前地质预报就是在施工前期地质勘查成果的基础上,进一步查明掌子面前方一定范围内围岩的地质条件。超前探测地层岩性、软弱层的位置、岩体完整程度、断裂带位置及宽度、围岩富水性等不良地质以及隐伏的重大地质问题。为隧道信息化设计、支护参数变更及施工方案优化提供依据,指导施工顺利进行,精品文档,超值下载 确保施工安全。中交路桥科技有限公司专业从事隧道超前地质预报,小乔接下来将为您介绍目前工程上主要用到的超前地质预报方法:地质调查法、超前钻探法、物探法、超前导坑预报法、数码成像技术等。 1、地质调查法 地质调查法就是根据隧道已有勘察资料、地表补充地质调查资料与隧道内地质素描,通过地层层序对比、地层分界线及构造线地下与地表相关性分析、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,利用常规地质理论、地质作图与趋势分析等,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。 优点:地质调查法不占用施工时间,该方法设备简单(地质罗盘)、操作方便、预报效率高、效果好、费用低,且能为整座隧道提供完整的地质资料。 缺点:对与隧道交角较大而又向前倾的结构面容易产生漏报,对操作人员地质知识水平要求较高,一般要求专业地质人员来完成。 2、物探法 2、1 电磁波反射法

电磁波反射法超前地质预报主要采用地质雷达法。中交路桥科技有限公司拥有多套地质雷达,地质雷达探测就是利用电磁波在隧道开挖工作面前方岩体中的传播及反射,根据传播速度、反射走时与波形特征进行超前地质预报的一种物探方法。 优点:将发射天线与接收天线集于一体,具有分辨率高、快速、无损、连续检测、实时显示等特点。在地表探测5～30m范围内的地下地层或地质异常体(溶洞、土洞、断裂、空隙等)反射信号还就是比较明显的,也就是一种比较理想的手段。 缺点:仪器密封性差,洞内不易防水、防潮、防尘,易造成仪器损坏,特别就是没有专门的天线,操作起来费时费力,且效果不好;探测距离太短,一次只能探测5～30m。 隧道内的环境条件与地质雷达的理论基础——半无限空间不吻合,加之洞内钢拱架、钢筋网、锚杆、钢轨等金属构件的影响,探测结果一般不太理想。 2、2 地震波反射法 利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧洞掌子面前方及 周围临近区域的地质情况,可以检测出掌子面前方岩性的变化,可以在钻爆法或TBM开挖的隧道中使用,而不必接近掌子面。该法有效预报距离100～200m。 优点:适用范围广,适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况。 预报距离长,能预报掌子面前方100～200m范围内的地质状况,围岩越硬越完整,预报长度就越大。 对隧道施工干扰小,它可在隧道施工间隙进行。

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 +=

隧道地质超前预报

TGP206隧道地质超前预报探测系统，采用隧道高频地震反射回波的方法，探查隧道前方围岩的不良地质体（例如：岩体构造破碎带、岩性接触带和岩溶发育带等）。为隧道的快速掘进、支护材料的提前准备，以及灾害事故的预防提供地质资料与信息。 专门为隧道及地下工程施工超前地质预报研制开发的技术成果，已经经过国内著名隧道专家组评审，鉴定为具有国际先进技术水平。 隧道地质超前预报系统可预报隧道前方200米左右（本数值为中等硬度围岩条件，视当地地质构造有所偏差）的岩性变化、断层、破碎带、岩溶发育带、空洞等，并能计算出上述范围内的纵波、横波速度、波速比,泊松比,相应岩体的动弹模量和剪切模量等岩石力学参数。 TGP206隧道地质超前预报探测系统动态范围大，通过改变偏移距离和激发能量即可实现大范围预报。 TGP206隧道地质超前预报探测系统性能提高突出表现在高分辨能力的增强，即对隧道围岩病害地质体的判释能力的提高方面。 根据隧道地质超前预报和隧道地质检测两个方面的需要，开发出TGP隧道地质预报仪和相关软件处理系统。该隧道地质超前预报仪器系统既可以进行隧道地质超前预报，扩展配置又可以对开挖过程中未发现的隧道隐蔽病害（如隧底岩溶等）进行检测，和检测隧道围岩的弹性波速度、划分隧道围岩类别，以及检查混凝土衬砌与围岩之间是否存在脱空缺陷等。 这种多功能仪器适应隧道弹性波多项目检测的需要，软件处理系统全部为WINDOWS编程，界面良好，处理中既有自动处理方式，也有手动处理方式，还具有深入分析异常可靠程度的追踪评估功能。 这种功能设计的操作既适应非物探人员，又适应物探或专业人员利用弹性波传播特性对隧道复杂地质条件进行深入的研究。 TGP隧道地质预报系统由四大部分组成，它们分别是： （1）TGP隧道地质预报检测仪主机，仪器箱体采用全密封式，显示采用强背光功能的TFT液晶显示屏，存储单元为30G，仪器设计具有防水、防尘、防震功能。 ·12通道 ·频带宽度0.5~4000HZ ·VPP为24伏下瞬时浮点放大 A/D转换20bit ·动态范围高信噪比 120~132db ·采样率 30μs、60μs、90μs、120μs、250μs、500μs、1ms、2ms ·超长采样记录功能采样点数可达1024、2048、4096、8192点 ·具有三档模拟滤波功能全通、高通1、高通2 （2）高灵敏度三分量速度型接收检波器，安装配套的工具和器材，如专用电缆、起爆触发电器、孔中接收检波器和耦合剂的专用安装工具、专用防水防震工程塑料仪器箱和工具箱等。 （3）数据处理设备（DOTH（750）1.8G/256MB/40G/WIN XP PRO/ATI RADEN *300 64MB DDR2/指纹识别系统）,工程地质图象记录设备（710万像素/4*optic/2*digit）。 （4）TGPWIN隧道地震波处理分析软件包 三分量隧道地震波采集模块； 空间位置建立模块； 均衡增益、频谱分析、滤波模块； 干扰波剔除模块； 速度分析模块； 地震回波提取模块； 地震回波相关偏移归位模块； 隧道围岩构造的能量衰减与性质分析模块； 报告图文编辑模块。 仪器主要技术指标：

2014超前地质预报技术在隧道中的应用-大工检测-试验人员继续教育网络平台

试题 第1题 弹性波法超前地质预报是以人工激发弹性波，弹性波以球面波形式在围岩中传播，当遇到（） 差异界面时，弹性波就会产生回波，通过对回波信号进行分析，就可以计算出差异界面距离 震源的距离、位置、范围等。 A.波阻抗 B.介电常数 C.电性 D.红外 答案:A 您的答案：A 题目分数：6 此题得分：6.0 批注： 第2题 地质雷达法超前地质预报是由雷达发射天线连续发射高频电磁波，电磁波在传播过程中遇到 （）差异界面时，回波信号被接收天线接收，通过对回波信号进行分析，可以推断介质的性 质与界面的位置 A.波阻抗 B.介电常数 C.电性 D.红外 答案:B 您的答案：B 题目分数：6 此题得分：6.0 批注： 第3题 高直流电法超前地质预报是以岩石的（）差异为基础，对开挖面前方储水、导水构造分布和 发育情况进行预报的一种直流电法探测技术。 A.波阻抗 B.介电常数 C.电性

D.红外 答案:C 您的答案：C 题目分数：6 此题得分：6.0 批注： 第4题 （）能量团较均匀，能量按一定规律缓慢衰减，波形均一，同相轴连续，振幅较低。 A.完整岩体 B.断层破碎带 C.富水带 D.岩脉破碎带 答案:A 您的答案： 题目分数：6 此题得分：0.0 批注： 第5题 能量团不均匀，能量衰减快、规律性差，波形杂乱，同相轴不连续，振幅变化大。 A.超前普通钻法 B.地质雷达法 C.超前导洞法 D.地表查勘法 答案:A 您的答案：A 题目分数：6 此题得分：6.0 批注： 第6题 _________一般用于可能有溶洞、暗河或其他较严重地质灾害的隧道段。 A.超前导洞法 B.超前地质钻法 C.加深炮孔法 D.超前普通钻法 答案:B 您的答案：B 题目分数：6 此题得分：6.0

超前地质预报技术在隧道中的应用继续教育答案解析

第1题 隧道超前地质预报是指通过地质调查、钻探、和什么等探测手段获得的隧道掌子面前方的地质信息。 A.预估 B.物探 C.定量计算 D.计算机 答案:B 您的答案：B 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第2题 中生代地层不包括 A.白垩系 B.侏罗系 C.石炭系 D.三叠系 答案:C 您的答案：C 题目分数：4 此题得分：4.0 批注：

下面哪一个不是沉积岩 A.砂岩 B.白云岩 C.煤层 D.凝灰岩 答案:D 您的答案：B 题目分数：4 此题得分：0.0 批注： 第4题 下面哪一个不是特殊土 A.膨胀土 B.湿陷性黄土 C.冻土 D.粘土 答案:D 您的答案：D 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第5题 下面哪一个是变质岩

B.辉绿岩 C.橄榄岩 D.粉砂岩 答案:A 您的答案：A 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第6题 Ⅲ级围岩BQ/[BQ]区间值为 A.550-451 B.450-351 C.350-251 D.≤250 答案:B 您的答案：B 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第7题 地质雷达说的超前预报连续预报时前后两次重叠的长度在多少米以上 A.15米 B.10米

D.0米 答案:C 您的答案：A 题目分数：4 此题得分：0.0 批注： 第8题 隧道超前地质预报的意义中哪一项是错误的 A.为安全施工创造条件 B.为信息化设计提供基础地质资料 C.可以代替勘察工作 D.为编制竣工文件和运营维护提供基础资料答案:C 您的答案：C 题目分数：4 此题得分：4.0 批注： 第9题 隧道超前地质预报的特点有那些？ A.综合性 B.系统性 C.时效性 D.适应性

隧道超前地质预报方案

新建山西中南部铁路通道瓦塘至汤阴（东）段 站前工程ZNTJ-5标 超前地质预报 专项施工方案 中铁十七局集团山西中南部铁路通道 ZNTJ-5标项目经理部 二〇一〇年六月

超前地质预报专项施工方案 编制： 审核： 批准： 中铁十七局集团山西中南部铁路通道ZNTJ-5标项目经理部

目录 1.编制说明 (1) 2.工程概况 (1) 3.超前地质预报的目的和目标 (3) 4.超前地质预报主要项目 (3) 5.超前地质预报的方法和手段 (3) 6.超前地质预报实施计划 (4) 7.超前地质预报方法 (8) 8.超前地质预报保证措施 (14) 9.正确处理地质预报与施工的关系 (16)

隧道超前地质预报专项施工方案 1.编制说明 1.1.编制依据 为保证山西中南部铁路通道ZNTJ-5标隧道工程施工安全，切实履行企业安全生产的责任主体,根据《建设工程安全生产管理条例》和《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》的规定，结合本工程的特点，制订ZNTJ-5标隧道工程超前地质预报专项施工方案。 1.2.采用的标准规范、图纸 《铁路隧道超前地质预报技术指南》(铁建设【2008】105号)； 《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》TB10108-2002； 《铁路隧道工程施工技术指南》 TZ202-2008； 《铁路隧道施工质量验收验收标准》TB10417-2003; 《铁路工程基本作业施工安全技术规程》 TB10301-2009； 《铁路隧道工程施工安全技术规程》 TB10304-2009； 隧道施工设计图纸。 2.工程概况 2.1.线路概况 中南铁路通道ZNTJ-5标段起讫里程为DK198+350～DK259+000，全长57.70km，全部位于山西省石楼县、隰县境内，线路起点位于石楼县沙塘沟，穿过沙塘2号隧道，跨越屈产河、柳石公路和县乡道路，到达石楼车站，然后在谭家庄东侧进入石楼隧道，从朱家峪出来后，沿山脚前行，终点止于隰县车站。

隧道施工地质超前预报方法主要有以下几种

隧道施工地质超前预报方法主要有以下几种：传统地质分析法、超前导坑预测法、超前水平钻孔法、物探法以及特殊灾害地质所采用的相关预测方法。 过去的超前地质预报主要有超前导坑、超前钻孔等方法，这些方法工期长、费用高，其应用渐渐受到较大限制你是间接、无损的勘探手段，可得到较大范围内地质体的物理性质资料，近10年来，随着技术的不断发张买仪器设备的改进，在一些长大深埋隧道的超前地质预报中，物探方法得以推广应用，并取得了较好效果。目前利用物探进行超前地质预报的方法较多，有地质雷达法、瑞雷面波法、声波法、TSP法等。 物探法近来运用愈来愈广泛，已经是现今隧道超前预报中不可或缺的核心手段。常用的方法有的地震反射波法、声波测试、红外探水、电磁波法等。 1.声波法。主要有岩面测试和孔内测试两种，其中孔内测试又 分为单孔和双孔测试，目前应用的方法有HSP法和CT法。 ○1水平地震剖面法（HSP）。分为超前水平布置和双侧水平布 置。超前水平布置将发射源、接收检波器分别置于掌子面前 方的两个超前水平钻孔中；双侧水平布置则是将发射源、接 收检波器分别置于靠近掌子面的隧道两侧边墙的两排水平钻 孔中。发射源、接收检波器同步相错斜交移动，从而完成一 次HSP数据的采集工作。HSP的探测方式减小或者排除了隧 道威严爆破松动圈的英系那个，可获得面波少、S/N比高的

数据，能取得高精度的测试效果，同时避免了隧道中CDP法偏移距不足的缺陷。为确保高分辨率，HSP系统采用了较高 的频率范围。 ○2CT法。混凝土声波CT层析成像法借助一血X射线断层扫 描的基本手段，结合其物理力学性质的相关分析，采用射线 走时和振幅来重构混凝土内部声速值及衰减系数的场分布， 通过像素、色谱、立体网络的综合展示，以达到直观反映混 凝土内部结构图像之目的。 2．地质雷达法。采用连续扫描电磁波反射曲线的叠加，利用电磁波在隧道掌子面前方岩体中的传播、反射原理，根据测 到的反射脉冲波走时计算反射界面距隧道施工掌子面的距离。地质雷达被认为是目前分辨率最高的地球物理方法，但是由 于预报距离短，易受隧道洞内机器、管线的干扰，目前多用 于岩溶洞穴、含水带和破碎带的探测预报。 3．TSP法。原理与地震反射负式速度法相同，但其采用深度偏移法，且在成像前进行二维Radon变换。利用视速度差异，消除与隧道走向近乎平行的反射界面，由于受观测方式限制，不可能给出准确的断层产状、位置和岩体波速。 4.红外探水技术。在隧道中，围岩每时每刻都在发射红外波 段的电磁波，并形成红外辐射场，辐射场有密度、能量、方 向等信息，岩层在向外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常常发

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。

隧道超前地质预报实施细则讲解

渭源至武都建设项目WWSY1标 隧道测超前地质预报实施细则 1、编制依据 1）铁道部《铁路工程物理勘探规程》TB10013—98； 2）交通部《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）；3）交通部《公路隧道设计规范》（JTG D70—2004）； 4）交通部《公路隧道施工技术规范》（JTG F60—2009）； 5）《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）； 6）《公路工程地质勘察规范》（JTJ064—98）； 7）水利部《水利水电工程物探规程》（SL326—2005）； 8）十天高速公路隧道工程施工图设计资料； 9）十天高速公路隧道工程地质勘察报告； 10）其它国家颁布、国家部门颁布、地方颁布的有关规范和规章。 2、工程概况 2.1隧道概况 烟坡里隧道位于甘肃省定西市漳县的油单沟与漳县三岔镇烟坡里村之间的厥头山西侧，隧道采用分离式，洞高7.5m；起止桩号为ZK173+070~ZK176+910 YK173+073~YK176+905，左线隧道长3840m，洞顶最大埋深250m，右线隧道长3832m，洞顶最大埋深248m；隧道进口平面线型为直线，出口段为圆曲线，左右线半径均为R-1400；左线纵面线型为1.38%（坡长637m）和-2.20%（坡长3195m）的人字坡。隧道进出口均采用削竹式洞门，设置10处行人横洞、4处行车横洞，左右线各设四处紧急

停车带。隧道围岩以IV、V级为主，两端洞口段均为V级围岩。 2.2隧道地质 2.2.1地形地貌 本隧道段位于甘肃省的东南部，处于西北黄土高原边缘与西秦岭山地交汇过渡地带，总体地形北低南高，隧道所经地段地面高程：2084.5~2273.2m，相对最大高差188.7m，隧道进口段，自然坡度38~40°，坡面呈阶梯状的田地，以构造剥蚀低中山地貌为主，山地海拔较高，主峰顶呈棱状，山坡高峻，河谷狭窄，多呈V字形。自白垩系以来，境内地层一直处于间歇性抬升之中，因此形成了多级不同时期、不同高程的剥夷面。 2.2.2地层岩性 根据区域地质资料及本阶段地勘资料，本勘察区隶属于华北区的陕甘宁盆地分区东南部。隧址区主要出露第四系全新统①-1耕植土（Q4pd）、第四系全新统冲洪积②-1粉质粘土(Q4al+pl)、第四系全新统崩滑堆积②-2碎石层（Q4del+c），下伏古近系④-3层强风化砾岩（E）、白垩系上统民和组⑤-1强风化泥质砂岩（K2m）及三叠系上统⑥-1强风化砂岩（T3）、⑥-2中风化砂岩（T3）、⑥-4中风化灰岩（T3）、⑥-4中风化泥质灰岩（T3）和⑥-2中风化钙质砂（T3）。第四系中上更新统黄土（Q2-3）：黄褐色，中密-密实，土质较均，垂直节理少量发育，多分布于洞身段所在地的半山坡，覆盖厚度不大。 2.2.3地质构造与地震