1、 大岐山隧道地質(zhì)超前預(yù)報實施細(xì)則PAGE PAGE 20中鐵十四局貴廣鐵路GGTJ-9標(biāo)指揮部第一項目部地質(zhì)超前預(yù)報實施細(xì)則 編制： 審核： 審批： 中鐵十四局貴廣鐵路GGTJ-9標(biāo)指揮部第一項目部二0 0九年四月目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc232216467 1編制目的 PAGEREF _Toc232216467 h 1 HYPERLINK l _Toc232216468 2適用范圍 PAGEREF _Toc232216468 h 1 HYPERLINK l _Toc232216469 3編制依據(jù) PAGEREF _Toc232216469 h 1

2、 HYPERLINK l _Toc232216470 4主要設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及隧道工程地質(zhì)概況 PAGEREF _Toc232216470 h 2 HYPERLINK l _Toc232216471 4.1主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc232216471 h 2 HYPERLINK l _Toc232216472 4.2隧道地質(zhì)概況 PAGEREF _Toc232216472 h 2 HYPERLINK l _Toc232216473 5綜合地質(zhì)超前預(yù)報的工作思路和技術(shù)手段概述 PAGEREF _Toc232216473 h 3 HYPERLINK l _Toc232216474 5.1隧道所

3、在地區(qū)地質(zhì)分析與宏觀預(yù)報 PAGEREF _Toc232216474 h 4 HYPERLINK l _Toc232216475 5.2隧道洞身不良地質(zhì)體地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù) PAGEREF _Toc232216475 h 5 HYPERLINK l _Toc232216476 6大岐山隧道地質(zhì)超前預(yù)報程序 PAGEREF _Toc232216476 h 15 HYPERLINK l _Toc232216477 7大岐山隧道地質(zhì)超前預(yù)報組織機構(gòu)和職責(zé) PAGEREF _Toc232216477 h 16 HYPERLINK l _Toc232216478 7.1組織機構(gòu)和人員配置 PAGEREF

4、_Toc232216478 h 16 HYPERLINK l _Toc232216479 7.2分工及職責(zé) PAGEREF _Toc232216479 h 17 HYPERLINK l _Toc232216480 8擬投入本項目儀器設(shè)備 PAGEREF _Toc232216480 h 18 HYPERLINK l _Toc232216481 9各種預(yù)報方法的運用范圍及工作量 PAGEREF _Toc232216481 h 18 HYPERLINK l _Toc232216482 9.1隧道所在區(qū)地質(zhì)分析技術(shù) PAGEREF _Toc232216482 h 18 HYPERLINK l _Toc

5、232216483 9.2 TSP隧道地震預(yù)報技術(shù) PAGEREF _Toc232216483 h 18 HYPERLINK l _Toc232216484 9.3斷層影響帶特征預(yù)報隧道斷層技術(shù) PAGEREF _Toc232216484 h 19 HYPERLINK l _Toc232216485 9.4瞬變電磁法探測地下水技術(shù) PAGEREF _Toc232216485 h 19 HYPERLINK l _Toc232216486 9.5地質(zhì)雷達探測技術(shù) PAGEREF _Toc232216486 h 19 HYPERLINK l _Toc232216487 9.6紅外探測技術(shù) PAGER

6、EF _Toc232216487 h 19 HYPERLINK l _Toc232216488 9.7聲波探測技術(shù) PAGEREF _Toc232216488 h 19 HYPERLINK l _Toc232216489 9.8地質(zhì)跟蹤技術(shù) PAGEREF _Toc232216489 h 20 HYPERLINK l _Toc232216490 9.9超前鉆探 PAGEREF _Toc232216490 h 20 HYPERLINK l _Toc232216491 10隧道超前地質(zhì)預(yù)報資料提交 PAGEREF _Toc232216491 h 20大岐山隧道地質(zhì)超前預(yù)報實施細(xì)則1編制目的響應(yīng)貴廣

7、公司“六位一體”貴廣鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報管理實施辦法規(guī)定，編制本辦法。隧道超前地質(zhì)預(yù)報是保證隧道施工安全、優(yōu)化工程設(shè)計、實現(xiàn)施工信息化的重要基礎(chǔ)。通過超前地質(zhì)預(yù)報工作，可以進一步查清因前期地質(zhì)勘察工作的局限而難以探查的、隱伏的重大地質(zhì)問題，及時掌握和反饋隧道地質(zhì)條件信息，調(diào)整和優(yōu)化隧道設(shè)計參數(shù)、防護措施，為優(yōu)化隧道施工組織、制定施工安全應(yīng)急預(yù)案、控制工程變更設(shè)計提供依據(jù)。抓好隧道超前地質(zhì)預(yù)報工作，可以預(yù)防各類突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害，降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機率，有效規(guī)避工程建設(shè)風(fēng)險，實現(xiàn)鐵路工程質(zhì)量、安全、工期、環(huán)境和投資控制目標(biāo)。為確保隧道施工安全質(zhì)量，根據(jù)設(shè)計提供的工程及水文地質(zhì)資料，結(jié)合地質(zhì)超前預(yù)報，進

8、行分析研究，制定完整的實施細(xì)則。做好技術(shù)、物質(zhì)、機械設(shè)備的儲備，避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，使之全過程、有效實施檢測，達到指導(dǎo)施工、遏制預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害、實現(xiàn)施工設(shè)計及施工規(guī)范的要求及工期目標(biāo) ，特制訂本實施細(xì)則。2適用范圍本細(xì)則適用于GGTJ-9標(biāo)大岐山隧道。3編制依據(jù)鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)指南（鐵建設(shè)2008105號）鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn)鐵路隧道鉆爆法施工工序及作業(yè)指南鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)范鐵路隧道施工規(guī)范鐵路隧道工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)新建鐵路貴陽至廣州線賀州到廣州段（站前工程）GGTJ-9標(biāo)大岐山隧道地質(zhì)超前預(yù)報工作方案GGTJ-9標(biāo)大岐山隧道設(shè)計圖及相關(guān)要求4主要設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及隧道工程

9、地質(zhì)概況4.1主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)序號項 目技 術(shù) 標(biāo) 準(zhǔn)1鐵路等級級2正線數(shù)目雙 線3旅客列車設(shè)計行車速度200km/h，預(yù)留提速條件4最小曲線半徑3500m，樞紐加速地段根據(jù)設(shè)計行車速度梯級變化5限制坡度96牽引種類電力7牽引質(zhì)量不大于4000噸8閉塞類型自動閉塞9建筑限界滿足開行雙層集裝箱列車運輸要求4.2隧道地質(zhì)概況大岐山隧道地處低山區(qū)，地層主要為古生界砂巖、頁巖、燕山期花崗巖，偶見灰?guī)r薄層。山坡覆蓋層厚24m，古生界砂巖、頁巖巖體較破碎，花崗巖風(fēng)化殼渾厚。該段地形陡峻，隧道圍巖以級為主，局部穿越灰?guī)r夾層段可能涌水涌泥，施工時加強防護。大岐山隧道的斷層為大灣啟運南水村區(qū)域性大斷裂的次級構(gòu)造影響

10、區(qū)，隧道穿越多條斷層（四條斷層及六條次級斷層），工程地質(zhì)條件較差，隧道存在斷層、突泥涌水、軟巖大變形等不良地質(zhì)條件，部分?jǐn)鄬悠扑橛绊憥л^寬。沿線地表水系發(fā)達，大氣降水豐富，補給充足。全線地下水類型有巖溶水（主要蘊藏于溶蝕裂隙、溶腔及管道）、裂隙水（主要分布于節(jié)理、裂隙發(fā)育的基巖中）和孔隙水（松散巖類孔隙水，多為孔隙潛水）。局部地下水具有弱侵蝕性。本隧道主要風(fēng)險為：大岐山隧道進出口段均為淺埋偏壓段，洞口處裂隙發(fā)育、埋深淺、地質(zhì)較差，容易發(fā)生洞頂坍塌等災(zāi)害。本隧道穿越F1、F2、F3、F4四條斷層及六條次級斷層，工程地質(zhì)條件較差，隧道存在斷層、突泥涌水、軟巖大變形等不良地質(zhì)條件，部分?jǐn)鄬悠扑橛绊憥?/p>

11、較寬。斷層帶內(nèi)巖體破碎，裂隙發(fā)育，膠結(jié)性差，富水性強，易引起涌水、涌泥、洞頂坍塌等災(zāi)害。隧道地質(zhì)風(fēng)險概述：大岐山隧道存在產(chǎn)生塌方、突泥、突水、大變形等不良地質(zhì)條件。上述地質(zhì)問題將嚴(yán)重影響隧道的施工進度和安全，開展綜合地質(zhì)超前預(yù)報工作，借以指導(dǎo)隧道合理安排工期，對不良地質(zhì)體提前采取工作措施等，顯得尤為重要。5綜合地質(zhì)超前預(yù)報的工作思路和技術(shù)手段概述地質(zhì)超前預(yù)報對隧道施工有重要作用已成為工程管理人員和技術(shù)人員的共識，其已被列為隧道施工的重要工序。但目前對各種預(yù)報方法的認(rèn)識不一致，有的技術(shù)人員重視地質(zhì)方法的作用，有的技術(shù)人員重視物探的作用，有的管理和技術(shù)人員因一次預(yù)報結(jié)果的不理想干脆什么方法也不相信

12、，靠僥幸盲目施工。造成這一現(xiàn)象的原因有二：一是沒有認(rèn)識到地質(zhì)現(xiàn)象的復(fù)雜性和其運動的客觀規(guī)律，不能從全局把握問題，只能就事論事；二是沒有認(rèn)識到預(yù)報方法的階段性，以及各預(yù)報階段不同預(yù)報方法的相互關(guān)系。針對地質(zhì)超前預(yù)報工作的特點和目前常用方法的局限性，根據(jù)大岐山隧道的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，課題組制定了一套綜合地質(zhì)超前預(yù)報方法。其主要包括隧道所在地區(qū)地質(zhì)分析與宏觀預(yù)報、隧道洞身不良地質(zhì)體地質(zhì)超前預(yù)報等兩部分。5.1隧道所在地區(qū)地質(zhì)分析與宏觀預(yù)報隧道所在地區(qū)不良地質(zhì)宏觀預(yù)報，是以深入的地面地質(zhì)調(diào)查為基礎(chǔ)，通過區(qū)域不良地質(zhì)分析方法，宏觀預(yù)報洞體施工可能遇到的不良地質(zhì)類型、規(guī)模、大約位置和方向，宏觀預(yù)報施

13、工地質(zhì)災(zāi)害的類型和發(fā)生的可能性。只有在宏觀預(yù)報結(jié)果的指導(dǎo)下，才能更準(zhǔn)確、更有效地實施洞體不良體地質(zhì)超前預(yù)報和施工地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、判斷等后續(xù)預(yù)報工作。所以，宏觀預(yù)報是施工地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報不可或缺的第一道工序。宏觀預(yù)報主要包括以下幾個方面的內(nèi)容：(1)深入的隧道地面地質(zhì)調(diào)查技術(shù)它是區(qū)域不良地質(zhì)分析的基礎(chǔ)，當(dāng)然，也是宏觀預(yù)報的基礎(chǔ)。主要包括：地層地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查、巖漿巖侵入體調(diào)查、巖溶地質(zhì)調(diào)查、煤系地層調(diào)查和水文地質(zhì)調(diào)查等技術(shù)。(2)隧道區(qū)域地質(zhì)條件分析技術(shù)它是隧道所在地區(qū)不良地質(zhì)宏觀預(yù)報的依據(jù)。因為大多數(shù)隧道不良地質(zhì)體本身就是區(qū)域地層、地質(zhì)構(gòu)造或巖溶地質(zhì)體的一部分。主要包括：地層層序和特殊巖層

14、分析，構(gòu)造體系、構(gòu)造型式和構(gòu)造分布規(guī)律分析，地應(yīng)力狀態(tài)分析，巖漿巖侵入體成因、產(chǎn)狀分析，溶洞、暗河、巖溶陷落柱和巖溶淤泥帶成生條件和展布規(guī)律分析，侵蝕基準(zhǔn)面調(diào)查和分析，煤系地層中的煤層、采空區(qū)和瓦斯地質(zhì)分析等等。5.2隧道洞身不良地質(zhì)體地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)隧道施工地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與不良地質(zhì)體的存在和施工輔助工法不當(dāng)密切相關(guān)，但是不良地質(zhì)體的存在是發(fā)生事故的先決條件。所以，超前預(yù)報施工地質(zhì)災(zāi)害，首先要進行隧道不良地質(zhì)體的超前預(yù)報。目前常用的隧道洞身不良地質(zhì)體超前預(yù)報主要有長期(長距離)和短期(短距離)預(yù)報兩種形式。長距離預(yù)報精度低，但費用低；短距離預(yù)報費工費時，但精度高。為了提高預(yù)報精度，同時降低預(yù)報

15、費用，本課題擬采用長期預(yù)報和短期預(yù)報相結(jié)合的預(yù)報形式。即首先采用長期預(yù)報預(yù)測前方相當(dāng)長度范圍內(nèi)的地質(zhì)情況，如果發(fā)現(xiàn)異常，在施工進行至異常范圍時采用短期預(yù)報方法進行精確預(yù)報。5.2.1長期地質(zhì)超前預(yù)報長期地質(zhì)超前預(yù)報的預(yù)報距離為掌子面前方100150m以上。對于隧道不良地質(zhì)體的長期地質(zhì)超前預(yù)報來說，國內(nèi)外主要采用地質(zhì)分析技術(shù)，物探方法中的TSP（地震勘探技術(shù)），瞬變電磁技術(shù)（TEM），淺層地震儀等儀器探測技術(shù)來進行。為了保證預(yù)測精度，本課題采用TSP探測解譯技術(shù)、瞬變電磁法探測技術(shù)、斷層影響帶特征預(yù)報隧道斷層技術(shù)和地面地質(zhì)體投射法及其超前預(yù)報技術(shù)四種長期地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)，并將四種預(yù)報技術(shù)緊密結(jié)合

16、，相互驗證，形成高精度、高質(zhì)量的綜合長期地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)。（1）主要技術(shù)手段 = 1 * GB3 TSP探測解譯技術(shù)TSP203是由瑞士安伯格公司開發(fā)生產(chǎn)的、當(dāng)前國內(nèi)外先進的隧道長期地質(zhì)超前預(yù)報設(shè)備，也是地質(zhì)超前預(yù)報最重要的技術(shù)手段之一。其基本原理是：首先，在隧道內(nèi)，人工制造一系列有規(guī)則排列的輕微震源；震源發(fā)出的地震波遇到地層界面、節(jié)理面、特別是斷層破碎帶、溶洞、暗河、巖溶陷落柱、淤泥帶等不良地質(zhì)界面時，將產(chǎn)生反射波，它的傳播速度、延遲時間、波形、振幅和相位等均與相關(guān)界面的性質(zhì)和產(chǎn)狀密切相關(guān)，并通過不同數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來；通過設(shè)備設(shè)置的震源反射波的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)存入帶有特制軟件的電腦，經(jīng)過電腦

17、進行復(fù)雜數(shù)學(xué)計算后，最后形成反映相關(guān)界面或地質(zhì)體反射能量的圖件，供技術(shù)人員解譯。該設(shè)備主要用于超前預(yù)報隧道掌子面前方不良地質(zhì)的性質(zhì)、位置和規(guī)模，最大探測距離約為掌子面前方100150m（具體由地質(zhì)條件、震源能量等決定）。圖3 TSP203隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報工作流程圖圖3 TSP203隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報工作流程圖 = 2 * GB3 斷層影響帶特征預(yù)報隧道斷層技術(shù)在斷層影響帶中，有一組特殊的節(jié)理，稱為11節(jié)理（圖4）。它的產(chǎn)狀與斷層產(chǎn)狀一致或相近。它的分布范圍很寬，其始見點離斷層005974944005974944892DK22+000950DK21+900F5很遠。它常常集中成帶分布，一般

18、可出現(xiàn)34個集中帶；各帶的節(jié)理強度和密度不同，總的趨勢是向著斷層方向增加。其第帶和第帶始見點到達主斷層面的法向距離（B和B），以及第帶和第帶始見點之間的法向距離（B-B）均與斷層地層斷距（N）有一定的數(shù)學(xué)聯(lián)系；其第帶和第帶始見點到達主斷層面的單壁隧道寬度（B和B），以及第帶和第帶始見點之間的單壁隧道寬度（B）與斷層破碎帶的單壁隧道寬度（B碎）也有固定比例關(guān)系；它們作為斷層影響帶內(nèi)的幾個參數(shù)，可以用數(shù)學(xué)公式來表達彼此之間的函數(shù)關(guān)系。上述斷層影響帶中的11節(jié)理分布特征，及其這種特征基本不受地域和巖石、巖層組成影響的優(yōu)點，是應(yīng)用斷層參數(shù)法預(yù)報隧道斷層的理論基礎(chǔ)。由于，隧道中的大多數(shù)不良地質(zhì)（如溶洞、

19、暗河、巖溶陷落柱、淤泥帶等）與斷層破碎帶有密切的關(guān)系，所以，預(yù)報了斷層破碎帶，依據(jù)地質(zhì)學(xué)原理，就可以推斷其它不良地質(zhì)體的位置和規(guī)模。斷層影響帶特征預(yù)報隧道斷層的關(guān)鍵技術(shù)是11節(jié)理的識別。主要包括：能在紛雜的節(jié)理中區(qū)別出哪些屬于11節(jié)理（小斷層），哪些不是；區(qū)別哪些是與預(yù)報斷層相關(guān)的11節(jié)理（小斷層），哪些屬于其它斷層相關(guān)的11節(jié)理（小斷層）。圖5所示。圖5 某斷層11節(jié)理與背景節(jié)理圖.圖5 某斷層11節(jié)理與背景節(jié)理圖.11節(jié)理 背景節(jié)理 羽狀節(jié)理這是在地表準(zhǔn)確鑒別不良地質(zhì)體性質(zhì)、位置、規(guī)模和巖體質(zhì)量，和精確測量不良地質(zhì)體產(chǎn)狀的基礎(chǔ)上，應(yīng)用地面地質(zhì)界面和地質(zhì)體透射公式進行地質(zhì)超前預(yù)報的技術(shù)。關(guān)鍵

20、技術(shù)是在地表準(zhǔn)確鑒別不良地質(zhì)體性質(zhì)、位置、規(guī)模和巖體質(zhì)量的野外工作基本功。地表地質(zhì)界面和地質(zhì)體投射公式：在水平比例尺與垂直比例尺相同條件下，投射角與真傾角轉(zhuǎn)化公式tan= tan sin在水平比例尺為1：5000、垂直比例尺為1：2000條件下，投射角與投射角的轉(zhuǎn)化公式：tan= tan5000/2000地表地質(zhì)體投射公式l=L h /sinsin公式中，和代表地質(zhì)界面投射角，代表真傾角，代表地質(zhì)界面走向與隧道方位夾角，l代表地質(zhì)體投射到隧道軸線上的水平距，L代表地質(zhì)體的兩個地質(zhì)界面與隧道軸線交點之間的水平距，h代表兩個地表地質(zhì)界線與隧道軸線交點之間的高程差。 = 4 * GB3 瞬變電磁法探

21、測地下水技術(shù)瞬變電磁法是利用不接地回線向地下發(fā)射一次脈沖電磁場，當(dāng)發(fā)射回線中的電流突然斷開后，地球介質(zhì)中將激勵起二次渦流場以維持在斷開電流以前產(chǎn)生的磁場。二次渦流場的大小及衰減特性與周圍介質(zhì)的電性分布有關(guān)，在一次場的間歇觀測二次場隨時間的變化特征，經(jīng)過處理后可以了解地下介質(zhì)的電性、規(guī)模和產(chǎn)狀等，從而達到探測目標(biāo)體的目的。瞬變電磁法探測地下水的關(guān)鍵技術(shù)是：一是采用合適的觀測方式；二是豐富的解譯經(jīng)驗。（2）綜合長期地質(zhì)超前預(yù)報新技術(shù)解決的問題和達到的技術(shù)指標(biāo)若將地質(zhì)方法與地球物理方法相結(jié)合，或兩種以上地球物理方法相結(jié)合，如TSP探測解譯或瞬變電磁技術(shù)與地質(zhì)方法相結(jié)合，實施綜合長期地質(zhì)超前預(yù)報，可以

22、達到如下目的： = 1 * GB3 能夠解決的技術(shù)問題能夠探測和解譯掌子面前方存在的斷層、特殊軟巖、富水巖層和強風(fēng)化的侵入體。還可以探測和解譯掌子面前方存在的構(gòu)造溶洞、暗河、巖溶陷落柱和淤泥帶等不良地質(zhì)體。主要是查明上述不良地質(zhì)的位置和規(guī)模，也可以概略地判斷不良地質(zhì)體的圍巖級別（圍巖級別的準(zhǔn)確判斷，尚須跟蹤地質(zhì)工作中的圍巖評價才能真正做到）。 = 2 * GB3 可以達到的技術(shù)指標(biāo)有效預(yù)報距離可達掌子面前方100150m。對不良地質(zhì)性質(zhì)的判斷，精度一般可達到基本正確。對不良地質(zhì)位置的判斷，精度一般可達以上70%以上。對不良地質(zhì)規(guī)模的判斷，精度一般可達7075%以上。5.2.2短期地質(zhì)超前預(yù)報短

23、期地質(zhì)超前預(yù)報是在長期地質(zhì)超前預(yù)報的基礎(chǔ)上進行的，預(yù)報距離為掌子面前方1530m。對于短期地質(zhì)超前預(yù)報來說，我們主要采用地質(zhì)雷達探測、紅外探測、跨孔聲波探測或聲波CT、掌子面編錄預(yù)測法（地質(zhì)素描法）和不良地質(zhì)前兆預(yù)測法及超前鉆探技術(shù)。（1）主要技術(shù)手段 = 1 * GB3 地質(zhì)雷達探測法地質(zhì)雷達屬于電磁波物探技術(shù)。電磁波通過天線向地下發(fā)射，遇到不同阻抗界面時，將產(chǎn)生反射波和透射波。接收機利用分時采樣原理和數(shù)據(jù)組合方式，把天線接收的信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，主機系統(tǒng)再將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號或彩色線跡信號，并以時間剖面的形式顯示出來，供解譯人員分析。關(guān)鍵技術(shù)仍是成果的解譯技術(shù)。 = 2 * GB3 紅

24、外探水a(chǎn) 紅外探水原理自然界中任何介質(zhì)都因其分子的振動和轉(zhuǎn)動每時每刻都在向外輻射紅外電磁波，從而形成紅外輻射場，而地質(zhì)體向外輻射的紅外電磁場必然會把地質(zhì)體內(nèi)的地質(zhì)信息以場的變化的形式表現(xiàn)出來。當(dāng)隧道外圍介質(zhì)正常時，沿隧道走向，按一定間距分別對四壁逐點進行探測時，此時所獲得的探測曲線是略有起伏且平行于坐標(biāo)橫軸的曲線，此探測曲線稱為紅外正常場。其物理意義是表示隧道外圍沒有災(zāi)害源。當(dāng)隧道外圍某一空間存在災(zāi)害源時（含水裂隙、含水構(gòu)造和含水體），災(zāi)害源自身的紅外輻射場就要疊加在正常場上，使獲得的探測曲線上某一段發(fā)生畸變，其畸變段稱為紅外異常場，由于到場源的距離不同，畸變后的場強亦不同。其物理意義是隧道外

25、圍存在災(zāi)害源。b 紅外探測在隧道工程中能解決的問題由于災(zāi)害源和其相應(yīng)災(zāi)害場的存在，通過探測曲線的變化可探測出掌子面前方災(zāi)害源的存在，如含水?dāng)鄬蛹捌淦扑閹В蚝嗟娜芏础⒑膸r溶陷落柱等。能探測出隧道底部和拱頂以外范圍的隱伏水體和含水構(gòu)造，避免因卸壓造成地下水突出，引發(fā)災(zāi)害。能探測隧道側(cè)壁外圍的含水構(gòu)造，避免在施工期間和使用期間造成災(zāi)害事故。 = 3 * GB3 聲波跨孔測試和聲波CT層析技術(shù)該技術(shù)充分利用加長炮孔或超前鉆孔進行跨孔聲波探測，獲取掌子面前方巖體間的Vp-L曲線，探測掌子面前方巖體中的軟弱夾層、裂隙和斷層的范圍，特別是探測巖溶管道的存在與否及其展布范圍，并對其成災(zāi)可能性進行超

26、前預(yù)報。 = 4 * GB3 掌子面編錄預(yù)測法又稱地質(zhì)素描法，屬于短距離地質(zhì)預(yù)報方法。a 巖層巖性和層位預(yù)測法其基本原理是：在掌子面和隧道兩壁出露的巖層與地表某段巖層證為同一和確認(rèn)標(biāo)志層的前提下，用地表巖層的層序預(yù)報掌子面前方將要出現(xiàn)的巖層。關(guān)鍵技術(shù)是證為同一和確認(rèn)標(biāo)志層。b 地質(zhì)體延伸預(yù)測法基本原理是：在長期地質(zhì)超前預(yù)報得出的不良地質(zhì)體厚度的基礎(chǔ)上，依據(jù)掌子面已揭露的不良地質(zhì)體的產(chǎn)狀和單壁始見的位置，經(jīng)過一系列的三角函數(shù)運算，求得條帶狀不良地質(zhì)體在隧道掌子面前方消失的位置。關(guān)鍵技術(shù)是正確的三角函數(shù)運算。 = 5 * GB3 不良地質(zhì)前兆預(yù)測法其基本原理是：在隧道掘進過程中，在出現(xiàn)斷層破碎帶、

27、溶洞、暗河、巖溶陷落柱和洞穴淤泥帶之前，一般都會出現(xiàn)各自的明顯或不明顯的前兆標(biāo)志；這些標(biāo)志的出現(xiàn)，常常預(yù)示前述不良地質(zhì)體已經(jīng)臨近了。因此，不良地質(zhì)前兆預(yù)測法，一方面有助于掌子面前方不良地質(zhì)體性質(zhì)的鑒別，更有助于對不良地質(zhì)體臨近的判斷。 = 6 * GB3 鉆探技術(shù)超前鉆探是地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)體系主要組成部分，占有重要的地位，具有不可替代的作用。特別是在巖溶隧道的地質(zhì)超前預(yù)報中，更起到突出的作用。超前鉆探一般在隧道洞身長期、短期地質(zhì)超前預(yù)報的基礎(chǔ)上進行，側(cè)重長期、短期地質(zhì)超前預(yù)報已經(jīng)基本認(rèn)定的主要不良地質(zhì)區(qū)段；除非特殊情況，一般不宜全隧道連續(xù)進行。總體上，超前鉆探分為長距離（80m）、中距離（40

28、60m）和短距離（1530m）三種形式；分為取芯和不取芯兩種類型。超前鉆探的布孔數(shù)量，視不良地質(zhì)的性質(zhì)和可能發(fā)生施工地質(zhì)災(zāi)害的嚴(yán)重程度來決定。對于較大的斷層破碎帶，布置1孔至多23孔即可達到目的；對于溶洞、暗河或巖溶淤泥帶等可能突水區(qū)段，則以布置5孔為宜。布孔的位置，則主要依據(jù)長期、短期地質(zhì)超前預(yù)報的結(jié)論來確定。特別值得說明的是：為充分利用鉆孔信息，可利用鉆孔做跨孔聲波探測和聲波CT。（2）短期地質(zhì)超前預(yù)報的主要技術(shù)指標(biāo)由于短期預(yù)報是在長期預(yù)報的基礎(chǔ)上進行的，所以，預(yù)報的精度一般要超過長期地質(zhì)超前預(yù)報，特別是對不良地質(zhì)性質(zhì)的預(yù)報。（3）短期地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)的適用范圍短期地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)主要適用

29、于地質(zhì)復(fù)雜標(biāo)段，一般不適合在全隧道進行。6大岐山隧道地質(zhì)超前預(yù)報程序依據(jù)大岐山隧道的具體地質(zhì)情況，實施地質(zhì)超前預(yù)報的具體程序如下（見圖6）：第一步：隧道所在地區(qū)地質(zhì)分析與宏觀預(yù)報這是地質(zhì)超前預(yù)報的第一步重要工作程序。對于大岐山隧道來說，主要包括區(qū)域地質(zhì)資料的收集、分析和少量隧道臨近地區(qū)的地表地質(zhì)調(diào)查、分析。在地質(zhì)分析的基礎(chǔ)上，進行宏觀預(yù)報。第二步：隧道施工過程中的長期地質(zhì)超前預(yù)報在宏觀預(yù)報的指導(dǎo)下，主要應(yīng)用TSP-203、瞬變電磁儀，配合斷層參數(shù)預(yù)測法和地面地質(zhì)體投射法，進行掌子面前方100m150m的地質(zhì)超前預(yù)報。第三步：隧道施工過程中的短期地質(zhì)超前預(yù)報在隧道長期地質(zhì)超前預(yù)報的基礎(chǔ)上，對長期

30、地質(zhì)超前預(yù)報確定的異常區(qū)段，不良地質(zhì)分布區(qū)段，主要應(yīng)用地質(zhì)雷達、紅外線探水儀和聲波探測儀等儀器設(shè)備、掌子面編錄預(yù)測法和地質(zhì)前兆預(yù)測法等方法實施掌子面前方1530m的短期超前預(yù)報。第四步：超前鉆探在隧道長期、短期地質(zhì)超前預(yù)報的基礎(chǔ)上，對已經(jīng)確定的斷層破碎帶、可能的大涌水區(qū)段實施不少于20m的超前鉆探，以進一步確定斷層破碎帶的性質(zhì)、寬度和破碎程度；再通過鉆孔水柱的噴距或流速確定賦水地質(zhì)體的涌水量。第五步：隧道施工地質(zhì)災(zāi)害臨近警報區(qū)域地質(zhì)資料收集地面地質(zhì)調(diào)查隧道設(shè)計說明書研究區(qū)域地質(zhì)資料收集地面地質(zhì)調(diào)查隧道設(shè)計說明書研究地質(zhì)分析隧道不良地質(zhì)宏觀預(yù)報隧道洞身不良地質(zhì)長期超前預(yù)報斷層參數(shù)預(yù)測法TSP-2

31、03探測隧道施工過程中的短期地質(zhì)超前預(yù)報不良地質(zhì)前兆預(yù)測法隧道洞身不良地質(zhì)掌子面編錄預(yù)測法法雷達、紅外、聲波儀探測超前鉆探隧道施工地質(zhì)災(zāi)害臨近警報地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的前兆研究地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的環(huán)境分析地面不良地質(zhì)投射法圖6 隧道地質(zhì)超前預(yù)報程序框圖7大岐山隧道地質(zhì)超前預(yù)報組織機構(gòu)和職責(zé)7.1組織機構(gòu)和人員配置超前地質(zhì)預(yù)報本著項目部和架子隊配合共同實施的原則進行，具體工作由工程部負(fù)責(zé)：組織機構(gòu)和人員配置 組長：劉偉、宋立海組員：田華山、汲曉鋒、王志海、張建勇、寧洪亮7.2分工及職責(zé)7.2.1 組長職責(zé) = 1 * GB2 按設(shè)計單位提出的預(yù)報技術(shù)方案和技術(shù)要求，組織實施現(xiàn)場預(yù)報工作，并對超前地質(zhì)預(yù)報資料的

32、真實性、準(zhǔn)確性負(fù)責(zé)。 = 2 * GB2 隧道超前地質(zhì)預(yù)報須納入施工組織設(shè)計，納入工序管理。 = 3 * GB2 參照鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)指南，根據(jù)設(shè)計提供的超前地質(zhì)預(yù)報方案，結(jié)合隧道工程地質(zhì)條件編制超前地質(zhì)預(yù)報實施大綱，明確隧道超前地質(zhì)預(yù)報的方法、預(yù)報內(nèi)容、預(yù)報頻次、實施計劃，具體責(zé)任人、提出儀器設(shè)備配置和操作要求、信息判釋、數(shù)據(jù)采集與處理、預(yù)報成果報告編制等技術(shù)要求。 = 4 * GB2 根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報成果，負(fù)責(zé)提出完善設(shè)計方案的建議。 = 5 * GB2 負(fù)責(zé)制定隧道施工安全事故應(yīng)急預(yù)案，積極應(yīng)用超前地質(zhì)預(yù)報成果，不斷完善隧道施工安全事故應(yīng)急預(yù)案。7.2.2組員職責(zé) = 1 * GB2 做好地質(zhì)預(yù)報各項資料的搜集、整理，并建立超前地質(zhì)預(yù)報資料臺帳。 = 2 * GB2 及時掌握隧道各個工作面的施工進展，對掌子面前方和隧道洞身周邊