隧道超前地质预报作业指导书全套.docx

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隧道超前地质预报作业指导书全套

超前地质预报作业指导书

1.适用范围

1.1编制目的

为了使隧道超前地质预报作业能够顺利有序的进行，确保隧道超前地质预报作业质量符合设计及客货共线铁路施工技术标准的要求，特编制此作业指导书，以规范隧道超前地质预报作业人员行为，指导工程施工的顺利进行。

1.2适用范围

适用于新建京张铁路新八达岭隧道超前地质预报作业。

2.作业准备

⑴施工前应充分掌握隧道设计图纸及相关文件内容，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。

并及时与现场进行核对，以确定合适的超前地质预报方法并配备相应机具设备。

⑵将隧道超前地质预报工作纳入正常的施工工序管理，建立完善的信息收集和信息反馈系统。

3.技术要求

3.1技术指标

⑴地层岩性预报，特别是针对软弱夹层、破碎地层及特殊岩土的预测预报。

⑵地质构造预报，特别是针对断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况的预测预报。

⑶不良地质预报，特别是针对瓦斯等发育情况的预测预报。

⑷地下水预测预报，特别是针对富水断层、富水褶皱轴、富水地层中的裂隙水等发育情况的预测预报。

3.2技术标准

在分析既有地质资料的基础上，采用体制调查法、物探、地质超前钻探、超前导坑等手段，对隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件及不良地质体的工程性质、位置、产状、规模等进行探测、分析判释及预报、并提出技术措施建议。

4.施工程序与实施流程

施工程序与实施流程详见“图4-1”和“图4-2”。

图4-1隧道超前地质预报工作程序框图

图4-2超前地质预报实施流程图

5.施工要求

5.1施工准备

（1）根据施工图设计要求及现场实际情况做好超前地质预报作业技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训。

（2）准备好各种施工机械和监测仪器，配备相应的专业人员。

（3）监测之前对仪器进行检查，确保能正常运行。

（4）准备好预测使用的各种材料。

（5）将隧道超前地质预报工作纳入正常的施工工序管理，建立完善的信息收集和信息反馈系统。

5.2施工工艺

隧道超前地质预报常采用的方法有：

地质调查法、地质素描、超前钻探法、加深炮孔、地质雷达、地震波反射法、红外探水和超前导坑预报法。

5.2.1隧道地质灾害分级

（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、导水性良好的断层破碎带，特殊地质地段，重大物探异常地段，大型、特大型涌水涌泥地段，诱发重大环境地质灾害的地段以及高地应力、瓦斯灾害严重的地段以及人为坑洞等。

B级：

主要针对中、小型涌水涌泥地段，较大物探异常地段，断裂带等。

C级：

主要针对水文地质条件较好的碳酸盐岩及碎屑岩地段，发生涌水涌泥的可能性较小。

D级：

非可溶岩地段、小型断层破碎带，发生涌水涌泥的可能性极小。

（2）超前地质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、地球物理方法与超前水平钻探相结合，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，分级预报，并贯穿于施工全过程。

分级预报方式

A级预报：

采用地质素描、地震反射波法（TSP、TGP等）、地质雷达、超前水平钻探、加深炮孔等手段综合预测。

首先以长距离地震反射波法进行预测，同时中长距离的超前钻探探查和短距离的雷达探测，每一个开挖循环，都进行加深炮孔探测。

B级预报:

采用地质素描，地震反射波法，辅以地质雷达，进行必要的单孔超前水平钻和加深炮孔探测。

当发现局部地段较复杂时，则按A级要求实施。

C级预报：

以地质素描为主。

对重要的地质（层）界面、断层或物探异常可采用地震反射波法进行探明，必要时单孔超前钻探。

D级预报：

采用地质素描、辅以加深炮孔。

（3）新八达岭隧道超前地质预报重点段落及内容一览表如下：

5.2.2超前地质预报方案

5.2.2.1.一般要求

（1）严格按照超前地质预报方案实施，科学组织，正确处理施工进度与超前预报工作的关系。

当施工进度与超前预报发生矛盾时，施工必须为超前预报让路，以避免盲目施工，确保超前预报实施，并起到指导施工的作用。

（2）超前预报人员应能正确使用物探仪器设备，并具备判译、预报能力。

（3）参与超前预报工作的单位应按要求配备预测预报人员与超前探测仪器设备。

（4）开展物探预报方法时，各架子队应予以配合，提供条件。

（5）当发现具有涌（突）水、涌（突）泥（砂），等大型地质灾害时，参建各方应及时共同研究分析、提出处理方案及措施意见。

5.2.2.2不同地质灾害分级的超前预报方案

超前地质预报工作应作为一道工序纳入施工组织设计中。

在岩溶隧道地质预报工作中，应坚持隧道洞内探测与洞外地质勘探的结合、地质方法与物探方法的结合、多种物探方法的结合、地球物理方法与超前水平钻探的结合，开展多层次、多手段的综合超前地质预报，并贯穿整个施工过程。

根据不同的地质灾害分级，针对不同类型的地质问题，选择不同的方法和手段开展超前地质预报。

（1）A级：

地质条件复杂地段的超前地质预报方案

1）地震反射波法、掌子面地质雷达应贯通地质条件复杂地段；

2）1孔超前钻探应贯通地质条件复杂地段；

3）每循环（开挖长度2m内）5～8孔加深炮孔（岩溶地段应加密，间距不大于2m）；

4）进行不间断的水量、水压、降雨量监测；

5）受煤层或储气构造影响时，进行不间断的瓦斯监测；

6）每循环进行地质素描；

7）根据超前地质预报的地层岩性、物探异常、岩溶、水量与水压等地质条件变化，及时调整地质复杂程度分级和预报方案；并按建设单位管理办法办理相关手续。

（2）B级：

地质条件较复杂地段的超前地质预报方案

1）地震反射波法应贯通地质条件较复杂地段；

2）异常地段（如：

地面物探和洞内地震反射波法物探异常地段、可能存在断层地段、可溶岩与碎屑岩接触部位、水量或水压异常地段）进行掌子面地质雷达探测；

3）1孔超前钻探贯通地质条件较复杂地段；

4）每循环（开挖长度2m内）5孔加深炮孔；

5）进行不间断的水量、水压、降雨量监测；

6）受煤层或储气构造影响时，进行不间断的瓦斯监测；

7）每循环进行地质素描；

8）根据超前地质预报的地层岩性、物探异常、岩溶、水量与水压等地质条件变化，及时调整地质复杂程度分级和预报方案；并按建设单位管理办法办理相关手续。

（3）C级：

地质条件中等复杂地段的超前地质预报方案

1）地震反射波法应贯通地质条件中等复杂地段；

2）异常地段（如：

地面物探和洞内地震反射波法物探异常地段、可能存在断层地段、可溶岩与碎屑岩接触部位、水量或水压异常地段等）进行掌子面地质雷达探测；

3）1孔超前钻探贯通地质条件中等地段；

4）每循环（开挖长度2m内）3孔加深炮孔；

5）进行水量、水压、降雨量的适时监测；

6）受煤层或储气构造影响时，进行不间断的瓦斯监测；

7）地质条件相同地段，每30m进行一次地质素描；地质条件变化地段（如：

地层岩性变化、结构面产状变化、断层等）每循环进行一次地质素描；

8）根据超前地质预报的地层岩性、物探异常、岩溶、水量与水压等地质条件变化，及时调整地质复杂程度分级和预报方案；并按建设单位管理办法办理相关手续。

（4）D级：

地质条件简单地段的超前地质预报方案

1）地震反射波法选择在可能存在断层、节理密集带地段；

2）每循环1孔加深炮孔；

3）必要时进行水量、水压、降雨量的监测；

4）地质条件相同地段，每50m进行一次地质素描；地质条件变化地段（如：

地层岩性变化、结构面产状变化、断层等）每循环进行一次地质素描；

5）根据超前地质预报的地层岩性、物探异常、岩溶、水量等地质条件变化，及时调整地质复杂程度分级和预报方案；并按建设单位管理办法办理相关手续。

5.2.3新八达岭隧道地质预报方案

根据地质勘察情况，本隧道超前预报采用地质调查法、地震波反射波法、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，采用地震波发射法进行中、长距离探测；采用超前地质钻探法进行验证，钻探孔数2个，深度30～50m；采用加深炮孔探测法进行进行短距离预报；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；岩体完整的硬质岩层每次可预报150m。

（3）超前地质钻探：

在隧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，超前地质钻探孔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采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；当采用上半断面开挖时，相应炮孔为3～5个；炮孔孔径50mm，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，在岩溶发育地段预报长度可根据电磁波形确定并不得小于10m，连续预报前后两次重叠不应小于5m。

（6）透水地段水量、水压、水温、颜色，泥沙含量要做测定，进行水质分析。

（7）红外探测法：

适用于探测前方是否有水及含水体的存在方位，每次预报距离为30m。

连续预报前后两次重叠长度不应小于5m。

5.2.4施工围岩分级和围岩稳定性评价

围岩稳定性评价一般分为稳定性初步评价和长期稳定性评价。

⑴施工围岩分级，根据地质调查和物探预报资料确定岩石坚硬程度、完整性，并根据岩体含水情况划分施工阶段围岩分级。

⑵围岩稳定性评价：

根据施工围岩分级、掌子面稳定状态，综合评价围岩稳定性。

根据软弱不利结构面楔体稳定性分析，评价围岩局部稳定性，预报拱顶掉块、侧壁片帮等灾害。

5.2.5灾害评估、防治工程措施建议

⑴灾害评估内容：

包括超前地质预报、围岩稳定性评价和隧底岩溶探查所反映的大型坍方、涌水涌泥、软岩变形、围岩稳定性、隧底岩溶坍塌等方面。

⑵灾害评估方法：

参照表5-1地质灾害分级简表中地质复杂程度，诱发环境问题的程度和结合工程特征评价各类灾害对隧道施工安全、质量、工期、环境的危害评估。

⑶防治工程措施建议：

以设计资料为基础，根据综合预报的地质条件，从地质的角度出发，针对不同地质条件和地质灾害及其危害程度，提出安全可行的处理措施建议。

5.3超前地质预报方法及测试技术要求

5.3.1地质素描

（1）工作要求

1）按照地质素描的内容和现场记录格式、每次循环开挖后对掌子面和左右边墙进行素描、数码摄像。

2）素描图、记录必须在现场进行，素描一律“写实”，不做任何换算。

素描图式、图例、比例、用语应统一。

（2）素描资料整理要求

1）素描原始记录、图、表须当天整理（绘制）。

2）施工一定距离后，隧道地质素描图，应分段完善、总结，并作出相应的隧道纵断面图、表。

3）及时整理标本。

4）提交的图表：

洞内展示图（必要时做）；掌子面素描图；水点调查表（岩