地质雷达在汶马高速鹧鸪山隧道超前地质预报中的应用
在修建隧道的过程中经常会遇到涌突水，大变形等地质灾害问题。这些问题严重威胁着施工人员的人身安全，也影响着施工进度，因此对隧道进行超前地质预报是非常重要的。本文主要依托汶马高速鹧鸪山隧道，使用地质雷达对鹧鸪山隧道可能发生的涌突水，破碎带等进行预报，以指导隧道现场的安全施工。
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1前言
随着大量公路和铁路的修建，许多地区在修建过程中较高的桥隧比是在所难免的。例如贵广高铁贵州段桥隧比高达92%。在桥梁和隧道的建设过程中，隧道施工工程中遇到的安全隐患最多，例如涌突水，大变形等；位于宜万铁路上的齐岳山隧道通过15条断层、3条暗河，施工管段均为可溶岩地层，设计最大涌水量74.3万立方米/天。
在隧道施工中遇到的这些灾害可能会严重威胁现场人员的生命安全及施工进度，并且还会损坏施工设备，因此在隧道的施工中及时对隧道展开超前地质预报工作是十分必要的。
根据施工前的勘察资料，新建汶马高速鹧鸪山隧道可能存在大变形、涌突水等病害。因此，本文以汶马高速鹧鸪山隧道为依托，对地质雷达对鹧鸪山隧道的探测结果进行分析。
2地质雷达的工作原理
地质雷达由一体化主机、天线及配套软件等部分组成。地质雷达是利用超高频窄脉冲电磁波探测介质分布的一种地球物理勘探仪器。地质雷达采用的是时间域脉冲雷达，将宽频带的脉冲电磁波发射到地下介质中，通过接受反射信号达到探测地下目标的目的，雷达系统向被探测物发射电磁波脉冲，电磁脉冲穿过介质表面，碰到目标物或不同介质的界面而被反射回来，根据电磁波的双程走时，分析确定探测目标的形态及结构特性。
3地质雷达的探测方法
在探测之前，首先应该根据掌子面的实际地质情况布设测线。在掌子面上布设的测线主要有十字形和井字形布置。掌子面往往会因为隧道的爆破开挖而不平整，因此在用地质雷达探测时，有条件的话，应对掌子面进行平整处理。两横两竖或一横三竖的布线方式是比较常用的测线布设方式。在实际的环境下可以根据现场的情况灵活布置测线，其原则就是尽可能靠近掌子面轴心位置，使测线距离尽可能长、尽可能多地采集数据。
地质雷达是目前分辨率最高的工程地球物理方法，在工程质量检测、场地勘察中被广泛采用，近年来也被用于隧道超前地质预报工作。地质雷达能发现掌子面前方地层的变化，对于断裂带特别是含水带、破碎带有较高的识别能力。在深埋隧道和富水地层以及溶洞发育地区，地质雷达是一个很好的预报手段。 1、基本原理 探地雷达是一种用于确定地下介质分布情况的高频电磁技术，基于地下介质的电性差异，探地雷达通过一个天线发射高频电磁波，另一个天线接收地下介质反射的电磁波，并对接收到的信号进行处理、分析、解译。其详细工作过程是：由置于地面的天线向地下发射一高频电磁脉冲，当其在地下传播过程中遇到不同电性（主要是相对介电常数）界面时，电磁波一部分发生折射透过界面继续传播，另一部分发生反射折向地面，被接收天线接收，并由主机记录，在更深处的界面，电磁波同样发生反射与折射，直到能量被完全吸收为止。反射波从被发射天线发射到被接收天线接收的时间称为双程走时t，当求得地下介质的波速时，可根据测到的精确t值折半乘以波速求得目标体的位置或埋深，同时结合各反射波组的波幅与频率特征可以得到探地雷达的波形图像，从而了解场地内目标体的分布情况。
一般，岩体、混凝土等的物质的相对介电常数为4—8，空气相对介电常数为1，而水体的相对介电常数高达81，差异较大，如在探测范围内存在水体、溶洞、断层破碎带，则会在雷达波形图中形成强烈的反射波信号，再经后期处理，能够得到较为清晰的波形异常图。 在众多地质超前预报手段中，使用探地雷达预报属于短期预报手段，预报距离与围岩电性参数、测试环境干扰强弱有关。一般，探地雷达预报距离在15~35米。 2、探地雷达在勘查中的基本参数 ①数电磁脉冲波旅行时
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。
目录 1 概况 .................................................................. - 1 -2物探方法基本原理....................................................... - 1 - 2.1 基本原理....................................................................................................................... - 1 - 2.2 探地雷达在勘查中的基本参数................................................................................... - 2 - 2.2.1 电磁脉冲波旅行时.......................................................................................... - 2 - 2.2.2 电磁波在介质中的传播速度.......................................................................... - 3 - 2.2.3 电磁波的反射系数.......................................................................................... - 3 - 2.3 数据处理方法......................................................... - 3 - 2.3.1 距离归一化.............................................................................................................. - 3 - 2.3.2确定波速................................................................................................................... - 3 - 2.3.3 水平和垂直滤波...................................................................................................... - 4 - 3 设计文件描述的预报段地质条件........................................... - 4 - 4 掌子面地质编录及地质分析............................................... - 4 - 5 探底雷达测试与结果分析................................................. - 6 - 5.1 测线的布置....................................................... - 6 - 5.2 数据处理结果..................................................... - 7 - 5.3解译分析......................................................... - 8 - 6.结论和建议 ............................................................ - 9 -附件一：掌子面地质编录表................................................ - 10 -
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
XX工程技术交底 工程名称XX隧道交底单位 单位工程名称交底部位 一、内容及说明 本交底适用于XX隧道超前地质预报技术交底 二、地质预报选用方法 隧道超前地质预报坚持常规地质法、物理勘探法、钻探法等多种预报手段综合运用，取长补短，相互补充和印证的原则。并结合本段工程特点，对应采用不同的隧道超前地质预测预报的方法。 三、隧道地质预报实施方法 1、常规地质法 隧道开挖爆破后通过地质素描手段，及时查看掌子面地质情况。观察后及时绘制开挖工作面地质素描图、填写开挖工作面地质调查记录表。地质素描的具体内容主要包括以下几个方面： ①岩性 应说明围岩岩石的名称、颜色、矿物成分、坚硬程度等，各类岩脉也应对其岩性、出露位置、宽度、接触关系、破碎、风化程度进行描述。 ②构造 开挖围岩受地质构造影响程度、延伸性、表面粗糙度、张开性、风化、破碎程度等进行描述，特别是岩体范围内出现的断层、节理、裂隙、软弱夹层等重点进行地质描述。断层应对其位置、产状、性质、破碎特性、宽度等一一观测和描述；节理裂隙，特别是贯通性节理的产状密度、延伸情况、节理面现状等也要仔细量测和统计。 ③地下水 围岩的含水状态、涌水部位、水量、水压、水温、水质等描述并长期跟踪调查是否受季节性影响，特别是大、暴雨后观察涌水部位涌水量有无增减以及该段地表一定
范围内是否有水源补给情况并作好记录。 ④围岩变形破坏情况 开挖段围岩发生坍方、掉块、岩爆等现象的位置、性质、形态、规模作详细记录。 2、TSP203超前地质预报系统 TSP 探测方法： ①钻孔：在距离掌子面50m处钻深度为1.5m的孔，布置传感器；自掌子面起，每隔1.5m钻孔一个，钻孔深度为1.5m，最后一个孔与传感器的距离大于20m。所有钻孔的高度尽可能的在同一标高线上。钻孔完毕后，逐个测量孔的深度和倾斜度，并作好记录。 ②埋设传感器杆：埋设传感器前，先清孔，清除孔底虚碴，放入锚固剂卷，插入传感器套杆，用钻带动其钻动，保证锚固剂卷充分搅拌。待传感器杆固定后，插入传感器，注意传感器方向朝向掌子面。 ③连线检查：把传感器、检波器（电脑）、起爆器、同步器连接起来，并检查其是否正常工作，注意此时起爆器不得与雷管相连。 ④测量时间：测量时间选在施工交接班时间，要求工作面800m范围内不得有机械作业和作业人员作业，作业前与现场施工员联系，以确定停工时间，此时准备好爆破药卷、电雷管等。
地质雷达在隧道超前预报中的应用 发表时间：2017-10-19T15:36:52.683Z 来源：《防护工程》2017年第16期作者：常青[导读] 地质雷达是应用超高频窄脉冲电磁波来探测介质分布的一种地球物理勘探仪器。 中铁十二局集团国际工程有限公司北京 100176 摘要：地质雷达具有操作简便、扫描速度快、图像直观、高分辨率和屏蔽效果好等优点，在隧道超前预报中有很广泛的应用。基于此，本文先是简单介绍了地质雷达的工作原理，然后具体分析了地质雷达在隧道超前预报中的应用，要选取好相关参数、布置好测线、选择正确的信号触发方式，之后要对地质雷达的检测结果进行数据处理和图像判读，最后列举了地质雷达在隧道超前预报中的应用实例。目 的是为了帮助施工人员更好地应用地质雷达进行隧道施工。 关键词：地质雷达；超前预报；天线频率 1.地质雷达的工作原理 地质雷达是应用超高频窄脉冲电磁波来探测介质分布的一种地球物理勘探仪器。它的工作原理就是利用发射天线向隧道掌子面前的方向定向地发射电磁波信号，这种电磁波信号的频率为106-109Hz，电磁波在掌子面前方传播的过程中，遇到电性差异的目标体时，电磁波会发生反射，反射的电磁波由接收天线进行接收，其中，电性差异是指介电常数不同、电导率不同或是磁导率不同，电性差异越大，反射的电磁波信号越强烈，差异越小，反射的电磁波信号越差。目标体是指空洞、富含水、裂隙或岩溶等。通过对反射电磁波的时频、振幅和相位的特征等进行分析，就可以判断出掌子面前方的地质构造。目标体到掌子面间的距离计算公式如下： 其中，d是指目标体到掌子面间的距离，单位是m； V是指电磁波在介质中传播的速度，单位是m/ns； T是指反射电磁波双程的走时，单位是ns； X是指发射天线和接收天线间的距离，单位是m。 2.地质雷达在隧道超前预报中的应用 2.1选取好相关参数 天线中心频率，是决定地质雷达应用效果的主要参数。应将该频率的选择作为参数选择的重点，确保隧道超前预报的过程能够有效完成。目标体深度、目标体尺寸以及天线尺寸等，均需符合场地的要求，以保证雷达空间分辨率达标。将空间分辨率设为x（m），将围岩介电常数设置为e，则雷达天线中心频率为f=150/xe1/2MHZ。施工过程中，可采用上述公式选择雷达。实践经验显示，当雷达中心天线频率为100MHZ时，隧道超前预报范围可达20m--50m。为进一步扩大预报范围，必须增设另外的天线进行辅助测量[1]。 2.2测线的布置和信号触发方式的选择 当前，掌子面的开挖方式，一般以上下导坑式为主，工作面较窄。为确保布线方式能够与掌子面的开挖方式相适应，可采用两横两竖或等方式完成布线。不同工程地形情况不同，测线需根据工程的具体情况进行灵活布置。有研究指出，随着测线距离的延长，数据采集量逐渐增多，数据分析的准确度也会随之提高。因此，工作人员可根据工程情况，适当延长测线的距离，以为后期的数据分析过程提供依据。需注意的是，应将掌子面轴心位置及其周围区域，作为测线的主要区域，以提高测量效率。 地质雷达数据采集信号触发方式主要包括以下几种：（1）测量轮触发：该触发方法对测量目标体表面的光滑度要求较高，如掌子面凹凸不平，测量结果的准确度一般较低。（2）时间触发：该触发方法下，雷达系统能够在一定的时间间隔内，自动采集数据，具有自动化水平高的优势。但该方法对天线运行的速度要求较高。如天线未能匀速前进，导致时间间隙过大，数据采集的精确度则很难得到保证。若工程技术水平较高，能够确保前线匀速运行，则可以采用该触发方式进行数据采集。（3）键盘触发：该触发方法下，电脑键盘可直接将数据采集指令发送给雷达接收系统，每发送一次，便可完成一次数据采集。与测量轮触发相比，键盘触发的优势在于对掌子面的光滑程度无要求，测量较为便利。与时间触发方法相比，键盘触发的优势在于受天线前进速度的限制较小，数据采集的过程，基本能够在可控的范围内完成，因此数据出现误差的几率较低。对比上述触发方式的优势与缺陷可以看出，键盘触发的应用价值更高。 2.3地址雷达的数据处理和图像判读 地质雷达图像剖面中，含有大量的雷达资料。只要掌子面前方介质存在电性差异，即可通过图像剖面，找到与之相对应的反射波、确定反射波的同相轴，最终使数据处理以及图像的判读过程得以完成。隧道超前预报过程中，对掌子面构造情况、夹层情况以及熔岩等分布情况的掌握，属于关键的工作环节。不同地质构造的反射波以及雷达图像均存在一定的差异。以构造断裂带为例：当掌子面存在构造断裂带时，雷达图像波层的形状，即为断裂带的走向。实践证明，水会对隧道超前预报的结果造成影响。如掌子面不含水，断裂带以及溶洞等的预报结果通常较为准确。反之，如掌子面含水，探测的距离将会相对缩短，能量的消耗量也会有所增加。因此，测量前需做好地质勘查工作，以确保测量过程能够顺利完成[2]。 2.4应用实例 2.4.1 工程概况 隧道位于国内某省，设计行车速度100km/h。左右线分离布置。隧道全长2658km，左右两段间距28m。开挖宽度11.4m、高度9.00m，。最大埋深192m、最小20m。 2.4.2 现场组织 施工现场组织工作内容，主要包括仪器准备以及隧道左右两段布置等：（1）仪器准备：工程所需仪器包括地质雷达以及爆破开挖器械等。地质雷达天线频率100MHZ，增设500MHZ雷达一部备用。（2）左右两段布置：隧道左右两段均采用二字型方法布置。掌子面底部横洞布线较低。充电探查区域布线稍高。
附件一 隧道超前地质预报管理细则 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 云桂铁路、沪昆客专云南有限责任公司（以下简称公司）成立隧道超前地质预报管理领导小组。 组长：韩星俊
副组长：王景江霍宝虎 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云桂铁路、沪昆客专（云南段）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。
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。
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
隧道超前地质预报 实施方案 山东正元建设工程有限责任公司 二〇一二年十二月
目录 第一部分隧道超前地质预报实施大纲 (1) 1 超前地质预报的目的 (1) 2 超前地质预报的原则 (1) 3 隧道超前地质预报方案 (2) 3.1 TSP超前地质预报 (2) 3.2 地质雷达超前地质预报 (6) 3.3瞬变电磁法 (9) 3.4复合式激发极化法预报 (10) 3.5超前水平钻探 (12) 4 超前地质预报质量与安全保证措施 (13) 4.1超前地质预报质量保证措施 (13) 4.2 超前地质预报安全保证措施 (15) 第二部分拟投入的主要人员与设备 (18) 第三部分合同报价 (20)
第一部分隧道超前地质预报实施大纲1 超前地质预报的目的 隧道超前地质预报技术主要包括常规地质方法、工程物探方法等, 在预报时一定要结合隧道掌子面前方的具体情况进行合理设计, 进一步拓宽隧道超前地质预报概念的含义。特别是在复杂地质条件隧道施工过程中, 在加强工程地质分析的同时, 应结合工程物探对隧道不良地质进行超前地质探测预报研究,为工程设计及施工提供工程地质资料。避免工程地质灾害，从而保证施工安全。超前地质预报的主要目的为： （1）预报开挖掌子面前方的岩性变化或围岩类别； （2）掌子面前方可能出现的地质断层及岩石破碎带的情况； （3）掌子面前方软岩地段的位置和长度； （4）开挖段前方岩体是否含水及可能的涌水情况等。 （5）通过对隧道洞身范围内（特别是掌子面前方）的岩体破碎地段、断层发育等不良地质的预测和分析，给掌子面的开挖提供重要的指导。 2 超前地质预报的原则 根据隧道工程线路长度、地质条件等实际情况，坚持超前地质预报“三结合”和风险靶段划分原则，即“地质与物探、钻探结合，洞内外结合，长短及不同物探方法结合”，在对隧道风险分级的基础上，采用相对应的预报方案。 （1）地质与物探、钻探结合 地质分析工作是超前地质预报工作的基础和重要环节，在较好了解地质情况的基础上，才能使物探的解释结果更接近真实情况，大大减少物探多解性带来的难题，离开了地质的物探极易偏离真实的地质，离开了物探的地质就很难将施工超前地质预报工作细化。 （2）洞内外结合 野外地质调查与洞内地质素描和洞内预报成果相结合，即宏观地质分析与具
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。
隧道超前地质预报施工方案 1 编制依据 1)《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号） 2）《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； 3）《时速250公里铁路双线隧道复合式衬砌》图号：西成贰隧参03； 4）《隧道施工工法》图号：西成贰隧参09； 5）施工图纸、设计要求和环境、地质条件。 6）隧道超前地质预报管理办法（西成铁路客运专线四川有限公司） 7）《铁路隧道超前地质预报技术指南》铁建设【2008】105号本 2 工程概况 新建西安至成都客运专线位于陕西省和四川省境内，川陕界至江油线路长165.836Km。西成客专设计为双线客运专线，设计时速：250km/h；最小曲线半径：3200m；正线线间距：4.6m；最大坡度：一般20‰，困难山区不大于25‰。本标段第一项目部管段位于剑阁县、青川县境内，起讫里程：DK431+660(黄家梁隧道进口)～DK446+500（岩边里隧道），全长14.84km，主要工程数量为：桥梁135.35m/1座，占正线总长的0.9%，隧道双线14702m/1.5座，占线路总长的99.1%。 3 工程地质概况 3.1地质构造 我管段位于四川龙门山东北向褶皱带之东翼与四川盆地边缘弧形（华夏式）构造带交界处，龙门山褶皱带的褶皱发育、断裂密布，岩层多陡顷，直立或倒转，
地质构造较为复杂。测段属于扬子准地台西北边缘地带，位于川西北台陷次级构造与龙门山构造带边缘区。隧区为单斜构造，岩层产状N47～64oE/34～45oSE,受区域构造影响，节理多为闭合或微张型，其延伸较远，，泥岩风化节理普遍发育，裂隙多而细小。 3.2水文地质特征 沿线河流较多、灌溉网密布。沿线基本为山区，山谷河流较多，主要有回龙河、清江河，属于嘉陵江水系。管段内第四系黏性土中含少量孔隙水，河床及低阶地砂砾石层含丰富孔隙水。基岩中泥页岩、泥岩夹砂岩为弱富水岩组，含少量的裂隙水和风化裂隙水；厚层砂岩、砾岩为中等～强富水岩组，含较丰富的基岩裂隙水，多位潜水，部分为承压水；灰岩等可溶岩为强富水岩组，含丰富的裂隙水和岩溶水。断裂构造多为压性断裂，地下水一般含量较少；褶曲构造核部为可溶岩及砂岩地段含丰富地下水。经沿线取表水和地下水试验，水质类型以HCO3－.SO42--Ca2+、HCO3－-Ca2+型、HCO3－.SO42--Na+型为主，对钢筋混凝土一般无侵蚀性，但三叠系须家河组含煤段地层、嘉陵江组、雷口坡组盐溶角砾岩、侏罗系油砂岩地段地下水以及城市周边受污染表水多具硫酸盐侵蚀性或酸性侵蚀性。 3.3隧道涌水量预测 根据各岩组地层出露位置、岩性、地质构造、节理裂隙发育情况，地貌形态及在本水文地质单元中的径流条件，黄家梁隧道预计正常涌水量为7093m3/d,考虑在隧道勘察中较多钻孔揭示承压水，雨季最大涌水量为14186m3/d,岩边里隧道预计正常涌水量为2071m3/d,雨季最大涌水量为3107m3/d。 3.4不良地质及特殊岩土 3.4.1 油砂岩、有害气体及原油
. TAl 施工组织设计(方案)报审表 编号：施工合同段：GTYHZQ-Ⅲ标工程项目名称：渝怀铁路增建第二线梅江至怀化段站前工程
注：本表一式4份，承包单位2份，监理单位、建设单位各1份。 . . 渝怀铁路增建第二线 秀山至梅江至同田湾段站前工程Ⅲ标超前地质预报方案
编制：______________ 复核：______________ 审批：______________ 中铁十五局集团有限公司 渝怀铁路增建二线Ⅲ标项目经理部二〇一六年十月 . .
目录 1 编制依 据 ....................................................... 1 2 工程地质概 况 (1) 2.1岩洞隧 道 (1) 2.2新半矮坡隧 道 (1) 2.4新印江屯隧 道 (1) 2.5新干巴沟一号隧 道 (2) 2.6新干巴沟二号隧 道 (2) 3 超前地质预报类别及数 量 (2) 4 超前地质预报方
4.1预报内 容 (4) 4.2预报方 法 (4) 4.2.1地质调查法 ............................................ 4 4.2.2物探法 ................................................ 4 4.2.3超前钻探法 ............................................ 4 4.3预报状况及预防措 施 (5) 4.3.1预报状况 .............................................. 5 4.3.2预防措施 .............................................. 5 5 安全保证措 施 (8) 5.1建立健全安全管理组织机 构 (8) 5.2 安全管理职
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
地质雷达在汶马高速鹧鸪山隧道超前地质预报中的应用 在修建隧道的过程中经常会遇到涌突水，大变形等地质灾害问题。这些问题严重威胁着施工人员的人身安全，也影响着施工进度，因此对隧道进行超前地质预报是非常重要的。本文主要依托汶马高速鹧鸪山隧道，使用地质雷达对鹧鸪山隧道可能发生的涌突水，破碎带等进行预报，以指导隧道现场的安全施工。 标签：超前地质预报地质雷达隧道地质灾害 1前言 随着大量公路和铁路的修建，许多地区在修建过程中较高的桥隧比是在所难免的。例如贵广高铁贵州段桥隧比高达92%。在桥梁和隧道的建设过程中，隧道施工工程中遇到的安全隐患最多，例如涌突水，大变形等；位于宜万铁路上的齐岳山隧道通过15条断层、3条暗河，施工管段均为可溶岩地层，设计最大涌水量74.3万立方米/天。 在隧道施工中遇到的这些灾害可能会严重威胁现场人员的生命安全及施工进度，并且还会损坏施工设备，因此在隧道的施工中及时对隧道展开超前地质预报工作是十分必要的。 根据施工前的勘察资料，新建汶马高速鹧鸪山隧道可能存在大变形、涌突水等病害。因此，本文以汶马高速鹧鸪山隧道为依托，对地质雷达对鹧鸪山隧道的探测结果进行分析。 2地质雷达的工作原理 地质雷达由一体化主机、天线及配套软件等部分组成。地质雷达是利用超高频窄脉冲电磁波探测介质分布的一种地球物理勘探仪器。地质雷达采用的是时间域脉冲雷达，将宽频带的脉冲电磁波发射到地下介质中，通过接受反射信号达到探测地下目标的目的，雷达系统向被探测物发射电磁波脉冲，电磁脉冲穿过介质表面，碰到目标物或不同介质的界面而被反射回来，根据电磁波的双程走时，分析确定探测目标的形态及结构特性。 3地质雷达的探测方法 在探测之前，首先应该根据掌子面的实际地质情况布设测线。在掌子面上布设的测线主要有十字形和井字形布置。掌子面往往会因为隧道的爆破开挖而不平整，因此在用地质雷达探测时，有条件的话，应对掌子面进行平整处理。两横两竖或一横三竖的布线方式是比较常用的测线布设方式。在实际的环境下可以根据现场的情况灵活布置测线，其原则就是尽可能靠近掌子面轴心位置，使测线距离尽可能长、尽可能多地采集数据。
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）；
TAl 施工组织设计(方案)报审表 工程项目名称：渝怀铁路增建第二线梅江至段站前工程施工合同段：GTYHZQ-Ⅲ标编号： 注：本表一式4份，承包单位2份，监理单位、建设单位各1份。
渝怀铁路增建第二线 秀山至梅江至同田湾段站前工程Ⅲ标超前地质预报方案 编制：______________ 复核：______________ 审批：______________ 中铁十五局集团 渝怀铁路增建二线Ⅲ标项目经理部 二〇一六年十月
目录 1 编制依据 (1) 2 工程地质概况 (1) 2.1岩洞隧道 (1) 2.2新半矮坡隧道 (1) 2.4新印江屯隧道 (1) 2.5新干巴沟一号隧道 (2) 2.6新干巴沟二号隧道 (2) 3 超前地质预报类别及数量 (2) 4 超前地质预报方案 (4) 4.1预报容 (4) 4.2预报方法 (4) 4.2.1地质调查法 (4) 4.2.2物探法 (4) 4.2.3超前钻探法 (4) 4.3预报状况及预防措施 (5) 4.3.1预报状况 (5) 4.3.2预防措施 (5) 5 安全保证措施 (8) 5.1建立健全安全管理组织机构 (8) 5.2 安全管理职责 (10)
5.3建立健全各项安全制度 (11) 5.4安全生产教育与培训 (11) 5.5安全生产检查 (12) 5.6施工现场及临时工程安全技术措施 (13) 5.7 临时用电及照明安全保证措施 (14) 6 环境保护、水土保持措施 (14) 6.1弃碴场水土保持措施 (14) 6.2施工排水净化处理及保护地下水资源措施 (15) 6.3施工粉尘防治措施 (15) 6.4临时工程的使用与恢复 (15)