新建铁路郑州至万州线重庆段站前工程ZWCQZQ-1标段
朱家岩隧道超前地质预报
专项方案
中铁二局工程有限公司·郑万铁路重庆段土建1标项目经理部
二〇一七年二月·重庆巫山
新建铁路郑州至万州线重庆段站前工程ZWCQZQ-1标段
朱家岩隧道超前地质预报
专项方案
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二〇一七年二月
朱家岩隧道超前地质预报专项方案
目 录
1编制依据 .................................................................................................. 1 2工程概况 .................................................................................................. 1 3隧道地质概况 ........................................................................................... 2 3.1地形地貌 ........................................................................................................ 2 3.2地层岩性 ........................................................................................................ 2 3.3地质构造 ........................................................................................................ 2 3.4水文地质 ........................................................................................................ 3 3.5 地震动参数 ................................................................................................... 4 3.6气象特征 ........................................................................................................ 4 3.7不良地质与特殊岩土及可能存在的主要工程地质问题 ............................ 4
3.7.1顺层及顺层偏压 ......................................................................................................... 5 3.7.2岩溶 ............................................................................................................................. 5 3.7.3岩堆 ............................................................................................................................. 5 3.7.4滑坡 ............................................................................................................................. 6
4地质复杂程度分级 ................................................................................... 7 5超前地质预报的目的、原则、内容及工作量 ............................................. 9 5.1超前地质预报目的 ........................................................................................ 9 5.2超前地质预报原则 ...................................................................................... 10 5.8超前地质预报工作量 ................................................................................... 10 6超前地质预报总体部署 .......................................................................... 13 6.1 超前地质预报总体思路 .............................................................................. 13 6.2 超前地质预报小组组织机构 ...................................................................... 13
6.2.1组织机构的组建 ......................................................................................................... 13 6.2.2超前地质预报工作小组职责 ..................................................................................... 14
6.3人员组成、设备配置 ................................................................................... 15
6.3.1人员组成 ..................................................................................................................... 15 6.3.2设备配置 ..................................................................................................................... 16
7 超前地质预报方法 ................................................................................. 16 7.1超前地质预报总体设计 ............................................................................... 16 7.2地质调查法 ................................................................................................... 17
7.1.1地表补充地质调查 ..................................................................................................... 17 7.1.2隧道内地质素描 ......................................................................................................... 18
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7.1.3地质作图分析 ............................................................................................................. 19 7.1.4地质调查法技术要求 ................................................................................................. 20 7.1.5洞内观测 ..................................................................................................................... 20 7.1.6 资料整理和成果报告 ................................................................................................ 21
7.2 弹性波反射法（TSP） ............................................................................... 21
7.2.1探测目的 ..................................................................................................................... 21 7.2.2探测原理 ..................................................................................................................... 22 7.2.3 仪器设备 .................................................................................................................... 22 7.2.4 观测系统布置 ............................................................................................................ 22 7.2.5 现场测试 .................................................................................................................... 23 7.2.6 资料整理及TSP 预报成果 ...................................................................................... 24
7.3地质雷达探测法 ........................................................................................... 25
7.3.1探测目的 ..................................................................................................................... 26 7.3.2探测原理 ..................................................................................................................... 26 7.3.3仪器设备 ..................................................................................................................... 27 7.3.4测线布置 ..................................................................................................................... 27 7.3.5 现场测试 .................................................................................................................... 27 7.3.6 资料整理与成果分析 ................................................................................................ 28
7.4瞬变电磁法 ................................................................................................... 29
7.4.1探测目的 ..................................................................................................................... 29 7.4.2探测原理 ..................................................................................................................... 30 7.4.3 仪器设备 .................................................................................................................... 31 7.4.4 瞬变电磁测线布置 .................................................................................................... 31 7.4.6 资料整理与成果分析 ................................................................................................ 31
7.5超前地质钻孔 ............................................................................................... 32
7.5.1 钻探类型及布置 ........................................................................................................ 32 7.5.2 超前水平钻探预报工艺流程 .................................................................................... 34 7.5.3 超前水平钻探预报作业要点 .................................................................................... 35 7.5.4质量控制要点 ............................................................................................................. 37 7.5.5 资料整理和成果报告 ................................................................................................ 38
7.6加深炮孔 ....................................................................................................... 38 7.7不良地质体详查 ........................................................................................... 40 7.8针对岩溶带的超前地质预报方案 ............................................................... 40
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8成果报告及提交 ..................................................................................... 41 8.1预报报告分级 ............................................................................................... 41 8.2报告类别 ....................................................................................................... 42 8.3报告内容 ....................................................................................................... 42 8.4报告提交 ....................................................................................................... 43
8.4.1报告提交流程 ............................................................................................................. 43 8.4.2报告提交方式与进度 .............................................................................................. 43
8.5预报验收与评价 ........................................................................................... 44 9安全、质量保证措施 .............................................................................. 44 9.1质量管理保证措施 ....................................................................................... 44
9.1.1 人员控制 .................................................................................................................... 45 9.1.2仪器设备管理措施 ..................................................................................................... 46 9.1.3 环境控制 .................................................................................................................... 47 9.1.4预报成果保证措施 ..................................................................................................... 47
9.2安全保证措施 ............................................................................................... 47
9.2.1 安全生产管理重点内容 ............................................................................................ 47 9.2.2 一般安全防护规定 .................................................................................................... 47
10 附表 .................................................................................................... 49
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1编制依据
⑴《高速铁路隧道工程施工技术规程》Q/CR 9604-2015； ⑵《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-2010； ⑶《铁路隧道超前地质预报技术规程》Q/CR 9217-2015； ⑷朱家岩隧道施工设计图及相应参考图；
⑸新建铁路郑州至万州线重庆段工程（ZWCQZQ-1标）合同文件； ⑹新建铁路郑州至万州线重庆段工程（ZWCQZQ-1标）施工组织设计文件。
2工程概况
朱家岩隧道位于奉节县草堂镇辖区内，线路沿长江北岸展布。隧道进口位于草堂镇新房村以东的沟谷内，通过短路基于水井湾双线中桥相接；隧道出口位于草堂镇石马村朱家屋附近，与朱家纸厂双线大桥相接。隧道起止里程： D1K684+010.5～ D1K690+990，全长6979.5m。采用-30‰、-15‰单坡下，最大埋深约490m。
为满足施工工期、出渣、施工通风及排水、运营防灾救援等需要，隧道设“2横洞+2平导”辅助坑道，1号横洞采用无轨单车道运输、2#横洞采用无轨双车道运输。全隧共分为1号横洞、2号横洞两个工区组织施工，施工总工期44.79个月。正洞Ⅳ级围岩5810m，Ⅴ级围岩1141m，明洞长度28.5m；横洞1067m，其中Ⅳ级围岩594m，Ⅴ级围岩473m，为无轨单车道断面；平导1128m,其中Ⅳ级围岩800m，Ⅴ级围岩328m，为无轨单车道断面。
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3隧道地质概况
3.1地形地貌
隧道位于四川盆地懂不边缘，大巴山前缘和鄂西山地接壤地带，其地形地貌严格受区域地质构造与岩性控制，山脉总体走向SW-NE，与构造迹线基本一致。测区地形起伏较大，总体呈NE高SW低，石马河为测区内的最低点，海拔高约233.7m，较高点位于测区北东龙眼井山顶，标高约1174.6m，相对高差达940m，测区属构造剥蚀低山地貌，地形连绵起伏，沟壑纵横，多形成深沟，陡坡地形，区内地面坡度20～40°，菊有陡坡，陡崖，测区植被一般发育，多为灌木及少量旱地，隧道旁山行进，进口附近公路通过，交通方便。 3.2地层岩性
本隧道主要穿越为泥岩夹砂岩地层，测区上覆第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）细圆砾土、粗砂、卵石土、漂石土。隧道上覆第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）细圆砾土、粗砂、卵石土、滑坡堆积层（Q4del）块石土，坡崩积层（Q4dl+col）细砾土、块石土、坡残积层（Q4dl+el）粉质粘土、粗角砾土等；下伏三叠系中统巴东组三段（T2b3）的泥质灰岩夹灰岩、页岩，二段（T2b2）泥岩夹砂岩、页岩。 3.3地质构造
测区大地构造位于新华夏系第三隆起带和第三沉降带之结合部位，亦属川鄂湘黔隆褶带之北西缘和四川沉降这周带之川东褶带的一部分，北缘与北西向的大巴山弧形构造斜接，重接复合。测区位于齐耀山背斜北翼，构造形式以褶皱变形为主，这周的形成主要发生在应力集中部位的背斜核部或偏翼部。测区内平行式褶皱发育，主要由有庙梁子背斜、青莲铺向斜、七里堰背斜、七甲垭向斜、散家坡向斜、石板沟背斜等，未见断裂构造，总体地质复杂。
线路范围内受到七甲垭向斜影响，该向斜其于巫山县双龙镇彭家屋场，
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延续约26km，止于奉节县草堂镇堂坪，与线路与D1K684+760约呈11°小角度相交，核部地层为三叠系巴东三段（T2b3），两翼均为三叠系中统巴东二段（T2b2）。两翼代表性产状分别为N25°E/9°SE、N70°E/16°NW。
隧址区受七甲垭向斜影响，岩层次生褶曲发育，产状扭曲明显。线路基本沿向斜轴部地带通过，洞身岩层总体平缓，节理裂隙发育，岩体破碎较严重。隧道进口岩层产状N72°E/20°N，主要节理为N60°E/75°S、N5°E/70°S；隧道出口岩层产状N60°E/25°S，主要节理为N80°E/90°S、N70°W/65°N。 3.4水文地质
隧止区最大的地表水体为石马河，也是区内的最低侵蚀基准面。为长江一级支流，石马河从测区东侧入图，呈E-NW走向贯穿测区，主要受大气降水补给，水量随季节变化大，雨季水量可增大数倍至十倍。此外，测区内沿地表分水岭南北翼发育多条枝状短沟，短沟横向多呈“V”型，常年流水，大气降雨形成的地表水大部分向北及向南排泄至上述冲、溪沟，经短距离径流后汇入石马河。隧道预测最大涌水量：13440m³/d。
根据隧址区的地层岩性及组合特征，地下水赋存的条件、水理性质和水理特征，可将隧址地下水类型划分为：松散堆积孔隙水、基岩裂隙水、碳酸盐岩溶裂隙水等三种类型。
⑴松散堆积孔隙水
赋存于石马河及其支沟、冲沟沟床及坡麓松散堆积层，接收大气降水和地表水补给。由于堆积物分布零星，厚度不大，除冲击层内孔隙水受地表水补给而含水量大外，其余地段孔隙水补给差且富水性差，水量贫乏，对隧道涌水量甚微。
⑵基岩裂隙水
分布于测区内的第三系中统巴东组三段（T2b3）、二段（T2b2）地层中，
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岩性以相对隔水的泥质岩为主，地下水主要赋存于岩体的节理裂隙网络中，含水性及富水性均弱，为相对隔水层，故该组岩层节理裂隙的发育程度对其富水性起控制作用。区内上述地层中节理多以浅部风化，构造裂隙为主，深部岩体相对完整，形成了浅部富水性较强，向深部富水性逐渐变弱的特点。
⑶碳酸盐岩岩溶裂隙水
该类地下水是本次测区主要的地下水类型，分布于测区三叠系中统巴东组三段（T2b3）中的泥质灰岩、白云质灰岩中，由于该套可熔岩地层顶底多为泥岩、页岩等相对隔水层，加之区内构造发育，故测区内该类地层岩性熔化程度较高，溶蚀现象主要以地表岩溶槽谷、洼地、漏斗、落水洞、竖井等垂直溶蚀现象为特征、有有利于降雨等进行渗水式或注入式补给。在深部则以溶缝、溶洞及暗河等网络状的岩溶裂隙、岩溶管道为主，该类地下水具补给条件好，透水性及富水性较强的特点。 3.5 地震动参数
据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及中国地震局地壳应力研究所《新建郑州至万州铁路工程场地地震安全性评价报告》，测区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。 3.6气象特征
全段属暖温带亚湿润季风气候。巫山、奉节县属于中亚热带湿润季风气候，无霜期长，雨量充沛，日照时间长。海拔高度变化很大，受地形地貌影响，垂直变化较为明显，形成典型的立体气候。奉节县年平均气温16.3℃，极端最低气温-9.2℃，极端最高气温39.6℃，年平均降水量为1151.2mm。 3.7不良地质与特殊岩土及可能存在的主要工程地质问题
隧址区内不良地质为顺层及顺层偏压、岩溶、岩堆、滑坡等，未见特殊岩土。
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3.7.1顺层及顺层偏压
⑴D1K684+010～D1K684+460段围岩为三叠系中统巴东组三段（T2b3）泥质灰岩，该段代表性产状N72°E/20°N，走向与线路近平行，倾向线路右侧，横断面视倾角20°。路基边坡左侧顺层，隧道洞身左侧顺层偏压。加之该段隧道行走于可熔岩与非可熔岩接触带，存在软化夹层可能，使得顺层过影响极为严重。
⑵D1K690+200～D1K690+990段围岩为三叠系中统巴东组二段（T2b2）泥岩夹砂岩，该段代表性产状N60°E/25°S，走向与线路走向近平行，倾向线路左侧，横断面视倾角25°。路基边坡左侧顺层，隧道洞身右侧顺层偏压。建议加强支护。由于受侧区构造影响，岩层常庄变化显著。
3.7.2岩溶
隧道D1K684+013～D1K684+581段洞身穿越三叠系巴东组三段（T2b3）泥质灰岩夹灰岩。页岩地层，地质调查局部见溶蚀迹象，未见洼地，暗河等大型岩溶现象，总体地表岩溶弱发育。
根据地质测绘推测在该段行走于巴东组二段（T2b2）和三段（T2b3）地层接触带，即可溶岩与非开熔岩接触带，属于熔岩发育及岩溶水汇集区，易发生涌水，涌泥。由于受构造影响，隧道穿越深部地层可能发生挠曲，引起隧道穿越可溶岩段落发还是能波状式变动。
隧道在D1K684+013～D1K684+581可熔岩段遇溶洞、溶缝、溶隙时可能发生股状涌水，在不同岩性接触带可能发生股状涌水，飞可溶段地下水多以片状，滴水状沿裂隙侵出，遇裂隙发育带和不同岩性接触带可能发生淋水及小股状涌水。
3.7.3岩堆
⑴岩堆Ⅰ位于测区D1K683+883~D1K684+025段左40m~右70m范围，分布于冲沟右岸斜坡。平面上呈扇形，主轴与线路方向基本一致。隧道进口位
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于岩堆范围，并且岸坡上部岩体破碎严重，稳定性差，易溜坍垮塌，对隧道进口影响大。
⑵岩堆Ⅱ分布于D1K690+730~D1K690+922段地表较平缓地带，主轴与线路夹角约为44°，岩堆主轴方向S18°W，长约112m，宽约100~200m,平面上不规则。隧道底板距离岩堆底部约35m，隧道洞身穿越下伏稳定基岩，岩堆对主体工程无影响，但隧道顶板围岩厚度较薄，完整性较差，隧顶易坍塌。
⑶岩堆Ⅲ位于D1K690+950~D1K691+050段右50~300m范围，平面上呈扇形，岩堆主轴方向约150°，长约180m，前缘宽约240m。线路已绕避该岩堆，对主体工程无影响。
⑷岩堆Ⅳ位于D1K685+330~D1K685+480段320m~右60m范围，平面上呈扇形，岩堆主轴方向约244°，长约160m，前缘宽约390m。该段线路以浅埋形式通过，隧道底板距离岩堆底部约15m，隧道洞身穿越下伏稳定基岩，岩堆对主体工程较小，但隧道顶板围岩厚度较薄，完整性较差，隧顶易坍塌。
3.7.4滑坡
⑴滑坡Ⅰ（横档子滑坡）位于D1K684+054~D1K684+476段右侧20~340m斜坡上，滑坡主滑方向接近90°，主轴长约360m，宽约270m，平面呈长舌形，滑坡物质组成为粉质粘土夹碎石块及泥质灰岩岩块，厚20~40m。虽然隧道已绕避该滑坡，但隧道位于滑坡斜下方，滑坡在后缘加载、暴雨、长期的前缘垮塌溜坍等极端工况下可能复活滑动，从而危及隧道进口、施工便道等临时辅助工程的安全。
⑵滑坡Ⅱ位于D1K684+005~D1K684+163段左侧20~170m斜坡上，滑坡主滑方向约100°，主轴长约160m，宽约30~130m，平面呈长舌形，滑坡物质组成为泥质灰岩质碎、块石土，厚5~10m。线路已绕开该滑坡，对施工便道等临时辅助工程影响较大。
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⑶滑坡Ⅲ位于D1K684+190~D1K684+870段左侧7~400m斜坡上，滑坡主滑方向约210°，主轴长约350m，宽约20~40m，平面呈长舌形，滑坡物质组成为泥质灰岩质碎、块石土，厚20~40m。线路已绕开该滑坡，对施工便道等临时辅助工程影响较大。
线路已绕过该滑坡，但隧道位于滑坡斜下方，滑坡在后缘加载、暴雨、长期的前缘垮塌溜坍等级端工况下可能复活滑动，从而危及隧道洞口口、辅助坑道、施工便道等临时辅助设施安全。
4地质复杂程度分级
依据隧道工点的地层岩性、地质构造（断层、节理等）、发生涌（突）水（泥）的风险情况以及地质因素对隧道施工的影响程度和施工诱发环境问题的程度等地勘资料和分析评价资料，进行地质复杂程度分级。
根据隧道可能遇到的主要地质问题和风险因素，按可溶岩隧道、火成岩隧道、碎屑岩隧道，将《铁路隧道超前地质预报技术规程》附录B地质复杂程度分级进行细化，见表4-1。
表4-1 隧道地质复杂程度分级表 序号 地质复杂程度分级影响因素 复 杂 较复杂 中等复杂 简 单 1 断层影响程度 诱发环境问题的 程度 2 中小型断层，胶结较中小型断层，大型断层破碎带、胶结中型断层带，胶结较差，软好，弱富水，有一定胶结好，无水，差、富水，自稳性差，弱，中-弱富水，自稳性较自稳性，可能引起小自稳性较好，可能引起大型失稳坍塌 差，可能引起中型坍塌 型坍塌 掉块 极易引起地表塌陷、溜施工、防治不当，可能引起特殊情况下可能出现无 坍、地表水干涸 地表下沉变形、地表水渗漏 地表水渗漏 具体朱家岩隧道（正洞）超前地质预报地质复杂程度分级详见表4-2。 表4-2朱家岩隧道（正洞）超前地质预报地质复杂程度分级
地质复杂程度 序号 起讫里程 1 2 D1K684+010.5 D1K684+085 D1K684+085 D1K684+373 复杂程度 m 复杂 较复杂 74.5 288 长度 中铁二局工程有限公司郑万铁路土建1标项目经理部 7
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3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 D1K684+373 D1K684+473 D1K684+523 D1K684+623 D1K685+423 D1K685+523 D1K686+203 D1K686+303 D1K687+053 D1K687+153 D1K687+953 D1K688+053 D1K688+653 D1K688+703 D1K688+903 D1K689+903 D1K689+533 D1K689+583 D1K689+183 D1K689+283 D1K689+803 D1K684+473 D1K684+523 D1K684+623 D1K685+423 D1K685+523 D1K686+203 D1K686+303 D1K687+053 D1K687+153 D1K687+953 D1K688+053 D1K688+653 D1K688+703 D1K688+903 D1K689+003 D1K689+533 D1K689+583 D1K690+183 D1K690+283 D1K690+803 D1K690+990 复杂 较复杂 复杂 较复杂 复杂 较复杂 复杂 较复杂 复杂 较复杂 复杂 较复杂 复杂 较复杂 复杂 较复杂 复杂 较复杂 复杂 中等复杂 复杂 100 50 100 800 100 680 100 750 100 800 100 600 50 200 100 530 50 600 100 520 187 具体朱家岩隧道（1号横洞）超前地质预报地质复杂程度分级详见表4-3。 表4-3朱家岩隧道（1号横洞）超前地质预报地质复杂程度分级
序号 1 2 H1D1KO+000 H1D1KO+052 地质复杂程度 起讫里程 H1D1KO+052 H1D1KO+348 复杂程度 较复杂 复杂 长度 m 52 296 具体朱家岩隧道（1号横洞）超前地质预报地质复杂程度分级详见表4-4。
表4-4朱家岩隧道（1号平导）超前地质预报地质复杂程度分级 序号 地质复杂程度 起讫里程 复杂程度 长度 中铁二局工程有限公司郑万铁路土建1标项目经理部 8
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m 1 2 P1D1K684+015 P1D1K684+125 P1D1K684+125 P1D1K684+414 复杂 较复杂 110 289 具体朱家岩隧道（2号横洞）超前地质预报地质复杂程度分级详见表4-5。 表4-5朱家岩隧道（2号横洞）超前地质预报地质复杂程度分级
序号 1 2 3 4 5 6 H2D1KO+000 H2D1KO+200 H2D1KO+300 H2D1KO+480 H2D1KO+550 H2D1KO+720 地质复杂程度 起讫里程 H2D1KO+200 H1D1KO+300 H1D1KO+480 H1D1KO+550 H1D1KO+720 H1D1KO+770 复杂程度 较复杂 复杂 较复杂 复杂 较复杂 复杂 长度 m 200 100 180 70 170 50 具体朱家岩隧道（2号平导）超前地质预报地质复杂程度分级详见表4-6。
表4-6朱家岩隧道（2号平导）超前地质预报地质复杂程度分级 序号 1 2 地质复杂程度 起讫里程 P2D1K684+045 P2D1K684+125 P2D1K684+125 P2D1K684+414 复杂程度 复杂 较复杂 长度 m 80 289 5超前地质预报的目的、原则、内容及工作量
5.1超前地质预报目的
⑴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；
⑵降低地质灾害发生的机率和危害程度，为预防隧道涌水、突泥等可能形成的灾害性事故及时提供信息，以指导安全高效施工，保证工期和质量，避免事故损失、节约投资；
⑶为正确选择开挖方法、支护措施、优化工程设计及施工方案提供地质
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依据；
⑷为编制竣工文件提供地质依据。
抓好隧道超前地质预报工作，确保实现工程质量、安全、工期、环境和投资控制目标的重要工作，为此需要将超前地质预报工作纳入施工工序统一管理。
5.2超前地质预报原则
根据隧道的工程地质地质条件，结合我公司在以往隧道监测中积累的经验，制定本项目隧道工程施工超前地质预报工作原则：
⑴ 采用地质调查、超前钻探、物探法相结合，构建长期、中期、短期综合预报体系。
⑵ 采用先进、可靠的预报仪器和设备，配置有丰富经验的地质和物探人员。
⑶ 合理组织资源，有序开展预报工作，尽量减少对工程施工的交叉干扰影响。
⑷ 及时反馈预报信息，对危险地质情况进行预警并提供合理建议。 ⑸ 各种预报手段资料综合分析与判断，编制地质综合分析成果报告。 5.8超前地质预报工作量
根据设计图纸统计，朱家岩隧道超前地质预报物探钻探类型见表5-3；本隧道超前地质预报各里程段预报方法见表5-4；本隧道超前地质预报数量汇总见表5-5。
5-3朱家岩隧道超前地质预报物探钻探类型 序号 名称 项目 类型 —— 1 正洞 物探类型 WT1 WT2 ZT1 主要手段和方法 地质雷达法 地震波反射法（TSP） 地震波反射法（TSP）+地质雷达法 根据地质调查法、物探预报结果，需要采用超前钻探验证地质异常时实施超前钻孔（1孔）进行 中铁二局工程有限公司郑万铁路土建1标项目经理部 10
朱家岩隧道超前地质预报专项方案
钻探类型 钻探类型 1号横洞 物探类型 钻探类型 物探类型 钻探类型 物探类型 钻探类型 物探类型 钻探类型 ZT2-1 ZT2-2 —— WT1 ZT1 —— WT2 ZT2-2 —— WT1 ZT1 —— WT1 ZT2-2 根据地质及物探预报结果，先施做超前钻孔1孔，若需要进一步确定其产状，再施做超前钻孔1孔 贯通施作超前钻孔1孔，若遇富水岩溶地段，则按ZT5执行 地质雷达法 地震波反射法（TSP） 根据地质调查法、物探预报结果，需要采用超前钻探验证地质异常时实施超前钻孔（1孔）进行 地质雷达法 地震波反射法（TSP）+地质雷达法 贯通施作超前钻孔1孔，若遇富水岩溶地段，则按ZT5执行 地质雷达法 地震波反射法（TSP） 根据地质调查法、物探预报结果，需要采用超前钻探验证地质异常时实施超前钻孔（1孔）进行 地质雷达法 地震波反射法（TSP） 贯通施作超前钻孔1孔，若遇富水岩溶地段，则按ZT5执行 2 3 1号平导 4 2号横洞 5 2号平导 5-4朱家岩隧道超前地质预报各里程段预报方法 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 朱家岩隧道（1号横洞） 朱家岩隧道（正洞） 超前地质预报方法 名称 预报起讫里程 长度（m） 地质调查法 60 438 150 750 100 1530 100 3772 60 6960 H1D1KO+286 H1D1KO+348 286 全隧 H1D1KO+286 小计 62 348 全隧 物探法 地质雷达法 WT1 WT2 WT1 WT2 WT1 WT2 WT1 地质雷达法 WT1 地质雷达法 超前钻探法 ZT2-2+加深炮孔5孔 ZT2-2+加深炮孔5孔 ZT2-2+加深炮孔8孔 ZT1+加深炮孔3孔 ZT2-1+加深炮孔5孔 ZT1+加深炮孔3孔 ZT2-1+加深炮孔5孔 ZT1+加深炮孔3孔 ZT1+加深炮孔3孔 ZT1+加深炮孔3孔 ZT1+加深炮孔3孔 D1K684+025 D1K684+085 D1K684+523 D1K684+673 D1K685+423 D1K685+523 D1K687+053 D1K687+153 D1K690+925 小计 H1D1KO+000 D1K684+085 D1K684+523 D1K684+673 D1K685+423 D1K685+523 D1K687+053 D1K687+153 D1K690+925 D1K690+985 中铁二局工程有限公司郑万铁路土建1标项目经理部 11
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14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 朱家岩隧道（2号平导） 朱家岩隧道（2号横洞） P1D1K684+015 P1D1K684+075 P1D1K684+075 P1D1K684+414 小计 H2D1KO+000 H2D1KO+680 小计 P2D1K684+045 P2D1K684+105 P2D1K684+105 P2D1K684+414 小计 合计 H2D1KO+680 H1D1KO+770 60 全隧 339 399 680 全隧 90 770 60 全隧 309 369 8846 地质雷达法 WT2 WT1 地质雷达法 地质雷达法 WT1 ZT2-2+加深炮孔5孔 ZT2-2+加深炮孔5孔 ZT1+加深炮孔3孔 ZT1+加深炮孔3孔 ZT2-2+加深炮孔3孔 ZT2-2+加深炮孔3孔 朱家岩隧道（1号平导） 5-5朱家岩隧道超前地质预报数量汇总表 序号 隧道名称 类别 隧道长度 地质调查法 地震波反射法 1 正洞 物探法 地质雷达法 瞬变电磁法 加深炮孔 超前钻探法 超前钻孔（不取芯） 超前钻孔（取芯） 隧道长度 地质调查法 地震波反射法 2 1号横洞 物探法 地质雷达法 瞬变电磁法 加深炮孔 超前钻探法 超前钻孔（不取芯） 超前钻孔（取芯） 隧道长度 地质调查法 地震波反射法 3 1号平导 物探法 地质雷达法 瞬变电磁法 加深炮孔 超前钻探法 4 2号横洞 超前钻孔（不取芯） 超前钻孔（取芯） 隧道长度 单位 m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m 数量 6979.5 6960 7462 564 0 27631 1751 0 348 348 314 72 0 1253 21 0 399 399 370 479 0 2394 479 0 770 中铁二局工程有限公司郑万铁路土建1标项目经理部 12
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地质调查法 地震波反射法 物探法 地质雷达法 瞬变电磁法 加深炮孔 超前钻探法 超前钻孔（不取芯） 超前钻孔（取芯） 隧道长度 地质调查法 地震波反射法 5 2号平导 物探法 地质雷达法 瞬变电磁法 加深炮孔 超前钻探法 超前钻孔（不取芯） 超前钻孔（取芯） m m m m m m m m m m m m m m m 770 847 108 0 2772 46 0 369 369 337 72 0 1328 443 0 注：表中所列工作量含搭接长度
6超前地质预报总体部署
6.1 超前地质预报总体思路
“计划超前、多种预报、综合分析、及时反馈”。 6.2 超前地质预报小组组织机构
6.2.1组织机构的组建
为超前地质预报工作开展的有限，将超前地质预报工作纳入施工工序管理，特成立“中铁二局工程有限公司郑万铁路重庆段土建1标项目经理部超前地质预报领导小组及工作小组”，项目部以下按工作段划分为独立的工作小组。工作小组由项目负责人、专家顾问、技术组、质安组、预报组等组成。根据超前地质预报工作量、隧道分布情况、朱家岩隧道隧道开工时间，建立独立开展超前地质预报工作的朱家岩隧道地质超前预报小组，组织机构如图6-1所示。
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项目负责人 顾问 地质工程师 技术组 隧道工程师 质安组 物探工程师 预报组 图6-1超前地质预报小组组织机构设置及主要负责人
6.2.2超前地质预报工作小组职责
⑴项目负责人
全面负责各项事务。组织编制各项技术文件，组织预报工作的开展，进行工作安排，对现场监测工作进行指导和督查，解决监测中的疑难问题，对技术资料进行审核，负责预报工作验收。
⑵预报小组长
负责本任务段的各项事务。组织编制本任务段预报作业指导书，进行本任务段工作安排，对现场预报工作进行指导和检查，组织技术报告编写，对技术报告进行复核。
⑶专家顾问
组建一支由本公司专家、西南交通大学隧道及地下工程系教授等人员构成的专家顾问团队为项目服务，解决工作中遇到的重大疑难问题。
⑷技术组
全面负责现场的预报记录检查、预报成果分析、整理以及现场预报组织协调工作，负责仪器检验、率定和预报方案的确定，负责收集预报相关资料、预报验证资料及建立预报资料信息管理系统，负责编写阶段预报成果报告及
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朱家岩隧道超前地质预报专项方案
竣工报告，负责校核预报快报，负责编写并提交预报月报、年报等报告。
⑸质安组
负责本项目质量文件的建立与管理，负责项目部质量保证体系的建立、运行、检查、验证和改进监督工作；负责进行现场质量检查、验收及安全文明生产、现场环境保护管理与监督。
⑹预报组
负责施工地质超前预报及不良地质体详查的现场探测工作和资料初步整理分析，负责编录地质素描、预报记录并编制预报快报，负责现场协调配合。并对现场预报工作的质量、安全及环境保护负责，对所提供原始资料的准确性、可靠性负责。 6.3人员组成、设备配置
6.3.1人员组成
中铁二局工程有限公司郑万铁路朱家岩隧道超前地质预报主要人员结构表见表6-1、6-2。
表6-1 隧道地质预报领导小组成员 序号 1 2 3 4 5 姓名 王 瑞 张建国 向 勇 张仁耀 王国敬 职务名称 项目总工程师 分部经理 项目工程部长 分部总工 分部副经理 担任职务 组长 副组长 组员 组员 组员 备注 根据超前地质预报工作需要,配置如下专业的技术人员，详见表6-2。
表6-2 超前地质预报小组人员一览表 序号 1 2 岗位 项目负责人 顾问 人数 1 1 职称 工程师 高级工程师 专业 土木工程 土木工程 备 注 中铁二局工程有限公司郑万铁路土建1标项目经理部 15
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序号 3 4 5 6 岗位 地质工程师 物探工程师 专工 司机 人数 1 1 1 1 职称 工程师 工程师 技术员 - 专业 土木工程 地质工程 工程测量 - 备 注 6.3.2设备配置 根据监测项目及工作量，计划投入设备仪器见表6-2。
表6-2 主要仪器设备表 序号 1 2 3 4 5 6 7 设备名称 TSP 探地雷达 瞬变电磁仪 水平钻机 地质罗盘仪 数码相机 笔记本电脑 型号及规格 TSP203 SIR-3000 EX-47 MGJ-89 DQY-1 1000像素以上 IBM 数量(台) 1 1 2 2 1 2 制造厂名 瑞士 美国GSSI 国产 国产 国产 国产 建议校准效期 出厂校验合格 出厂校验合格 出厂校验合格 出厂校验合格 出厂校验合格 出厂校验合格 备注 需要时 7 超前地质预报方法
7.1超前地质预报总体设计
结合朱家岩隧道地质复杂程度分级选择不同的方法和手段组合形成综合预报系统；根据朱家岩隧道主要预报内容，确定本隧超前地质预报方案为以地质调查法及物探法为基础，以超前钻孔进行进一步确认，超前预报的方法采用地质调查法+物探法+超前钻探法。复杂地质的预测、预报应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，并贯穿于施工全过程。短距离超前地质预报采用地质调查、地质雷达、超前地质钻孔。预
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报的重点内容有：不良地质（可溶岩与非可溶岩接触带、岩堆对、滑坡段等）、地质构造（特别是断层破碎带、节理密集带、褶皱轴等影响掩体完整性的构造发育情况）、地层岩性（特别是对软弱夹层、破碎地层、特殊岩土等）、地下水（特别是富水断层、富水褶皱轴及富水地层等）。根据设计文件的要求，朱家岩隧道采用的预报方法见表5-3。
通过超前地质预报方案从而确定隧道施工掌子面前方及周围可能发生突（涌）水（泥）、塌方、掉块、冒顶、放射性等地质灾害风险源的位置、规模、性质、发育特征、强度、影响范围等。根据预测与预报的结果，建立灾害应急处理方案与薄弱地段的施工方案，为隧道工程设计和施工方案的制订与风险防范提供动态可靠的依据，确保隧道施工地质风险安全可控。 7.2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性分析、断层要素与隧道几何参数的相关性分析、临近隧道不良地质体的可能前兆分析等，利用常规地质理论，地质作图和趋势分析等，推测开挖工作面前方可能揭示的地质情况的一种超前地质预报方法。
地质调查法适用于各种地质条件下隧道的超前地质预报。
地质调查法包括隧道地表补充地质调查、隧道内开挖工作面地质素描和洞身地质素描、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析，地质作图等。
7.1.1地表补充地质调查
7.1.1.1地质调查内容
在分析研究已有资料的基础上，进行现场地质复查，并对已开挖洞段进行现场观察，通过上述工作，对现有的地质勘察成果进行核对，对下一阶段的地质情况进行评估。现场地质调查的内容有：
⑴对已有地质勘察成果的熟悉、核查和确认；
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⑵ 地层、岩性在隧道地表的出露及接触关系，特别是对标志层的熟悉和确认；
⑶断层、褶皱、节理密集带等地质构造在隧道地表的出露位置、规模、性质及其产状变化情况；
⑷地表岩溶发育位置、规模及分布规律；
⑸煤层、石膏、膨胀岩、含石油天然气、含放射性物质等特殊地层在地表的出露位置、宽度及其产状变化情况；
⑹人为坑洞位置、走向、高程等，分析其与隧道的空间关系；
⑺根据隧道地表补充地质调查结果，结合设计文件、资料和图纸，核实和修正超前地质预报重点区段。
7.1.2隧道内地质素描
隧道内地质素描是将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量、煤层、溶洞等准确记录下来并绘制成图表，是地质调查法工作的一部分，包括开挖工作面地质素描和洞身地质素描。隧道内地质素描应包括下列主要内容：
7.1.2.1工程地质素描
⑴地层岩性：描述地层时代、岩性、层间结合程度、风化程度等。 ⑵地质构造：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。节理裂隙的组数、产状、间距、充填物、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。
⑶有害气体及放射性等特殊地质危害存在的情况；
⑷人为坑道及岩溶：描述位置、规模、形态特征及所属地层和构造部位，充填物成分、状态，以及与隧道的空间关系。
⑸特殊地层：煤层、含膏盐层、膨胀岩和软土层等应单独描述其具体参
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数。
⑹地应力：包括高地应力显示性标志及其发生部位，如岩爆、软弱夹层挤出、探孔饼状岩芯等现象。
⑺塌方：应记录塌方部位、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的影响。
7.1.2.2水文地质素描
⑴地下水的分布、出露形态及围岩的透水性、水量、水压、水温、颜色、泥砂含量测定，以及地下水活动对围岩稳定的影响，必要时进行长期观测。地下水的出露形态分为：渗水、滴水、滴水成线、股水(涌水)、暗河。
⑵水质分析，判定地下水对结构材料的腐蚀性。
⑶出水点和地层岩性、地质构造、岩溶、暗河等的关系分析。
⑷必要时进行地表相关气象、水文观测，判断洞内涌水与地表径流、降雨的关系。
⑸必要时应建立涌突水点地质档案。 7.1.2.3围岩稳定性特征及支护情况
记录不同工程地质、水文地质条件下隧道围岩稳定性、支护方式以及初期支护后的变形情况。发生围岩失稳或变形较大的地段，详细分析、描述围岩失稳或变形发生的原因、过程、结果等。
7.1.2.4进行隧道施工围岩分级
根据《铁路隧道超前地质预报技术规程》（Q/CR 9217—2015）附录E进行隧道施工围岩分级，画地质素描图；隧道内重要和具代表性的地质现象应进行摄影和录像。
7.1.3地质作图分析
随隧道的掘进应连续进行跟踪编录，绘制隧道（洞）平面地质图，该图重点反映地层岩性、地质界线、断层、节理裂隙、岩脉、岩溶、地下水、结
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构面产状（走向、倾向、倾角）通过该图的连续编制，结合长、中距离超前地质预报及洞轴线剖面，校对地质情况的变化，以预报掌子面前方可能出现不良地质体的位置及规模。
7.1.4地质调查法技术要求
⑴开挖工作面地质素描，主要描述工作面立面围岩状况，应使用统一格式，并统一编号，其格式和内容可参照《铁路隧道超前地质预报技术规程》（Q/CR 9217—2015）技术规程附录E或附表10“施工阶段围岩级别判定卡”。
⑵洞身地质素描是对隧道拱顶、左右边墙进行的地质素描，应直观反应隧道周边地层岩性及不良地质体的发育规模、在空间上对隧道的影响程度等，并应通过隧道地质展视图形式表示，其格式和内容可参考附表11。
⑶地质素描应随隧道开挖及时进行，对地层岩性变化点、构造发育部位、岩溶发育带等复杂、重点地段应每开挖循环进行一次素描，其他一般地段不应超过10m进行一次素描。
⑷隧道地表补充地质调查应在实施洞内超前预报前进行，并在洞内超前地质预报实施过程中根据需要随时补充，现场应做好记录，并于当天及时整理。
⑸地质素描图应采用现场绘制草图，室内及时整理的方式，记录必须在现场更佳实际情况记录，不得回忆编制或室内制作，地质素描原始记录、图、表应当天整理。
⑹隧道地表补充地质调查和洞内地质素描资料应及时反映在隧道工程地质平面图和纵断面图上，并应分段完善、总结。
⑺标本应按要求采集，并及时整理。
7.1.5洞内观测
每次爆破开挖后（一般应每天观察1次），利用地质素描、照相或摄像技术将观测到的有关情况和现象进行详细记录，观测中，如发现异常现象，
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要详细记录发现的时间、具体的里程位置。
⑴ 洞内外观察目的如下： ① 预测开挖面前方的地质条件； ② 为判断围岩、隧道的稳定性提供依据；
③ 根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构的可靠程度； ④ 掌握地表变形变位及开裂等情况。
7.1.6 资料整理和成果报告
现场地质编录：现场地质编录是针对新开挖掌子面及洞壁揭露的主要地质现象进行简要的素描与编录，包括地层岩性、断层、较大节理面、破碎带、地下水流量及位置、规模与产状等，以及掘进过程中遇到的主要地质现象与状况。
地质资料整理:记录掌子面及洞壁的主要地质现象，并作必要的文字说明。对前期辅助TSP、表面雷达等物探手段进行综合分析与解释，比对、验证前次预报成果，建立预报图像--地质构造对应关系图。
报告提交：资料整理分析完成后，与近期物探报告一起提交；若单独提交，则每月提交一次。并同时提交与文字内容一致的电子文档。 7.2 弹性波反射法（TSP）
地震波反射法（TSP）属于弹性波反射法的一种，适用于划分地层界限，查找地质构造，探测不良地质体厚度和范围。
7.2.1探测目的
TSP地质超前预报系统用于隧道前方100～150m范围内及周围临近区域地质状况，预测掌子面前方围岩的类别；主要是对地质结构面、地质构造及地下水的预报，包括地层岩性界面、构造破碎带、富水带、岩溶发育带等不良地质体，确定其位置、规模及大致产状，推测其性质。
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7.2.2探测原理
TSP超前地质预报系统是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道前方及周围临近区域地质状况的。它是在掌子面后方侧墙上一定范围内布置一排爆破孔，依次进行微弱爆破，产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播，当岩体强度(波阻抗)发生变化时，如遇到断层、地下水或岩层变化时，信号的一部分被反射回来。界面两侧岩体的波阻抗差别越大，反射回来的信号也就越强。返回的信号被经过特殊设计的接收器接收转化为电信号。根据信号返回的时间和方向，通过专用数据软件处理就可以得到反射界面的位置及方位（图5-1）。
图7-1 TSP200超前地质预报原理图
7.2.3 仪器设备
TSP超前地质预报采用瑞士Amberg公司最新设备隧道地质超前预报系统TSP203。
7.2.4 观测系统布置
本隧道在软弱破碎地层区，每次预报距离采用100m～120m，前后两次搭接长度10m以上；在岩体完整的硬质岩地层，每次预报距离采用120～150m，前后两次搭接长度不小于10m。
在隧道边墙上布置爆破孔和接收器孔：在内轨顶面上1m高的一侧边墙同
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一水平线上，按间距1.5m、孔深1.5～2.0m、孔径35～38mm，下倾15～20°的参数钻24个炮孔，最后一个炮孔距掌子面0.5 m左右。在距第一个炮孔15～20m处，按孔深2.0m、孔径42～45mm，上倾5～10°的标准在边墙两侧对称钻两个接收孔。将传感器套管借助风钻安置在接收孔中。炮点、测量点布置见图7-2。预报作业安排在交接班期间完成，每次预报时间不超过2小时。
7.2.5 现场测试
TSP地质超前预报设备使用TSP203系统，在每次做TSP前根据现场确定TSP钻孔布置，钻孔工作由施工开挖班组负责，根据风钻施工方案组织实施，确保钻孔质量与安全。
钻孔：在洞室左、右壁各布置1个接收孔，在左或右壁布置21～24个爆破孔，采用风钻钻孔。
图7-2：炮点、测量点布置图
接收孔：距掌子面40～50m，距第一个爆破孔15～20m，接收孔直径为φ42～45mm，孔深为2m，向孔口方向倾斜约5～10°，孔口距洞底面约1.2m。
爆破孔：第一个爆破孔距接收孔15～20m，其余爆破孔间距为1.5m呈直线分布，孔直径为φ35～38mm，孔深为1.5～2.0m，垂直于隧道轴向，向内倾斜约15～20°，孔口距内轨顶面1.0m。当接收孔和爆破孔钻孔完成后，立即插入孔径略小、长度稍长的PVC管，以保护钻孔防止堵孔，在埋设接收器或炸药时，再将PVC管取出。
接收器埋设：在现场测试至少12小时前，将特制的接收器套管插入孔内，并采用不收缩水泥或锚固剂进行孔内灌注使其与周围岩体粘合在一起，保持接收器套管与周围岩体良好耦合。在现场测试时，将接收传感器安装在
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特制套管内，连接电缆至TSP主机。
炸药埋设：将瞬发电雷管与炸药连接牢固，塞入爆破孔孔底，然后灌水封闭炮眼。电雷管的两根引线接出孔外与起爆线相连。每个炮眼根据围岩软硬、完整程度及距接收传感器位置的远近装入不同份量的一级岩石乳化炸药(30～50g)。接收孔与爆破孔位布置见图5-5。
试验数据的采集：在放炮采集信号时，应停止周围300m范围内一切施工干扰，自第一炮眼(近接收传感器)激发地震波，记录仪将同时启动并记录地震波信号，分别记录左、右壁传感器的3个分量信号。自动存盘记录后，依次在其它炮眼激发地震波，直到最后一炮记录结束，完成野外试验数据的采集。有效激发孔数不少于20孔。
现场爆破作业必须严格遵照爆破作业有关规程，应由拥有爆破作业资格的专业炮工负责药包包扎与引爆作业，现场配备必要的爆破安全员以确保爆破安全。
7.2.6 资料整理及TSP 预报成果
在原始波形图上识别反射波波形、能量强度及相位，剔除无效波形通道，通过TSPwin软件处理得到P波和S波的波场分布规律。
通过分析反射波速度进行时深转换，由隧道轴的交角及掌子面的距离来确定反射层所对应界面的空间位置和规模。
根据TSP预报结果，结合前期TSP预报成果及工程地质资料进行综合分析，判断掌子面前方的地质状况，推测不良地质体性状及位置，分析地下水赋存情况和围岩完整程度，预测掌子面前方围岩类别。
每预报一次提交一期预报成果报告，报告内容主要包括：掌子面地质素描、观测系统、岩石物理力学参数、TSP地震波形图（图7-3）、反射层展示图（图7-4）、TSP深度偏移剖面图（图7-5）、地质解释成果图以及预报结论与施工建议等。
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在现场测试完成后48小时内，提交当期TSP预报成果报告，并同时提交与文字内容一致的电子文档。
图7-3 TSP地震波形图
图7-4 TSP反射层分析图
图7-5 TSP深度偏移2D图
7.3地质雷达探测法
地质雷达探测主要用于岩溶探测，亦可用于断层破碎带、软弱夹层等不均匀体的探测。表面雷达的效果主要取决于不同介质的电性差异，即介电常
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数，若介质之间的介电常数差异大，则探测效果就好。
7.3.1探测目的
在施工掌子面及侧壁进行表面雷达探测，探测掌子面前方及侧壁10～30m深度范围内的地层岩性界面、较大节理与构造、富水带、溶蚀通道及地下水等，判断不良地质体的位置及规模，推测地下水的大致富水程度。
7.3.2探测原理
表面雷达是利用高频电磁脉冲波的反射来探测介质层位或目的体，它通过发射天线向需要探测的目的介质发射高频宽带短脉冲电磁波，此电磁波经过不同介质层位或目的体反射后返回，为接收天线所接收。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的变化而变化。因此，根据接收到波的旅行时间、幅度与波形等资料，可探测介质的结构、构造及目标体的埋藏深度等。
表面雷达接收到的信号通过模数转换处理后送到计算机，经过滤波、增益恢复等一系列数据处理后形成雷达探测图像。探地雷达图像是资料解释的基础图件，只要地下介质中存在电性差异，就可在雷达图像剖面中反映出来，通过同相轴追踪可以测定各介质反射层的反射波旅行时T。根据地下介质的电磁波速V和反射波旅行时T，由以下公式可计算目的层的深度h：
h1V2T2x22
式中h为目的层的深度，x为发射天线和接收天线的间距，V值为介质中的电磁波速度。探地雷达的工作原理见图7-6。
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图7-6 探地雷达工作原理图
7.3.3仪器设备
表面雷达预报仪器使用美国进口的GSSI表面雷达(SIR-3000型)，选用100MHz雷达天线。
7.3.4测线布置
在完整基岩地段探测距离宜在30m以内，每掘进25m探测一次，一次范围30m，连续预报时前后两次搭接长度应在5m以上；在断层破碎带和软弱层等不均匀地质体地段的有效探测长度应根据雷达波形判定。一般在开挖断面掌子面布置一条测线（II）即可，特殊情况可在左右侧壁、底板布置测线（I、III、IV）。
图7-7 表面雷达测线布置图
7.3.5 现场测试
仪器设备的信号增益控制具有指数增益功能，模数转换大于16bit，具有8次以上信号叠加功能，连续测量时，扫描速率大于每秒128次。
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通过试验选择合适的仪器参数，采样率宜选用天线中心频率的6倍～10倍。
支撑天线的器材应选用绝缘材料，天线操作人员不应佩带金属物件。 测试过程中，天线应紧贴岩壁，水平测线高度基本一致，垂直测线应保持铅直。
现场采用连测时，应匀速缓慢移动天线，保证点距不大于20cm；采用点测时，点距为20cm，采样时保持天线静止。
现场测试时，应移走或尽量避开测线附近的机械设备与金属物体、导线等。
每次现场测试同时必须对隧道掌子面及侧壁进行简要地质素描，了解隧道掘进情况，以有助于雷达图像的地质解释与前期雷达成果报告的比对分析与复核。
7.3.6 资料整理与成果分析
由于高频雷达信号衰减且容易受到干扰，现场采集的雷达数据使用与仪器配套的专用雷达处理软件RADAN6.6，经频谱分析、滤波、增益恢复等一系列处理，提高雷达信号的信噪比，突出目标地质体信息，形成高质量的雷达图像，如图7-8。
图7-8 隧道雷达预报图像
根据雷达图像、同相轴及波形、能量、相位等特征，识别目标地质体，
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并选取合适的岩体介电常数，计算目标地质体的位置、规模及大致产状。地质雷达可探测隐伏构造破碎带及地下水富集区等的不良地质体，但雷达图象与实际的地质体产状、规模、范围并非对等关系，必须经过必要的分析与处理，还原地质体的实际状态。
结合地质资料、TSP探测成果及前期表面雷达追踪结果，判断目标地质体的性质及地下水赋存情况。根据隧道掘进揭露的地质情况，与前期预报成果报告进行对比分析，评价预报质量。
每预报一次提交一期预报成果报告，报告内容主要包括：掌子面地质素描图、测线布置图、雷达成果图、地质推断解释图、预报结论等。
现场测试完成后提交当期表面雷达预报成果报告，并同时提交与文字内容一致的电子文档。 7.4瞬变电磁法
瞬变电磁法探水当物探发现前方有富水构造、可溶岩与非可溶岩接触带、岩溶强烈发育地带时，进一步强化补充。根据电磁场的变化值来确定掌子面前方或洞壁四周是否有隐伏的含水体。
通过探测介质电阻率，对地下良导电介质具有较强的响应能力，适用于断层及裂隙带富水性评价，陷落柱探测。富水构造、可溶岩与非可溶岩接触带、岩溶强烈发育地带探测，进一步强化补充和验证
7.4.1探测目的
超前防水预测预报：了解掘进前方80m～100m范围内，是否存在隐伏水体、是否存在含水断层和溶洞、是否存在含水破碎带。
向隧道上方探测、下方探测是确保掘进工程安全不可缺少的一环，其根本原因在于上方或下方都存在承压隐伏水或含水构造，一旦在卸压时水涌入隧道，将造成重大灾害。
向隧道两壁外侧探测：其目的是了解支承顶板的两个侧壁外缘是否存在
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空洞，是否存在威胁隧道安全的含水构造。其作用有两个：一是确保当前施工安全，二是确保使用期间不出问题。
防滞后突水探测：掘进隧道时，虽然当时后方不突水，但不等于以后不突水，因为当掘进破坏地层结构后，隧道外围的承压水，将会突破薄弱地段压入卸压区。
7.4.2探测原理
瞬变电磁法也称时间域电磁法（Time domain electromagnetic methods），简称TEM，它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。简单地说，瞬变电磁法的基本原理就是电磁感应定律。衰减过程一般分为早、中和晚期。早期的电磁场相当于频率域中的高频成分，衰减快，趋肤深度小；而晚期成分则相当于频率域中的低频成分，衰减慢，趋肤深度大。通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律，可得到不同深度的地电特征。
利用人工在发射线圈加以脉冲电流，产生一个瞬变的电磁场，该磁场垂直发射线圈向两个方向传播，通常是在地面布设发射线圈，依据半空间的传播原理，把地面以上的忽略。当磁场沿地表向深部传播，当遇到不同介质时，产生涡流场或着遵照量子力学原理使活泼的碱金属产生能级跃迁或使含有大量氢原子的液体的氢原子核沿磁场方向产生定向排列。
当外加的瞬变磁场撤销后，这些涡流场的释放或者活泼的碱金属要恢复原有的能级，释放跃迁产生能量。以及含有大量氢原子的液体的氢原子核恢复原有的排列时，均以磁场的形式释放能量所获的能量。利用接收线圈测量接收到的感应电动势v2。该电动势包含了地下介质电性特征，通过种种解释手段（一维反演，视电阻率等）得出地下岩层的结构。由于采用线圈接收V2，故对空间的电磁场或其它人文电磁场敏感，也就是通常所说的干扰。为了减少此类干扰，采用尽量的发射大的电流，以获取最大的激励磁场，增加信噪
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比，压制干扰。
7.4.3 仪器设备
瞬变电磁预报仪器使用EX-47型。
7.4.4 瞬变电磁测线布置
瞬变电磁探测在隧道壁上定点探测，中心回线装置（如图5-9）是使用小型多匝接受线圈放置在边长为L的发送回线中心测量的装置。测量时，线圈对准掌子面方向即可开始测量。
探测数据输入计算机后，由专用软件绘成顶板探测图像、两壁探测曲线图像。
图7-9 瞬变电磁测量天线布置示意图
7.4.6 资料整理与成果分析
隧道瞬变电磁探测技术，可实现全空间全方位扫描和探测，根据探测仪器所显示的数据绘制探测曲线，然后对探测曲线进行分析和解释，最终给出探测结论。用瞬变电磁在隧道中进行全空间全方位定点探测，分别在拱顶、左右边墙逐点施测，绘出3条场强值探测曲线，找出异常点所在的部位。
结合地质资料、TSP探测成果，判断目标地质体的性质及地下水赋存情况。根据隧道掘进揭露的地质情况，与前期预报成果报告进行对比分析，评价预报质量。
每预报一次提交一期预报成果报告，报告内容主要包括：掌子面地质素描图、测点布置图、地质推断解释图、预报结论等。
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现场测试完成后提交当期瞬变电磁法预报成果报告，并同时提交与文字内容一致的电子文档。 7.5超前地质钻孔
7.5.1 钻探类型及布置
（一）钻探类型
采用冲击钻和回转取芯钻，验证中近距离物探超前探测存在异常的地段，钻孔直径采用Φ89，活动断裂带超前探测长度80～100m，搭接长度不小于10m，其余地段超前探测长度不小于30m，前后两次搭接长度不小于5m，钻孔是否取芯根据不同地质条件和探测目的确定。
根据不同地质条件及相应要求，采取不同的钻探措施，现将超前钻探法分为7类，见表7-1。
表7-1 超前地质钻孔分类
序号 适应条件 钻探类型 主要手段 备注 超前钻探长度在高风险隧道控制在本段长度的10%以内，除高风险隧道以外的一般隧道控制在本段长度的5%以内 当有平导坑时，先行隧道采用ZT2-1，后行隧道采用ZT1 1 非可溶岩一般地段 ZT1 根据地质调查法、物探预报结果，需要采用超前钻探验证地质异常时实施超前钻孔（1孔）进行 根据地质及物探预报结果，先施做超前钻孔1孔，若需要进一步确定其产状，再施做超前钻孔1孔 2 非可溶岩断层、褶皱带及溶水地段、侵入岩蚀变带 ZT2-1 3 可溶岩地段、地表物探V类异常地段、可溶岩与非可溶岩接触带 ZT2-2 贯通施作超前钻孔1孔，若遇富水岩溶地段，则按ZT5执行 每个段落选取2处（一处为先揭示段，一处为中间段），其中一处施作超前钻孔1孔，另一处施作超前取芯钻孔1孔 根据地质及物探预报结果，先施做超当有平导坑时，先行及后行隧道均采用ZT2-2 4 软质岩大变形、硬质岩岩爆段 ZT3 5 活动断裂带 ZT4 前取芯钻孔1孔，必要时做年代、薄片鉴定，若需进一步确定其产状，再施做超前钻孔1孔 超前钻孔孔深80～100米，先行隧道采用ZT4，后行隧道采用ZT1 中铁二局工程有限公司郑万铁路土建1标项目经理部 32
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可溶岩高压富水地段（可溶岩与非可溶岩接触带、可溶岩中的断层破碎带、大型溶洞、岩溶洼地、岩溶管道等岩溶强烈发育段以及物探法显示极破碎岩体并富水的岩溶地段） 超前钻孔（4孔），钻孔均需设置关ZT5 水闸门，1孔设置测压装置，其中3孔作为定位孔，断层破碎带时1孔取芯 6 如超前钻孔仍无法探明实际岩溶发育情况，则需相应增加超前钻孔孔数，增加的孔数以满足安全施工和溶洞处理所需要资料为原则 在距离煤层15～20米处设置1个超前钻孔，初步探测煤层位置，在距初7 高瓦斯或瓦斯突出煤系地层 ZT6 探煤层10m处钻3个超前钻孔（3孔均需取芯）。当进行相关参数测试及揭煤时，应聘请煤矿有资质的专业化队伍进行 具体测试项目按铁路现行瓦斯隧道相关规程、规范办理 1、当适应条件有重合段落时应采用组合的重合手段，处ZT3、ZT6以外，其他钻探法及孔位布置及相关技术要求“超前地质钻孔孔位布置示意图”及其说明， 备注 2、对隧道穿越的可溶地层及煤层段，在隧道开挖后，应对洞周隐伏岩溶及或踩空区进行探测，并根据探测结果采取合理可行的处理措施， 3、关于高瓦斯或瓦斯突出煤系地层，勘测期间未发现高瓦斯段落，若施工发现采取表中措施。 4、超前取芯钻孔一般只在特殊地层、特殊目的地段、需要精确判定的情况下使用，比如煤层取芯及试验、溶洞及断层破碎带物质成份的鉴定、岩土强度试验取芯。 （二）钻探法孔位布置 钻探法钻孔布置见图7-10
图7-10 超前地质钻孔孔位布置示意图
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孔位布置说明：
原则上正洞及辅助坑道的超前钻探法孔位布置可参照图5-12执行，当掌子面局部出现夹泥、裂隙增多、含水量增大等特殊情况时，宜集合现场情况适当调整孔位位置。
超前地质钻孔孔位的布置一般应遵循以下原则：
1）一般地段外插角宜控制在1°～3°；软弱破碎岩层外插角可适当加大，富水岩溶发育区超前地质钻孔应终孔于隧道开挖轮廓线以外5～8m，外插角宜控制在10°～15°.
2）当设计图明确孔位的地段按设计图布置孔位，当没有明确时，可根据现场情况灵活布孔，孔位、孔数、孔深、孔径以满足安全施工、整治处理和预报所需资料为原则。
3）当钻孔遇到岩溶时，钻孔应穿透岩溶顶底板深度，并进入后方完整基岩不小于5m；当钻孔遇到煤层时，钻孔应穿透煤层至后方完整基岩不小于0.5m。
（三）钻孔实施
钻孔工作由各隧道开挖施工班组负责，根据钻孔施工方案组织实施，确保钻孔质量与安全。
7.5.2 超前水平钻探预报工艺流程
工艺流程见图7-11
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地质分析选择预报点物探预报孔口管钻进记录分析无压、量小有压、量大涌水停钻退钻原位封堵检查孔
图7-11 超前水平钻探预报工艺流程图
7.5.3 超前水平钻探预报作业要点
（一）孔口处理
当确认前方可能有水时，在开钻前需要安装孔口管。安装孔口管主要有两个重要作用：一是当出现涌水时可以在安全退钻后对水进行可控排放；另一方面可以利用孔口管进行原孔注浆。一般富水洞段孔口管采用钻孔注浆预埋方式；对可能揭露高压水的洞段还需利用锚杆固定孔口管，确保稳固，孔口管的埋设方位要根据设计的孔向进行。孔口管安装后要安装压力表，同时留出减压阀。
（二）施工准备及钻机固定
孔口管安装好后，可以进行钻孔前准备。钻孔前主要准备好照明、动力、钻机平台及钻机安装等。钻机安装牢固，要根据预计出水压力与钻头大小计算出水压力给钻机的推力，然后根据最大推力的2～3倍系数进行钻机的加固，确保高压水揭露后不会推翻钻机。参与钻进、记录的相关人员、物探工程师、地质工程师到场，各种记录表格准备齐全，测量仪器（如秒表、容器等）准备齐全。准备工作就绪后，可以开始钻进。
（三）现场跟踪及地质判断
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（1）钻进速度控制与记录:在孔口管内开口时，放慢钻进速度，严格按照设计的角度从孔中心钻进，避免钻进过快孔位偏离损伤孔口管。待钻过孔口管，钻头不会冲击孔口管后，适当加快钻进速度，保持中速钻进。钻进过程中，每10min记录一次钻进速度，要即时记录钻进过程中突发的过快过慢。
（2）钻进压力控制与记录:钻进速度和钻进压力成正比关系，钻进压力保持稳定来控制钻进速度。同时，比较稳定的压力也是进行地质判断的基准。随时注意钻进压力的变化，一般情况下每10min记录一次钻进压力，对突发的压力增大或突然的卸压情况必须即时记录，并记录好相应的钻杆数量并以此推算发生压力突变的孔深位置。
（3）孔内流出物判断:孔内流出物主要是循环水和水携带的其他物质，比如石屑、石粉、揭露出的水等。根据不同岩石粉化后的性状和颜色，大致可以判断出钻进位置岩石的岩性，同时可以通过孔内返水和循环进水水量之间的关系判断孔内是否有水揭露出来，当有压力水射出时就很明显表示揭露出了高压水。
（4）水量估算与测量:当水被揭露出来后，需对出水量进行测量。测量可以通过容积法方式测量，当容积法测量有困难时，可以采用目测估计的方式进行，但估算人需要有一定的经验，否则误差较大影响判断精度。
（5）适时停钻、退钻:一旦发现孔内出水，应该立即停止钻进，观察判断出水情况。
对水量的判断：停钻后，通过各种方法对出水水量进行判断，当水量不大于30l/s并没有增大的迹象时，不必退钻。
对水压的判断：通过射水距离、手触等方式对水压力进行估计。一般情况下，如果触手可摸或水平孔出水口和水落地点连线角度小于45°时，则压力不会大于0.8～1MPa。当水量小于30l/s，压力小于1MPa，且通过观察发现水量没有增大迹象时，可以谨慎钻进。但重新起钻后，只要发现压力和水量
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任何一项增大，马上停止钻进，并小心退钻，预示前方可能储有较大的地下水。
（6）取芯：需要取芯的探孔采用取芯钻头，取出的岩芯要做好标识，现场及时分析，后妥善保管，用作地质分析的凭据。
7.5.4质量控制要点
（一）钻进参数观测与纪录质量控制要点
钻进过程中，主要对钻进速度、压力、出水大小、颜色、携带物的性状等进行观测和记录。记录要如实反映现场情况，通过填表记录、素描、测量、室内分析和数码摄像等手段对上述各种参数进行记录，并找出变化情况，为综合分析提供参考。
（二）孔内流出物判断质量控制要点
孔内流出物除部分钻机循环水外，所有物质都是钻进过程中产生的携带物，包括携带的石屑、石粉、水等。在判断流出物时，注意控制以下几点：
随时注意颜色变化，当在单一围岩中钻进出现其他颜色的出水时，可能遇到岩性变化、溶蚀管道等情况。这时须对水颜色变化进行分析。
注意携带物的组成成分收集和分析。利用储水容器收集一定量的出水，首先通过沉淀分析沉淀物的成分，看是否是岩性变化或者遇到溶蚀管道等。
对流出物的气味判断。在单一围岩中钻进，流出物的气味是单一的，如果出现异常的气味，可以断定前方揭露出了不同性状的物质，可能是不同的岩石、钙化质、封闭溶蚀管道填充物等。
（三）异常情况下的停钻和退钻质量控制要点
异常出水情况发生后，首先对水量和水压进行判断。当水量大于30l/s，压力大于1MPa，且通过观察发现有增大迹象时，需停钻并准备退钻。停钻时，首先用钻卡把钻杆卡在钻机上，利用机械力量保证钻杆的稳固。退钻过程带压缓慢退钻，不得完全自由退钻。退钻前，需打开孔口管的卸压阀，一方面
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减小孔口正面流出水量，另一方面增加出水断面，减小水压力，为退钻操作提供安全的保障。当水压过大，人工处理比较危险时，必须配备挖掘机等辅助设备协助退钻。
7.5.5 资料整理和成果报告
结合现场钻进速度、钻进压力、孔内流出物、取芯等情况做详细记录和分析。
结合地质资料、TSP探测成果及前期表面雷达追踪结果，判断目标地质体的性质及地下水赋存情况。根据巷洞掘进揭露的地质情况，与前期预报成果报告进行对比分析，评价预报质量。
每预报一次提交一期预报成果报告，报告内容主要包括：掌子面地质素描图、钻孔孔位布置图、地质推断解释图、预报结论等。
现场钻探完成后提交当期钻探预报成果报告，并同时提交与文字内容一致的电子文档。 7.6加深炮孔
加深炮孔：即加深炮孔超前探测，利用在隧道开挖工作面上钻小孔径浅孔获取地质信息的一种方法。在每一循环钻设炮孔时布设3～8个加深炮孔，较循环进尺加深3m以上作为探测孔。
根据不同的地质适用条件，隧道开挖工法，断面大小，所采用的加深炮孔孔数要求及孔位布置如表7-2所示，炮孔布置形式见示意图7-12。
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表7-2 加深炮孔孔数要求表
说明：
１）大跨段加深炮孔数量应根据现场情况酌情增加。
２）预留核心土法施工时，可根据现场情况酌情减少加深炮孔数量，但周边加深炮孔的布置应均匀分布。 3）辅助坑道开挖工法一般按全断面开挖考虑。
4）现场施作时当掌子面局部出现夹泥、裂隙增多、含水量增大等特殊情况时，孔数、孔位的布置可结合现场掌子面揭示的地质情况做动态调整。
图7-12 加深炮孔布置示意图
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加深炮孔探测应符合下列要求：
（1）孔径宜与爆破孔相同，孔深应较爆破孔（或循环进尺）深3m以上。 （2）孔数、孔位应根据开挖断面大小和地质复杂程度确定。
（3）在富水岩溶发育区每循环必须按设计认真实施，发现异常情况应及时反馈信息，严禁盲目装药放炮。
（4）钻到溶洞和岩溶水时，应视情况采用地质超前钻探和其他探测手段，查明情况，确保施工安全，为变更设计提供依据；
（5）加深炮孔探测严禁在爆破残眼中实施。 （6）揭示异常情况的钻孔资料应作为技术资料保存。 7.7不良地质体详查
在中长距离探测中发现重大不良地质体或掘进过程中揭露重大不良地质体，则采用适合的预报手段对不良地质体进行详查，并提供准确、全面的详查报告，以指导不良地质体处理的设计与施工。 7.8针对岩溶带的超前地质预报方案
朱家岩隧道D1K684+013～D1K684+581段洞身穿越三叠系巴东组三段（T2b3）泥质灰岩夹灰岩。页岩地层，地质调查局部见溶蚀迹象，未见洼地，暗河等大型岩溶现象，总体地表岩溶弱发育。
（1）采用地震反射波法宏观预报；地质雷达法等短距离预报，以补充验证长距离物探异常。
（2）超前地质钻探1孔贯通施钻，以探大型溶洞和水为主，加深炮孔为辅，探测近距离规模较小的溶洞和水为主。
针对该段具体超前地质预报方案及流程见下图7-13：
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图7-13岩溶段超前地质预报实施方案
8成果报告及提交
8.1预报报告分级
地质超前预报的主要目的是预报掌子面前方的地下水和重大不良地质体(如岩溶、断层破碎带等)，当地下水或重大不良地质体等地质灾害越临近掌子面，则所面临的风险也越大，所需要采取的应急措施也不同。为准确、尽快传递重大地质灾害临近时的预报信息，各类预报报告应建立预报、警报、紧急警报三级预报方式。预报报告分级标准见表8-1。
表8-1超前地质预报报告分级标准
序号 预报报告等级 预报情况 临近距离 风险程度与处理措施 中铁二局工程有限公司郑万铁路土建1标项目经理部 41
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1 2 3 预报 警报 紧急警报 无重大不良地质体，或有少量地下水但不会严重影响施工 可能存在重大不良地质体，或出水量可能大于500L/s，但有待进一步确认 存在重大不良地质体，或地下水流量大于500L/s将严重影响施工 25m以上 15~25m 5~15m 正常施工，注意安全 可能存在突水风险，慢速掘进，加密预报，超前水平钻探预报 存在突水风险，停止掘进，多种方法综合预报 8.2报告类别 预报成果分为预报报告、阶段性汇总报告和竣工验收报告，预报报告为掌子面地质素描、每期TSP、表面雷达或超前水平钻探成果报告，阶段性汇总报告是分阶段报告或单项工程汇总报告，竣工验收报告是本合同全部预报工作完成后的最终成果报告。 8.3报告内容
预报报告应做到项目齐全，数据可靠，方法合理，图表完整。 阶段性汇总报告能反映阶段预报成果或单项工程预报成果，做到内容全面，条理清楚，文字简洁，论据充分，结论明确。
竣工验收报告能反映本合同预报的全部成果，做到内容全面，条理清楚，文字简洁，论据充分，结论明确。
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8.4报告提交
8.4.1报告提交流程
预报快报编写预报快报校核预报快报审查主送总承包商警报、紧急警报电话通知发包人及相关单位根据总承包商要求抄送其他单位现场测试开挖比对验证报告符合性评价否阶段完成是提交阶段成果报告否是全部完成提交竣工报告 图8-1 成果报告提交流程图
8.4.2报告提交方式与进度
（1）预报报告提交方式与进度
①TSP、表面雷达、钻孔电视法、水平钻探每预报一次提交一期预报报告，并同时提交与文字内容一致的电子文档。
②TSP预报：在现场测试完成后48小时内提交。
③表面雷达：详查时采用，应在6小内提交预报成果，并同步电话通知总承包人及相关部门。
④瞬变电磁：详查时采用，应在36小内提交预报成果；属于警报应在6小时内提交预报成果；属于紧急警报应在4小内提交预报成果，后两种情况应同步电话通知总承包人及相关部门。
⑤水平钻探：详查时采用，应在36小内提交预报成果；属于警报应在12小时内提交预报成果；属于紧急警报应在6小内提交预报成果，后两种情况应同步电话通知总承包人及相关部门。
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（2）阶段性汇总报告提交方式与进度
每年度1月20日前，或超前地质预报完成后20天内，提交阶段汇总报告，并同时提交与文字内容一致的电子文档。
（3）竣工验收报告提交方式与进度
本合同项目全部预报工作完成后30天内，提交竣工验收报告，并同时提交与竣工验收报告相一致的电子文档。
（4）不良地质体详查报告提交方式与进度
在现场测试、钻探结束后3天内，提交不良地质体详查成果报告；在合同项目全部工作完成后30天内，提交本合同项目重大不良地质体详查最终汇总报告一式4份。 8.5预报验收与评价
为客观评价预报成果质量，由相关单位根据隧道掘进施工揭露的地质情况对每期预报成果报告进行验证分析与评价。根据招标文件规定，地质超前预报报告符合性评价标准见表8-3。
表8-3超前地质预报报告符合性评价标准 序号 预报报告符合性 评价标准 较大、连续结构面预报符合，能够准确预报持续稳定流量的地下涌水和重大不良地质体 较大、连续结构面预报不准确，不能预报持续稳定流量的地下涌水或重大不良地质体 备注 1 符合 2 不符合 9安全、质量保证措施
9.1质量管理保证措施
为保证超前地质预报资料的真实可靠及连续性，应遵循以下各项质量保证措施：
⑴ 超前地质预报与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录。
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⑵ 建立长期、中期与短期预报体系，综合运用地（质分析）—物（探）—钻（探）等方法，依据设计具体采用：地质调查、地质雷达及超前钻孔进行综合预报。 制定切实可行的超前地质预报实施方案，并将其纳入工程的施工进度控制计划中。
⑶ 超前地质预报项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。配置经验丰富的地质工程师和物探工程师，加强对比分析总结，保证预报结果的准确性。
⑷ 超前地质预报仪器采用专人使用、专人保养、专人检校的管理。 ⑸ 超前地质预报设备、元器件等在使用前均应经过检校，合格后方可使用。
⑹ 超前地质预报项目在预报和检测过程中必须严格遵守相应的实施细则。
⑺ 超前地质预报数据均要经现场检查，室内两级复核后方可上报。 ⑻ 超前地质预报数据的存储、计算、管理均采用专用计算机系统进行。 ⑼ 超前地质预报项目从设备的管理、使用及资料的整理均设专人负责。 ⑽ 针对施工各关键问题开展相应小组活动，及时分析、反馈信息，指导施工。
9.1.1 人员控制
⑴ 主要检测人员应持证上岗，并在上岗前就本工程项目的特点、要求对所有人员进行必要的培训；熟悉仪器使用方法和性能，检测操作按规程、规范、作业指导书；
⑵ 所有报告编写、校核人员必须具有工程师及以上职称； ⑶ 所投入的人员应满足预报工作的需要；
⑷ 预报人员必须熟悉设备使用方法和性能，预报过程按规定的程序进行；
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⑸ 预报人员应对检测结果的准确性负责，预报完毕后应签字备查； ⑹ 预报数据应及时校核，如有异常应查找原因，及时采取补救措施。 ⑺控制要点如下：
①所有检测人员应持证上岗，并在上岗前就本工程项目的特点、要求进行必要的培训；
②所有报告编写、校核人员必须具有工程师及以上职称； ③所投入的人员应满足预报工作的需要；
④预报人员必须熟悉设备使用方法和性能，预报过程按规定的程序进行； ⑤预报人员应对检测结果的准确性负责，预报完毕后应签字备查； ⑥所有技术人员均为本单位在职职工。
9.1.2仪器设备管理措施
仪器设备的工作状态是否正常，直接关系到预报工作的质量。仪器设备的运输应小心轻放，对精密、贵重设备的运输应专车、专人负责，每台仪器管理职责应明确到人。严格执行仪器设备率定计划，对于频繁使用的仪器设备应做好运行检查工作。每天出工前或开始使用应检查仪器设备是否正常，确保设备在正常状态下才能使用。发现以外情况（如雨淋、进水、撞击等），应及时检查，必要时，应进行率定。当发现检测的设备未处于正常工作状态时，应立即评定预报成果的有效性，并采取纠正措施。主要控制要点有以下几个方面：
①严格设备管理、确保设备处于正常使用状态； ②发现仪器设备存在不正常现象，应及时进行处理； ③所有计量检测仪器必须处在检定有效期内； ④仪器设备应专人负责；
⑤应投入足够的仪器设备满足工程需要； ⑥所投入的仪器设备应具有先进性和完好性。
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9.1.3 环境控制
保证检测现场环境条件满足预报要求，对于干扰预报的各项因素，可能影响检测成果准确性的因素，通过协调、错时等措施，予以排除。
9.1.4预报成果保证措施
各预报组在测试完毕后，必需及时编制预报快报，将预报原始数据汇同快报一道交由技术组进行校核；技术组在接到快报和预报原始数据后，需及时对快报进行校核，将校核后的快报，若正确则交由项目总工审核，若有修改则返回测试组修改然后返回重复校核；若对原始数据有疑议，则返回预报组检查或派别一预报组人员复查。根据快报编制月报、季报、阶段性、竣工报告交给项目总工审核。项目总工审核快报、月报、季报及阶段性报告，成果正确后交由办公室盖章并分发给监理，竣工报告审核后发回本公司技术专家组批准。每一工序所有责任人均需签字以保留记录。 9.2安全保证措施
9.2.1 安全生产管理重点内容
根据管段地质条件、地形地貌，确定风险源及风险级别，纳入安全生产管理重点。
⑴ 洞内超前地质预报作业环境危险源。 ⑵ 火工品使用管理。
⑶ 机械设备的安全使用，交通车辆安全管理。 ⑷ 临时用电的安全管理等。
9.2.2 一般安全防护规定
⑴ 超前地质预报人员应认真学习、执行隧道施工安全规程。超前钻探人员还应认真学习、执行隧道施工安全规程。新参加人员（含临时工）上岗前，必须经过安全生产教育，具有安全生产的基本知识，并应在班长或技术熟练人员的指导下工作。
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⑵ 隧道超前地质预报实施过程中应积极识别各种安全危险源，保障人员和机械设备的安全。
⑶ 进入隧道工作必须穿戴合体的工作服（天然气、瓦斯隧道严禁穿着易于产生静电的服装）、防护靴、安全帽和防尘（防毒）口罩等防护用品。
⑷ 严禁上班前和工作中饮酒。
⑸ 地质预报工作必须在现场找顶作业结束（必要时初期支护）后进行，开始工作前应观察操作空间上方、周围有无安全隐患，特别是钻探开挖工作面附近是否还有危石存在，确保预报人员的安全。
⑹ 高处作业时作业台架必须安设牢固，台架周围应设置防护栏，凡患有高血压、心脏病等不适应高处作业者不得上架作业。
⑺ 当隧道岩体中含有瓦斯等易燃易爆物时，必须严格执行国家现行的《煤矿安全规程》、《铁路瓦斯坡道技术规范》等的有关规定。超前地质预报工作应采用防爆型的仪器、设备。当采用非防爆型时，在仪器设备及操作空间20m范围内瓦斯浓度必须小于1％。超前钻探必须采用水循环钻或湿式钻孔，严禁携带火源进洞。
⑻ 弹性波反射法超前地质预报现场采集数据使用的炸药和雷管必须由持有爆破证的专人领用，爆破作业必须由专业爆破工操作。非专业人员严禁从事爆破作业。
⑼ 钻机使用的高压风、高压水的各连接部件均应采用符合要求的高压配件，管路爆破高压风、水伤人；高压电路接线应由专业电工操作。
⑽ 钻孔时，钻机前方应安设挡板，严禁在钻孔的轴向后方站人，以防钻具和高压冲出的岩屑、泥沙等伤人。
⑾ 为便于控制超前钻孔揭露大量地下水时的水流及采取措施，孔口应安设孔口管和闸阀，切孔口管必须安设牢固，防止水压将孔口管冲出伤人。
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10 附表
附表1：隧道超前预报责任人表
××隧道超前预报责任人表（XX标）
序 号 1 2 3 4 5 6
项目 地质素描、水文观测 水平钻 加深炮孔 TSP 地质雷达 红外探水 XXX（施工单位） XXX（超前预报单位） XXX（监理XXX（设计单位） 单位） 制表： 单位负责人： 日期： 注：1.由参加超前地质预报的相关单位分别填写。
2.项目部、分部逐级、逐隧道填写。A类施工地质地段由项目经理包保，B类施工地质地段由分管施工生产的副经理、总工包保，其他地段由项目部部分
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负责人、分部经理包保。
附表2：标段超前地质预报仪器设备配备表
标段超前地质预报仪器设备配备表 序 号 项目 仪器设备名称 拟投入设备数量 备注 1 2 3 钻探设备 物探设备 其他设备 制表： 施工单位负责人： 监理单位负责人： 日期：
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附表3：隧道围岩变化情况统计分析表
XX标段XX隧道围岩变化情况统计分析表
序 号 里程位置 设计围岩级实际揭示围超前预报围别 岩级别 岩级别 变化率 中铁二局工程有限公司郑万铁路土建1标项目经理部 51
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附表4-1：隧道超前地质预报月报（封面格式）
隧道超前地质预报月报
XX铁路 XX 标段
(总第XX期)
编制：
复核：
总工程师：
报告日期： 年 月 日
正文包括以下内容：
1．隧道超前地质预报工作开展情况；
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2．重大地质异常情况分类统计； 3．地质预报工作小结。
4．下一步超前地质预报工作计划。
附表4-2：隧道超前地质预报进度月报
XX隧道超前地质预报进度月报 序号 1 项目 地质素描 超前钻探 加深炮孔 TSP 地质雷达 红外探水 单位 本月完成 累计完成 延米 备注 超前地质钻探 孔/米 2 孔/米 次/米 次/米 次/米 3 物探 4 其他预报方法 中铁二局工程有限公司郑万铁路土建1标项目经理部 53
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5 其他 制表： 复核： 施工单位总工： 监理单位负责人： 日期：
附表5：重大地质异常报告表
××标段隧道重大地质异常报告表 序 号 隧道名称 里程位置 异常描述 异常处置 情况 备注 中铁二局工程有限公司郑万铁路土建1标项目经理部 54
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制表： 复核： 总工程师：
注：异常描述中应描述探测时间、探测手段、异常发生的具体部位、异常的性质、规
模，产生的原因及处理措施。
附表6：加深炮孔现场记录表
××隧道加深炮孔记录表
施工单位： 掌子面里程： 序 号 钻孔 孔口 位置 标高 外插角 钻孔 长度 终孔 终孔 位置 标高 钻进特征及地质情况简述 中铁二局工程有限公司郑万铁路土建1标项目经理部 55
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钻孔布置示意图 司钻： 工班长： 现场监理工程师（或监理员）： 说明：
钻进特征及地质情况描述：钻进特征及地质情况描述：地层岩性、钻进速度及变化情况、岩粉或混合体颜色、遇水部位、水量、水压、是否充填及充填物成分等。
附表7：超前地质钻探记录表
××隧道超前地质钻探记录表
施工单位： 掌子面里程： 序 钻进特征及地起始时间 终止时间 钻孔深度 钻孔压力 号 钻孔编号 质情况描述 中铁二局工程有限公司郑万铁路土建1标项目经理部 56
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钻孔布置示意图 司钻： 记录员： 地质工程师： 现场监理工程师（或监理员）：
说明：
开钻（终孔）日期：xxx 年xxx 月xxx 日xxx 时xxx 分； 炮孔位置：DKxxx＋xxx 中心或左（右）xxx m；
钻进特征及地质情况描述：钻进特征及地质情况描述：地层岩性、钻进速度及变化情况、岩粉或混合体颜色、遇水部位、水量、是否充填及充填物成分等。
附表8：隧道超前地质钻孔柱状图
地质钻孔柱状图
工程名称钻孔编号钻孔综合柱状图
开孔时间： 终孔时间： 地 层 时 代 层 底 里 程 层 分 底 层 深 厚 度 度 （m） （m） 孔口里程： 采 样 位 置 孔口位置： 出 水 位 置 立角： 偏角： 出 水 量 (m 3/h) 孔 径 （mm） 备 注 柱状图 (比例） 工程 地 质 简 述 中铁二局工程有限公司郑万铁路土建1标项目经理部 57
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完成单位名称： 编写： 复核： 日期：
附表9-1：超前地质预报报告格式
超前地质预报XX隧道
XXXX超前探测报告（总）
第XX号
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年 月 日
正文：
1．施工单位开展预报的结论意见 2．专业预报单位的开展物探结论意见 3．专业预报单位的总体审查意见 4．施工建议
附表9-2：超前预报报告送审单
施工超前地质预报XX隧道 XXXX超前探测报告送审单
第XX号
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施工单位送审意见： （预报目的、里程、方法、主要结论、上一次预报的施工验证情况、施工中的注意事项及建议） 总工程师： 项目经理： 盖章日期： 监理单位审核意见： （施工单位对施工地质细则的执行情况、外业数据采集的真实情况等） 主要负责人： 盖章日期： 设计单位审核意见： 主要负责人： 盖章日期： 附表10：掌子面地质素描记录表 XXX线XXX 隧道 掌子面地质素描记录表
工程名称： 编项目名称 号
施工里程：
状 态 描 述
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1 掌子面 尺 寸 掌子面 状 态 毛开挖 面状态 岩石强度 (MPa) 开挖 宽度 (m) 稳定 开挖 高度 (m) 开挖 面积 (m2) 开挖 方式 其它 2 正面掉块 随时间松 弛、掉块 15～30 弱风化 3～5 部分张开 渗水 正面挤出 自稳困难、要 及时支护 5～15 强风化 1～3 开口 整体湿润 正面不能自稳 其它： 3 4 自稳 30～60 微风化 ＞5 密集 无水 要超前支护 ＜5 全风化 ＜1 夹有粘土 其它： 其它： 其它： 其它： 其它： 5 风化程度 6 裂隙宽度 (mm ) 7 裂隙形态 8 涌水状态 9 围岩级 别划分 涌出或喷出 特别大 附图 制表： 复核： 现场监理工程师：
附表11：隧道地质展视图
隧道地质展视图
X X X 线 X X X 隧道地质展视图
隧道方位： 比例： 作图日期：
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左 边 墙 展 示 图 拱 部 右 边 墙 里 程 设计工程地质 水文地质条件 设计围岩分级 施工围岩分级 施工揭示 地层岩性特征 施工揭示 构造特征 施工揭示 水文地质特征 施工围岩稳定性 及初期支护 绘制 ： 复核： 现场监理工程师：
附表12：超前地质预报报告格式
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郑万铁路XX标段隧道超前地质预报
XX隧道超前探测报告
第xx 号
探测里程： 仪器操作者： 报告编制者： 技术负责人：
地质预报单位（章）：
年 月 日
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