巖溶隧道超前地質預報作業(yè)指導書.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除超前地質預報作業(yè)指導書1.適用范圍1.1編制目的為了使隧道超前地質預報作業(yè)能夠順利有序的進行，確保隧道超前地質預報作業(yè)質量符合設計及客貨共線鐵路施工技術標準的要求，特編制此作業(yè)指導書，以規(guī)范隧道超前地質預報作業(yè)人員行為，指導工程施工的順利進行。1.2適用范圍適用于中鐵某局某鐵路五標項目隧道超前地質預報作業(yè)。2.作業(yè)準備施工前應充分掌握隧道設計圖紙及相關文件內容，閱讀、審核施工圖紙，澄清有關技術問題，熟悉規(guī)范和技術標準。并及時與現(xiàn)場進行核對，以確定合適的超前地質預報方法并配備相應機具設備。將隧道超前地質預報工作納入正常的施工工序管理，建立完善的信息收集和信息反饋系統(tǒng)。3.技術要求3.1技術指標地層巖性預報，特別是針對軟弱夾層、破碎地層及特殊巖土的預測預報。地質構造預報，特別是針對斷層、節(jié)理密集帶、褶皺軸等影響巖體完整性的構造發(fā)育情況的預測預報。不良地質預報，特別是針對巖溶等發(fā)育情況的預測預報。地下水預測預報，特別是針對富水斷層、富水褶皺軸、富水地層中的裂隙水等發(fā)育情況的預測預報。3.2技術標準探明斷層的性質、產狀、富水情況、在隧道中的分布位置、斷層破碎帶的規(guī)模、物質組成等，并分析其對隧道的危害程度?？赡艽嬖谕咚?頁巖氣)聚集地段需測定瓦斯含量、瓦斯壓力、涌出量、瓦斯放散初速度等，評價隧道瓦斯嚴重程度及對工程的影響，提出技術措施建議等。4. 施工程序與實施流程實施流程與施工程序詳見“圖4-1”和“圖4-2”。圖4-1 超前地質預報實施流程圖5.施工要求5.1施工準備（1）根據(jù)施工圖設計要求及現(xiàn)場實際情況做好超前地質預報作業(yè)技術交底，對參加施工人員進行上崗前技術培訓。（2）準備好各種施工機械和監(jiān)測儀器，配備相應的專業(yè)人員。（3）監(jiān)測之前對儀器進行檢查，確保能正常運行。（4）準備好預測使用的各種材料。（5）將隧道超前地質預報工作納入正常的施工工序管理，建立完善的信息收集和信息反饋系統(tǒng)。5.2施工工藝隧道超前地質預報常采用的方法有：地質調查法、地質素描、超前鉆探法、加深炮孔、地質雷達、地震波反射法、紅外探水。5.2.1隧道地質災害分級（1）根據(jù)地質災害對隧道施工安全的危害程度，分為以下四級，詳細影響因素見表5-1。表5-1 地質復雜程度影響因素分級表 地質復雜程度 分級 影響因素復雜（A級）較復雜（B級）中等復雜（C級）簡單（D級）地質復雜程度（含物探異常）巖溶發(fā)育程度隧道位于地下水位以下，巖溶中等-強烈發(fā)育，以暗河、管道、廊道、溶洞、豎井和落水洞為主，地下洞穴系統(tǒng)已形成，隧道位于地下水位以上，巖溶強發(fā)育，受巖溶及充填物影響，圍巖穩(wěn)定性差。隧道位于地下水位以下，沿斷層、層面、不整合面等有顯著溶蝕，小型巖溶發(fā)育，地下洞穴系統(tǒng)未形成，有小型暗河或集中徑流；隧道位于地下水位以上，巖溶發(fā)育，受巖溶及充填物影響，圍巖穩(wěn)定性較差。弱發(fā)育，沿裂隙、層面溶蝕擴大為巖溶化裂隙或小型洞穴，裂隙連通性差，少見集中徑流，常有裂隙水流。微弱發(fā)育，以裂隙狀巖溶或溶孔為主，裂隙不連通，裂隙透水性差涌（突）水（泥）程度特大型涌突水，涌水量100000m3/d,大型涌突水，涌水量10000-100000 m3/d，突泥，高水壓較大型涌突水，涌水量1000-10000m3/d，突泥中型涌水，涌水量100-1000m3/d，涌泥小型涌水，涌水量100m3/d,涌突水可能性極少斷層影響程度大型斷層破碎帶，自穩(wěn)性差、富水，可能引起大型失穩(wěn)坍塌中型斷層破碎帶，軟弱，中-弱富水，自穩(wěn)性較差、可能引起中型失穩(wěn)坍塌中小型斷層，弱富水，有一定的自穩(wěn)性，可能引起小型坍塌中小型斷層，無水，自穩(wěn)性較好，掉塊地應力影響程度極高地應力（Rc/max4）開挖過程中硬質巖時有巖爆發(fā)生，有巖塊彈出；軟質巖巖芯常有餅化現(xiàn)象，巖體有剝離，位移極為明顯。高地應力（Rc/max=4-7）開挖過程中硬質巖時可能出現(xiàn)巖爆，巖體有剝離和掉塊現(xiàn)象；軟質巖巖芯常有餅化現(xiàn)象，巖體有剝離，位移明顯。瓦斯影響程度瓦斯突出：瓦斯壓力P0.74MPa，瓦斯放散初速度P10，煤的堅固性系數(shù)f0.5，煤的破壞類型為類及以上高瓦斯：全工區(qū)的瓦斯涌出量0.5m3/min低瓦斯：全工區(qū)的瓦斯涌出量0.5m3/min地質因素對隧道施工的影響程度危及施工安全，可能造成重大安全事故存在安全隱患可能存在安全問題局部可能存在安全問題誘發(fā)環(huán)境問題的程度可能造成重大環(huán)境災害施工、防治不當可能誘發(fā)一般環(huán)境問題特殊情況下可能出現(xiàn)一般環(huán)境問題無A級：存在重大地質災害的地段，如大型暗河系統(tǒng)，可溶巖與非可溶巖接觸帶，軟弱、破碎、富水、導水性良好的斷層破碎帶，特殊地質地段，重大物探異常地段，大型、特大型涌水涌泥地段，誘發(fā)重大環(huán)境地質災害的地段以及高地應力、瓦斯災害嚴重的地段以及人為坑洞等。B級：主要針對中、小型涌水涌泥地段，較大物探異常地段，斷裂帶等。C級：主要針對水文地質條件較好的碳酸鹽巖及碎屑巖地段，發(fā)生涌水涌泥的可能性較小。D級：非可溶巖地段、小型斷層破碎帶，發(fā)生涌水涌泥的可能性極小。（2）超前地質預報堅持隧道洞內探測與洞外地質勘探相結合、地質方法與物探方法相結合、多種物探方法相結合、地球物理方法與超前水平鉆探相結合，輔助導坑與主洞探測相結合，開展多層次、多手段的綜合超前地質預報，分級預報，并貫穿于施工全過程。分級預報方式A級預報：采用地質素描、地震反射波法（TSP、TGP等）、地質雷達、超前水平鉆探、加深炮孔等手段綜合預測。首先以長距離地震反射波法進行預測，同時中長距離的超前鉆探探查和短距離的雷達探測，每一個開挖循環(huán)，都進行加深炮孔探測。B級預報:采用地質素描，地震反射波法，輔以地質雷達，進行必要的單孔超前水平鉆和加深炮孔探測。當發(fā)現(xiàn)局部地段較復雜時，則按A級要求實施。C級預報：以地質素描為主。對重要的地質（層）界面、斷層或物探異?？刹捎玫卣鸱瓷洳ǚㄟM行探明，必要時單孔超前鉆探。D級預報：采用地質素描、輔以加深炮孔。5.2.2超前地質預報方案5.2.2.1.一般要求(1)嚴格按照超前地質預報方案實施，科學組織，正確處理施工進度與超前預報工作的關系。當施工進度與超前預報發(fā)生矛盾時，施工必須為超前預報讓路，以避免盲目施工，確保超前預報實施，并起到指導施工的作用。(2)超前預報人員應能正確使用物探儀器設備，并具備判譯、預報能力。(3)參與超前預報工作的單位應按要求配備預測預報人員與超前探測儀器設備。(4)開展物探預報方法時，各架子隊應予以配合，提供條件。(5)當發(fā)現(xiàn)具有涌（突）水、涌（突）泥（砂），等大型地質災害時，參建各方應及時共同研究分析、提出處理方案及措施意見。5.2.2.2不同地質災害分級的超前預報方案超前地質預報工作應作為一道工序納入施工組織設計中。在巖溶隧道地質預報工作中，應堅持隧道洞內探測與洞外地質勘探的結合、地質方法與物探方法的結合、多種物探方法的結合、地球物理方法與超前水平鉆探的結合，開展多層次、多手段的綜合超前地質預報，并貫穿整個施工過程。根據(jù)不同的地質災害分級，針對不同類型的地質問題，選擇不同的方法和手段開展超前地質預報。(1)A級：地質條件復雜地段的超前地質預報方案1)地震反射波法、掌子面地質雷達應貫通地質條件復雜地段；2)1孔超前鉆探應貫通地質條件復雜地段；3)每循環(huán)（開挖長度2m內）13孔加深炮孔（巖溶地段應加密，間距不大于2m）；4)進行不間斷的水量、水壓、降雨量監(jiān)測；5)受煤層或儲氣構造影響時，進行不間斷的瓦斯監(jiān)測；6)每循環(huán)進行地質素描；7)根據(jù)超前地質預報的地層巖性、物探異常、巖溶、水量與水壓等地質條件變化，及時調整地質復雜程度分級和預報方案；并按建設單位管理辦法辦理相關手續(xù)。(2) B級：地質條件較復雜地段的超前地質預報方案1)地震反射波法應貫通地質條件較復雜地段；2)異常地段（如：地面物探和洞內地震反射波法物探異常地段、可能存在斷層地段、可溶巖與碎屑巖接觸部位、水量或水壓異常地段）進行掌子面地質雷達探測；3)3孔超前鉆探貫通地質條件較復雜地段；4)每循環(huán)（開挖長度2m內）8孔加深炮孔；5)進行不間斷的水量、水壓、降雨量監(jiān)測；6)受煤層或儲氣構造影響時，進行不間斷的瓦斯監(jiān)測；7)每循環(huán)進行地質素描；8)根據(jù)超前地質預報的地層巖性、物探異常、巖溶、水量與水壓等地質條件變化，及時調整地質復雜程度分級和預報方案；并按建設單位管理辦法辦理相關手續(xù)。(3) C級：地質條件中等復雜地段的超前地質預報方案1)地震反射波法應貫通地質條件中等復雜地段；2)異常地段（如：地面物探和洞內地震反射波法物探異常地段、可能存在斷層地段、可溶巖與碎屑巖接觸部位、水量或水壓異常地段等）進行掌子面地質雷達探測；3)3孔超前鉆探貫通地質條件中等地段；4)每循環(huán)（開挖長度2m內）8孔加深炮孔；5)進行水量、水壓、降雨量的適時監(jiān)測；6)受煤層或儲氣構造影響時，進行不間斷的瓦斯監(jiān)測；7)地質條件相同地段，每510m進行一次地質素描；地質條件變化地段（如：地層巖性變化、結構面產狀變化、斷層等）每循環(huán)進行一次地質素描；8)根據(jù)超前地質預報的地層巖性、物探異常、巖溶、水量與水壓等地質條件變化，及時調整地質復雜程度分級和預報方案；并按建設單位管理辦法辦理相關手續(xù)。(4)D級：地質條件簡單地段的超前地質預報方案1)地震反射波法選擇在可能存在斷層、節(jié)理密集帶地段；2)必要時進行水量、水壓、降雨量的監(jiān)測；3)地質條件相同地段，每510m進行一次地質素描；地質條件變化地段（如：地層巖性變化、結構面產狀變化、斷層等）每循環(huán)進行一次地質素描；4)根據(jù)超前地質預報的地層巖性、物探異常、巖溶、水量等地質條件變化，及時調整地質復雜程度分級和預報方案；并按建設單位管理辦法辦理相關手續(xù)。5.2.3超前地質預報的內容和方法超前地質預報的目的是根據(jù)隧道圍巖地質復雜程度分級，采用一定的預報技術手段（地質素描、地質雷達、地震反射波法、加深炮孔、超前地質鉆探）來確定隧道施工掌子面前方及周圍可能發(fā)生突（涌）水（泥）、塌方、掉塊、冒頂、放射性等地質災害風險源的位置、規(guī)模、性質、發(fā)育特征、強度、影響范圍等；對于巖溶隧道，還應對底板的巖溶發(fā)育情況以及巖溶水的賦存規(guī)模以及壓力進行預測。根據(jù)預測與預報的結果，建立災害應急處理方案與薄弱地段的施工方案，為隧道工程施工方案的制訂與風險防范提供動態(tài)可靠的依據(jù)，確保隧道施工地質風險安全可控。超前地質預報工作內容包括：超前地質預報；施工圍巖分級及穩(wěn)定性評價；災害評估及防治工程措施建議3項內容。5.2.3.1超前地質預報超前地質預報是隧道施工地質工作最主要的工作內容。其工作分為既有資料收集；地質調查；洞內外水文調查；監(jiān)測測試；超前地質預測；綜合超前預報和成災警報等五項任務。(1)既有資料收集既有資料和相關地質成果的收集和分析,對存疑慮的相關重大地質問題和地段,必要時進行踏勘和補充恰當?shù)牡刭|工作。(2)地質調查：超前地質預報最基礎的工作，其主要內容包括：1)地質觀察地層巖性地層時代劃分,巖組劃分,巖石劃分,巖體性態(tài),切割程度,圍巖等級等。斷層斷層性質、位置、產狀、破碎帶寬度及構造巖劃分，斷層巖體的圍巖級別劃分及穩(wěn)定性評價。斷層坍方的地質原因，是地質觀察的重點。貫穿性節(jié)理產狀、密度、寬度、延伸情況，節(jié)理面特征、力學性質。分析判斷組合特征、巖體完整性程度，控制局部坍方的構造內因。2)巖溶調查：巖溶規(guī)模（形態(tài)）、位置（洞體里程）、所屬地層和構造部位，充填物（成分、狀態(tài)）、洞體展布的空間關系。3)洞內外水文調查涌水點(處)調查a.空間：層位、構造部位、洞圍分布，含水體分布；b.時間：點(處)間的時效關系；c.制約：制約因素、補給來源、途徑、連通關系。涌水量預測：a.實用量測：反映瞬時特征和短期變化特征；b.長期觀測：反映長期變化特征和動態(tài)特征；c.涌水量預測；水質水壓測試：包括水壓、水溫、水色、含泥沙量測定；危害評估圖5-1 水壓監(jiān)測孔示意圖洞外水文調查氣象觀測。重要排泄點、徑流點長期觀測；相關巖溶水文地質及環(huán)境水文地質調查a.調繪：相關巖溶水文調繪、地表坍方、變形調查；b.試驗：同位素、示蹤等；c.水質。4)超前地質預測預測方法超前物探預測法：包括地震反射波法、地質雷達；超前鉆孔預測法：包括超前水平鉆孔、加深炮孔。預測有效距離a. 長距離超前地質預測：其預報距離為100150m。以地震反射波法為主結合地面地質工作綜合預報。b. 短距離超前地質預測：其預報距離為1530m以內。是在長距離超前地質預報的基礎上，以地質雷達、8孔5m加深炮孔和30m超前鉆孔為手段并結合掌子面地質素描工作綜合預報。c.中長距離超前預測：其預報距離為30100m，是在長距離超前地質預測的基礎上，針對較大物探異常，以地質雷達、30m超前鉆孔為手段并結合掌子面地質素描工作綜合預報。5)綜合超前預報和成災警報綜合超前預報內容a.地層、完整性及含水情況；b.斷層及富水情況；c.大型巖溶及富水情況；d.暗河。超前地質災害警報內容a.大型塌方；b.涌水涌泥；預報災害警報方法a.資料綜合分析法；b.不良地質前兆預測法；c.地質災害發(fā)生可能性判斷法。5.2.3.2施工圍巖分級和圍巖穩(wěn)定性評價圍巖穩(wěn)定性評價一般分為穩(wěn)定性初步評價和長期穩(wěn)定性評價。施工圍巖分級，根據(jù)地質調查和物探預報資料確定巖石堅硬程度、完整性，并根據(jù)巖體含水情況劃分施工階段圍巖分級。圍巖穩(wěn)定性評價：根據(jù)施工圍巖分級、掌子面穩(wěn)定狀態(tài)，綜合評價圍巖穩(wěn)定性。根據(jù)軟弱不利結構面楔體穩(wěn)定性分析，評價圍巖局部穩(wěn)定性，預報拱頂?shù)魤K、側壁片幫等災害。5.2.3.3災害評估、防治工程措施建議災害評估內容：包括超前地質預報、圍巖穩(wěn)定性評價和隧底巖溶探查所反映的大型坍方、涌水涌泥、軟巖變形、圍巖穩(wěn)定性、隧底巖溶坍塌等方面。災害評估方法：參照表5-1地質災害分級簡表中地質復雜程度，誘發(fā)環(huán)境問題的程度和結合工程特征評價各類災害對隧道施工安全、質量、工期、環(huán)境的危害評估。防治工程措施建議：以設計資料為基礎，根據(jù)綜合預報的地質條件，從地質的角度出發(fā)，針對不同地質條件和地質災害及其危害程度，提出安全可行的處理措施建議。5.3超前地質預報方法及測試技術要求5.3.1地質素描(1)工作要求1)按照地質素描的內容和現(xiàn)場記錄格式、每次循環(huán)開挖后對掌子面和左右邊墻進行素描、數(shù)碼攝像。2)素描圖、記錄必須在現(xiàn)場進行，素描一律“寫實”，不做任何換算。素描圖式、圖例、比例、用語應統(tǒng)一。(2)素描資料整理要求1)素描原始記錄、圖、表須當天整理（繪制）。2)施工一定距離后，隧道地質素描圖，應分段完善、總結，并作出相應的隧道縱斷面圖、表。3)及時整理標本。4)提交的圖表：洞內展示圖（必要時做）；掌子面素描圖；水點調查表（巖溶隧道）；重大涌水點（段），涌水-降雨時間曲線圖；巖樣、水樣試驗成果。5.3.2水文地質觀測(1)地表水文地質觀測1)水文地質觀測內容選點原則:對隧道施工可能會產生突水影響的地下暗河、隧道施工可能會引發(fā)地下水疏干的生活泉點，以及觀察地下水水位變化的深孔進行長期監(jiān)測。觀測項目:主要監(jiān)測項目為地下水的流量、水位、水質，河流的滲漏，配以氣象的觀測。2)觀測技術要求氣象觀測：氣象點設立：應選擇隧道中部的山嶺地帶，場地要開闊。觀測要素：天氣狀況（晴、陰、雨、雪）、氣溫（）、降雨量（mm）。觀測時間：每日定時觀測，遇到特殊天氣，如大雨、暴雨、暴雪等，需作備注，記錄其發(fā)生時間、持續(xù)時間及持續(xù)時間內的降雨量。自動觀測，日雨量計算以每日上午8時為日分界；人工觀測，需每日上午8時、晚8時各觀測一次。巖溶地下水觀測：觀測點設置：必須在觀測點構筑固定圍堰，圍堰要牢固，能抵擋最大洪水侵襲；堰口采用矩形或等邊直角三角形，堰口前能跌水、后有積水。觀測要素：根據(jù)排泄點的特點，確定其觀測要素，流量、水位、水溫、水質（主要是混濁度）、天氣狀況、氣溫等基本項目必須觀測，另特殊天氣，如大雨、暴雨、暴雪等需作備注，記錄其發(fā)生時間和持續(xù)時間；深孔只觀測水位。觀測時間：枯季晴好天氣時，宜3天觀測一次；平時降雨前至降雨后及雨季（59月份）應每天觀測一次；如發(fā)現(xiàn)隧道施工引起地下水變化，必須每天進行觀測；觀測時間每日早晨8時。水質一般取樣作簡分析，每季度一次，取樣時間為每季度中間一個月的中旬15日；如隧道施工引起水質變化，應加密取樣作污染分析。加密觀測：隧道施工引起地下水明顯變化的地下水點應進行加密觀測，觀測時間應每天觀測一次，特殊情況下應早晚各觀測一次，觀測時間早6時和晚6時。3)資料要求：觀測延續(xù)時間應到隧道施工結束。所有的觀測點必須建立技術檔案：氣象點記錄觀測點地理位置、標高及觀測儀器型號；地下水點記錄觀測點的地質素描圖、圍堰構筑物尺寸（應附圖及照片）及觀測儀器精度。應不定期地進行觀測儀器及觀測記錄的檢查，及時排除不合理的因素；對觀測資料應及時按項目與時間的關系整理成圖表，并結合隧道施工情況進行綜合分析。按月進行資料整理，一個水文年后提供完整資料一套，包括觀測點技術檔案、原始記錄、資料圖表及分析評價報告等。5.3.3超前水平鉆探超前地質鉆探是利用鉆機在隧道開挖工作面進行鉆探獲取地質信息的一種超前地質預報方法。超前地質鉆孔法適用于各種地質條件下的隧道超前地質預報，在富水軟弱斷層破碎帶、富水巖溶發(fā)育區(qū)、煤層瓦斯發(fā)育期、重大物探異常區(qū)等地質條件復雜地段必須采用。(1) 根據(jù)需要采取15孔超前水平鉆探，其位置一般按圖布置。掌子面中部兩邊的超前鉆孔應水平且有一定水平偏角，掌子面上部的超前鉆孔應有一定仰角，掌子面下部兩邊的超前鉆孔應有一定的俯角和水平偏角。如圖5-2和表5-2所示。圖5-2 超前水平鉆孔布置圖表5-2 正洞開挖超前水平鉆孔設計參數(shù)表鉆孔偏角(度)鉆孔長度(m)縱向探測長度(m)終孔位置對應開挖輪廓線距離（m）水平3030上仰12度30.7304.9左下偏11度30.6304.3右下偏11度30.6304.3上仰12度30.7304.9左上偏11度30.6304.3左下偏11度30.6304.3右上偏11度30.6304.3右下偏11度30.6304.3 (2)每個掌子面要求配備鉆進功效4米/小時的水平鉆機1臺。(3)兩次循環(huán)的超前水平鉆探搭接長度不小于5米。(4)鉆進過程中，對斷層、溶洞充填物應干鉆取樣，對不同巖層代表性取樣。(5)超前水平鉆探資料應現(xiàn)場記錄描述。(6)采用少量5米炮眼鉆進預測掌子面前方地層和地下水。(7)超前鉆探施工方法主要采用沖擊鉆和回轉取芯鉆，二者應合理搭配適用，提高預報準確率和鉆探速度，減少占用開挖時間。一般地段采用沖擊鉆：沖擊鉆不能取芯，但可通過沖擊器的響聲、鉆速及其變化、巖粉、卡鉆情況、鉆桿振動情況、沖洗液的顏色及流量變化等粗略探明巖性、巖石強度、巖體完整程度、溶洞、暗河及地下水發(fā)育情況等。復雜地質地段采用回轉取芯鉆：回轉取芯鉆巖芯鑒定準確可靠，地層變化里程可準確確定，一般只在特殊地層、特殊目的地段、需要精確判定的情況下使用。比如煤層取芯及試驗、溶洞及斷層破碎帶物質成分的鑒定、巖土強度試驗取芯等。(8)超前地質鉆探的工作要求A.實施超前地質鉆探的人員應經過技術培訓和考核，經考核合格后方可上崗。B.鉆探前地質技術人員應進行技術、質量交底。C.超前鉆探過程應在現(xiàn)場做好鉆探記錄，包括鉆孔位置、開終孔時間、孔深、鉆進壓力、鉆進速度隨深度變化情況、沖洗液顏色和流量變化、涌砂、空洞、振動、卡鉆位置、突進里程、沖擊器聲音的變化等。D.鉆探過程中應及時鑒定巖芯、巖粉、判定巖石名稱，對于斷層帶、溶洞充填物、煤層、代表性巖土等應拍攝照片備查，并選擇代表性巖芯整理保存。E.在富水地段鉆探時必須采取防突措施；測鉆孔內水壓時，需安裝孔口管，接上高壓球閥、連接件和壓力表，壓力表讀數(shù)穩(wěn)定一段時間后可測得水壓。F.加強鉆進設備的維修與保養(yǎng)，強化協(xié)調和管理，各方應積極配合，減少和縮短施鉆時間。鉆孔質量控制要素A.采用系統(tǒng)的鉆探程序：測量布孔設備就位對正孔位開孔、安裝孔口管成孔驗收；B.控制鉆進方向：加強鉆機定位，選取剛度高的鉆桿，合理調整鉆孔仰俯角控制下沉量；C.準確鑒定巖性及其分布位置。5.3.4加深炮孔加深炮孔每排炮根據(jù)要求設613個加深炮孔，長度5m，特殊地段適當增加，主要布置在掌子面周邊，并以40外插角實施，以預測掌子面前方地層和地下水。加深炮孔探測應符合下列要求：孔深應較爆破孔（或循環(huán)進尺）深3m以上；孔徑宜與爆破孔相同；孔數(shù)、孔位應根據(jù)安全巖盤厚度、隧道開挖斷面尺寸、每循環(huán)開挖進尺以及地質復雜程度確定；在富水巖溶發(fā)育區(qū)每循環(huán)必須按設計認真實施，發(fā)現(xiàn)異常情況應及時反饋信息，嚴禁盲目裝藥放炮；鉆到溶洞和巖溶水時，應視情況采用超前地質鉆探和其他探測手段，查明情況，確保施工安全，為變更設計提供依據(jù)；加深炮孔探測嚴禁在爆破殘眼中實施；揭示異常情況的鉆孔資料應作為技術資料保存。5.3.5物探法超前地質預報的物探方法主要為地震反射波法、地質雷達法。(1) 地震反射波法1)預報距離a.在軟弱破碎地層或巖溶發(fā)育區(qū)，一般每次預報距離應為100m左右，不宜超過150m；b.在巖體完整的硬質巖地層每次可預報120180m，但不宜超過200m。c.地震波反射法連續(xù)預報時，前后兩次預報區(qū)段重疊長度不應少于10m。2)地震波反射法儀器要求：儀器可以考慮采用TGP、TSP，單點反射法可采用一般工程地震儀，使用的儀器必須達到出廠規(guī)定的技術指標；儀器的記錄長度應能夠滿足預報距離的要求；儀器的采樣間隔設置應在30ms250ms間具有多檔選擇，以適應不同隧道圍巖探測的要求，一般硬巖宜采用小的采樣間隔，軟巖采用稍大的采樣間隔；儀器的接收裝置應具有高靈敏度的響應特性，對于三份量接收裝置具有良好的指向性；儀器與配套設備應具有防震、防塵、防潮功能，適應山區(qū)運輸和隧道環(huán)境下使用；儀器的存儲介質在隧道內外溫差較大的條件下應具有防結霧功能，防止數(shù)據(jù)的丟失；儀器采集時不宜選擇使用濾波檔，因特殊需要使用濾波檔時，不應造成有效波記錄的畸變，并應有對比記錄；在煤系地層探測時，應采用煤礦許用炸藥和煤礦許用電雷管，必須采用電力起爆。3)施工順序TSP地震波法的施工順序為：測量布孔鉆孔安裝套管裝填炸藥儀器安裝與測試放炮、數(shù)據(jù)采集4)質量控制要素a.接收器和炮點位置應在同一平面和高度上；b.采用合適的雷管、裝藥量和炮點位置；c.控制信號波形，盡量降低噪音干擾；圖5-3 TSP超前預報測線示意圖d.對記錄質量不合格的炮，應重新裝藥補炮，接收和記錄合格的地震道。e.反射波記錄的質量是數(shù)據(jù)處理和獲得高質量預報成果的基礎，原始反射波記錄必須滿足下列要求：反射波原始記錄包括儀器檢查記錄、試驗記錄、質量檢查記錄、生產記錄、班報表等；記錄首波（即由震源產生的直達波）中縱波與橫波的同相軸應具有清晰分離的特征，應依據(jù)記錄上的同相軸判斷縱波與橫波的速度，干擾背景不應影響初至波時間的讀取和波形的對比；采集反射波記錄時，應滿足激發(fā)與接收同步進行的條件，接收延遲誤差不應大于3ms；每次探測采集的有效地震波的道數(shù)不應小于彈性波反射法儀器設備要求的理論工作道數(shù)的80%，如有工作道不正常，則應重新進行數(shù)據(jù)采集；反射波檢查記錄與原觀測記錄的同相軸應有基本一致的重復性和波形相似性。數(shù)據(jù)采集時應盡可能減少隧道內其他震源震動產生的地震波、聲波的干擾，并應采取壓制彈性波、聲波干擾的措施。f.地震波反射法的數(shù)據(jù)處理與資料解釋應符合下列規(guī)定：處理前應剔除不符合記錄要求的地震道數(shù)據(jù)；采用計算機對反射波特征明顯、信噪比高、同相軸清晰的地震道數(shù)據(jù)記錄進行相位追蹤對比；依據(jù)時間剖面圖、瞬時振幅圖結合地質資料進行分析，對比和追蹤波組的相似性、波振幅的衰減程度、振動的同相性和連續(xù)性等特征，判釋和確定反射波組對應的層位、被測地質體的接觸關系、構造形態(tài)等。根據(jù)波視速度的差異，確定反射界面在隧道軸向前方的距離、位置、規(guī)模，反射界面與洞軸方向的夾角。(2)地質雷達探測地質雷達法主要用于巖溶探測、斷層破碎帶、軟弱夾層等不均勻地質體或者其它含水地質體的探測。地質雷達探測應滿足下列技術要求：1）探測目的體與周邊介質之間應存在明顯介電常數(shù)差異，電磁波反射信號特征明顯；探測目的體具有足以被探測的規(guī)模；不能探測極高電導屏蔽層下的目的體或目的層；測區(qū)附近不能有大范圍的金屬構件、焊接施工或無線電發(fā)射等較強的電磁波干擾。2）地質雷達法預報距離：在泥質和軟弱破碎地層或巖溶發(fā)育區(qū)，一般每次預報距離應為20m，不宜超過30m；地質雷達連續(xù)預報時前后兩次重疊長度應不小于5m。3）地質雷達探測儀器的主要技術指標應滿足下列要求：天線頻率序列可選，由于隧道特殊環(huán)境，宜選擇屏蔽天線（1001000 MHz）；4）地質雷達探測的數(shù)據(jù)采集應符合下列要求：通過試驗確定被探測體介電常數(shù)，合理選擇雷達天線的工作頻率。當探測對象情況復雜時，應選擇兩種及以上不同頻率的天線。當多個頻率的天線均能符合探測深度要求時，應選擇頻率相對較高的天線。測網(wǎng)密度、天線間距和天線移動速度應反映出探測對象的異常，由于工作面通常采用上、下導洞開挖，工作面很狹小，根據(jù)工作面的具體情況，在檢測過程中宜采用兩橫兩豎或一橫三豎的布線方式，如下圖5-4、5-5所示。可根據(jù)現(xiàn)場情況靈活布置測線，原則上應盡可能靠近工作面軸心位置，使測線距離盡可能長、盡可能多地采集數(shù)據(jù)，以備后期數(shù)據(jù)的分析處理。圖5-4 兩橫兩豎式 圖5-5 一橫三豎式注：上圖5-4、5-5中工作面上的線條為雷達測線布置線。選擇合適的采集時間窗口和采樣間隔，并根據(jù)數(shù)據(jù)采集中的干擾變化和效果及時調整工作參數(shù)。地質雷達數(shù)據(jù)采集時的信號觸發(fā)方式一般有3種，即測量輪觸發(fā)、時間觸發(fā)和人工觸發(fā)，宜采用人工觸發(fā)方式。隧址區(qū)內不應有較強的電磁波干擾：現(xiàn)場測試時應清除或避開測線附近的金屬物等電磁干擾物；當不能清除或避開時應在記錄中注明，并標出位置。支撐天線的器材應選用絕緣材料，天線操作人員應與工作天線保持相對固定的位置。測線上的巖體表面應相對平整，無障礙，且天線易于移動；測試過程中，應保持工作天線的平面與探測面基本平行，距離相對一致?，F(xiàn)場記錄應注明觀測到的不良地質體與地下水體的位置與規(guī)模等。重點異常區(qū)應重復觀測，重復性較差時應查明原因。5）地質雷達探測質量檢查的記錄與原始記錄應具有良好的重復性，波形一致，異常沒有明顯的位移。6）地質雷達探測的資料整理與解釋應符合下列規(guī)定：地質雷達采集數(shù)據(jù)質量符合要求，雷達剖面應清晰；解釋前應對采集數(shù)據(jù)進行編輯、濾波、增益等處理。情況復雜時，還應進行道分析、FK濾波、正常時差校正、褶積、速度分析、消除背景干擾等處理；結合隧道地質情況、電性特征、探測體的性質和幾何特征綜合分析。必要時考慮影響節(jié)點常數(shù)的各種因素，制作雷達探測的正演和反演模型。7）地質雷達法預報應編制探測報告，內容包括：探測工作概況、采集及解釋參數(shù)、地質解譯結果、測線布置圖（表）、探測時間剖面圖等，其中時間剖面圖中應標出地層的反射波位置或探測對象的反射波組。判斷隧道工作面前方的地質情況，并作出相應的結論與建議。5.3.6紅外探水技術要求1）紅外探水適用條件紅外探水主要用于含水區(qū)域的探測，適用于定性判斷開挖面前方及成洞外側一定范圍內有無水體存在及其位置。其預報距離為30m。2）探測位置的確定在掌子面滲水量逐漸增加或拱頂及邊墻滴水、滲水增多時采用紅外線對隧道進行超前探測。3）測點布置掌子面上從拱頂至底板等間距布置5行測線，其中第一行測點均勻布置3個測點，其余每行均勻布置5個測點，使測點均勻布滿整個掌子面。沿拱頂、底板、左右拱腰、左右邊墻布設6條測線，每條測線上共設12個測點，測點間距為5m，共72個測點。從掌子面處開始沿逆掘進方向逐次布設。探測過程中，首先在1號點位置處，分別對拱頂，左右拱腰，左右邊墻進行探測，待數(shù)據(jù)記錄好后，再在2號點位置處進行探測，依此類推。直至把12個測點全部探測完。5.4地質信息收集與處理超前地質預報建立一個地質信息系統(tǒng)，通過各種方法收集地質信息，進行綜合分析、判斷，編制信息預報成果由主管技術人員予以復核，并報設計、監(jiān)理。為變更設計和施工提供決策依據(jù)，及時調整施工方法和支護參數(shù)。經分析、整理的地質資料作為施工技術資料存檔。采用新的施工方法和支護參數(shù)后，有從施工過程中獲取新的地質信息，更新地質信息系統(tǒng)，經處理后再次反饋給施工，使地質信息收集、處理系統(tǒng)化。地質預報信息收集處理系統(tǒng)流程見圖5-6。圖5-6 地質預報信息處理流程圖隧道超前地質預報、信息化設計和信息化施工是一有機整體,需各方協(xié)調一致,相互配合,做到資源信息共享、傳遞順暢、反饋及時，決策迅速。超前地質預報實施方案流程見下列框圖5-7。6.勞力組織6.1勞動力組織方式：采用架子隊組織模式。6.2施工人員應結合施工進度、工期要求進行合理配置。每個作業(yè)小組人員配備表負責人1人專兼職安全員1人地質工程師2-3人物探工程師3-4人駕駛員1人雜工2-3人其中負責人、技術人員、專兼職安全員由施工企業(yè)正式職工擔任，并可根據(jù)工程情況適當配備若干勞務工人。7.材料要求根據(jù)地質超前預報設計確定。開展TSP工作材料列表儀器耗材使用性質數(shù)量TSP203系統(tǒng)百米單線一次性140米電工膠布一次性1卷雷管一次性24發(fā)炸藥一次性12支五號電池一次性4個黃油卷一次性3卷大透明膠一次性2卷手套一次性5雙安全帽永久性5頂水膠鞋永久性5雙鋼卷尺永久性1把電瓶永久性1個充電式手電筒永久性4個剪刀永久性1把8.設備機具配置結合隧道地質圍巖分級、超前地質預報設計和指導性施工組織設計編制的超前地質預報方法配置如下表序號設備名稱型號規(guī)格單位數(shù)量1地震波超前預報探測儀TSP203臺12地質雷達Sir-20臺13地質羅盤儀DQY-1型臺24超前水平鉆機臺15紅外探水儀臺16放射性、瓦斯探測儀必要時各備1臺7計算機臺58打印機臺29越野汽車輛210照相機臺19.質量控制及檢驗按照超前地質預報實施性施工組織所制定的各項技術指標的要求，嚴格技術交底，做到目的明確、清晰地開展預報工作，使預報質量得到有效的控制，從而切實保證預報的精度和質量。各種方法的質量保證措施如下：（1）地質素描在每炮后應及時進行，對掌子面、邊墻、拱頂及底板圍巖的工程地質及水文地質特征進行詳細描述，描述要真實貼切，并輔以適當?shù)膱D形、圖片。在開挖夠60m后，及時對素描資料進行匯總，