复杂地质条件下的隧道地质超前探测技术

超前探测在井巷复杂地质条件下的应用【摘要】中铝中州矿业段村矿区7#总进风井420m中段脉外运输巷施工到33米处，工作面遇到软岩破碎带，以泥岩、铁质页岩和砂砾岩为主，伴随有集中涌水出现，主要支护方式为钢拱架结合锚喷网支护，但是工作面前方围岩情况、水文情况和破碎程度都是未知数，此时引入超前探测技术，对前方50米左右的围岩及地质情况进行探测，给下步施工技术方案的选择、支护方案的运用以及安全性都有很大提高，这次成功实践，印证了超前探测对井巷施工的重大指导意义。

【关键词】井巷施工；破碎；裂隙水；超前探测；分析1、工程概况中铝中州矿业有限公司三门峡矿段村-雷沟矿区位于河南省渑池县境内，处在渑池县与新安县交接部位，其地理坐标为：东经111°50′30″～111°54′44″，北纬34°47′32″～34°49′24″，矿区位于渑池县与新安县交界部位。

矿区属坚硬、半坚硬、软弱及松散岩类为主的层状矿床，矿层顶底板岩层强度较低，稳固性较差，属软弱-半坚硬岩层；第四系砂卵石和风化带普遍发育；矿区内软弱层有粘土岩、炭质页岩、泥岩、煤层等。

矿区内有一条规模较大的断裂构造f4，为正断层。

刚好位于段村矿区7#总进风井周边，断层长约1600m，断距30m～50m左右。

段村7#总进风井处在段村矿区和雷沟矿区中部，净直径为3.5米，井筒深度182米，井口标高为519m，基建中段为420m和390m，它是生产期间段村矿区和雷沟矿区的总进风井，对整个矿区的生产供风起着重要作用。

2、超前探测运用目前段村7#总进风井420m中段脉外运输巷施工到33米处，工作面遇到软岩破碎带，以泥岩和铁质页岩为主，并伴随有集中涌水，施工单位、监理单位、总包单位经过现场查看，决定采用“短掘短砌”的施工方法，超前锚杆、锚喷网和钢支架混合支护，但是为了搞清楚工作面前方一定距离内围岩破碎情况，我们采用了超前探测技术，主要仪器是trt6000。

隧道的地质超前预报方法与不良地质施工措施我们在隧道的施工过程中会遇到各种不良地质,为避免盲目性,使施工方案和技术措施更科学合理，开展地质超前预报十分必要。

地质超前预报对不良地质能做到早发现，早预防，从而采取恰当的处理措施,减少和化解不良地质给施工带来的不利影响。

1地质超前预报方法1.1超前导坑法长隧道和特长隧道大都设有平行导坑。

平导一般与线路平行，距线路20m～30m 不等。

施工过程中利用平导先行的优势，认真收集和积累地质资料，并根据平导开挖过程中揭示的地质资料指导正洞施工，从而使正洞的施工方案和技术手段都建立在科学合理的基础上。

平导开挖断面小，即使出现不良地质也容易处理，对施工影响不大。

因此,超前导坑法在长隧道和特长隧道施工中被广泛采用。

1。

2 超前水平钻探法采用隧道专用钻机进行超前水平钻探，来探明开挖前方的地质情况。

超前水平钻探其实并非完全“水平”,带有一定的角度.与地震波反射法、地质雷达探测法相比,超前水平钻探法具有更直观、更准确的特点。

超前水平钻探法虽是“一孔之见”，却能起到“管中窥豹”的作用。

超前水平钻探法主要用于探测煤层、瓦斯、断层、溶腔、突水、涌泥等不良地质。

超前水平钻探法探测的距离长，探明的不良地质距工作面较远，便于提前调整施工方案和技术措施。

1.3 超长炮孔钻探法超长炮孔钻探法指的是在掘进过程中，每次打眼都用5m钻杆在隧道拱部和底部各钻两个探测孔，放炮则控制在3m以内，使工作面始终保持距不良地质2m 以上的安全距离。

当钻孔出现不良地质征兆时，可以及时采取应对措施。

采用超长炮孔钻探法，避免了钻机的频繁移动，可以不中断隧道的正常掘进，简便易行、事半功倍。

超长探孔还可兼做炮眼,节约成本，提高功效。

1。

4 地震波反射法-—TSP-203系统TSP超前地质预报系统是目前隧道及地下工程地质预报工作中，采用的较为先进的设备。

其工作原理是利用地震波的回波原理，人工制造一系列有规则排列的轻微震源，形成一个地震源断面；同时，三维地震波接收器在计算机的监控下，采集这些震源所发出的震波沿隧道前方及四周区域传播而遭遇不良地质体(如地层层面、节理面、特别是断层破碎带界面和溶洞、暗河等）被反射返回的地震波数据.这些回波信号的传播速度、延迟时间、波形、强度和方向，是与相应不良地质体的性质和分布状况紧密相关的.在一定间隔距离内连续采用上述方法，可以得到前方地层的地质力学参数，如杨氏模量和横向变形系数等，从而预报隧道前方及周围临近区域的地质状况，判断开挖面前方100m～200m范围内的地质情况。

水利水电工程隧道施工超前地质预报技术规程水利水电工程隧道施工超前地质预报技术规程是在水利水电工程建设中非常重要的一项技术要求。

隧道是水利水电工程中常见的一种工程形式，它不仅能够解决地理条件和自然条件的限制，还可以提供更加便捷的输水和输电通道。

然而，由于隧道施工时常存在复杂的地质条件，因此超前地质预报技术就显得尤为重要。

超前地质预报技术是指通过对隧道所在地质环境进行的详细调查和分析，确定隧道施工过程中可能遇到的地质问题和风险，并提前采取相应的措施来应对这些问题和风险。

这种预测性的技术有助于降低隧道施工风险，提高施工效率和质量，保障工程的顺利进行。

在进行超前地质预报技术时，需要对隧道所处的地质条件进行全面的调查和分析。

这包括对地层情况、岩性特征、断裂构造以及地下水条件等进行详细的了解。

通过采集地质样本、进行地质勘探和地质雷达探测等手段，可以获取到关键的地质数据，为后续的地质预报和施工提供依据。

在进行超前地质预报时，还需要对隧道所经过的各种地质问题进行科学的分析和评估。

例如，地质构造活动可能导致地层位移和断裂破碎，从而增加隧道施工的难度和风险；地下水可能引起地层涌水和隧道塌陷等问题。

通过对这些地质问题进行准确的预测和评估，可以为隧道施工提供合理的设计和施工方案。

超前地质预报技术的核心在于对地质问题的准确预测和评估，但并不仅限于此。

在预测和评估的基础上，还需要制定相应的施工措施来应对可能出现的地质风险。

这包括采取合理的支护措施、进行地下水控制和涌水处理、加强地质监测等。

通过这些措施的实施，可以从根本上解决或者减轻地质风险对隧道施工的影响。

总结起来，水利水电工程隧道施工超前地质预报技术是水利水电工程中至关重要的一项技术要求。

通过超前地质预报，可以充分了解隧道工程所面临的地质条件和风险，制定相应的施工方案和措施，降低施工风险，保障工程的顺利进行。

然而，超前地质预报技术也需要不断创新和完善，以应对不同地质条件和复杂施工环境的挑战。

隧道工程—超前地质探测与预报方法根据隧道工程地质条件，结合以往施工中在超前地质探测与预报方面所积累的经验，拟采用TSP203地质预报系统、地质雷达、超前钻探法、红外线探水仪等进行地质预报，并预测开挖工作面前方一定范围内围岩的工程地质和水文地质条件。

初步确定本次施工采用以下方法进行超前地质探测与预报。

一、TSP203超前地质预报系统TSP203超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况。

它是在掌子面后方边墙一定范围内布置一排爆破点，进行微弱爆破，产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播，当岩石强度发生变化，比如有断层或岩层变化时，会造成一部分信号返回，界面两侧岩石的强度差别越大，反射回来的信号、返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，得到岩体强度变化界面的信号也就越强。

返回信号被经过特殊设计的接收器接收转化成信号并进行放大，根据信号返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，就得到岩体强度变化界面的位置及方位。

TSP203地质预报系统实际操作中有如下特点：适用范围广，适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况；距离长，能预测掌子面前100m～200m范围内的地质状况，围岩越硬越完整预报长度就越大；对施工干扰小，可在施工间隙进行，即使专门安排时间，也不过一小时左右；TSP203地质预报系统现场测试示意见下图。

图 TSP203地质预报系统现场测试示意图提交资料及时，在现场采集数据的第二天即可提交正式成果报告。

采用专用处理软件，将复杂多解的波形分析转换为直观的单一解的波形能量分析图。

将隧道顶部和底部的波形能量分析图分析确定之后，可得出断层破碎带、软弱夹层或其它不良地质相对于隧道的空间位置，计算机自动绘出弹形波速度有差异的地质界面相对于隧道轴线的地质平面图和纵断面图。

但也存在预报准确性和预报精度方面的问题，需要采用其他预报手段来补充和完善。

数据处理流程见图3-5-4。

超前探测孔施工技术措施本工程隧洞采用超前探测孔技术来推断隧洞前方的地质情况，在隧洞内安放钻机进行钻孔，钻孔数量、角度及钻孔深度根据现场实际地质情况来控制。

根据地质复杂程度分级、隧洞内地质素描、物探异常带进行超前地质钻探预报和验证，对富水岩溶发育地段，超前地质钻探必须连续重叠式进行。

超前钻探揭示岩溶后，应适当加密，必要时采用地质雷达及其他物探手段进行短距离的精细探测，配合钻探清岩溶规模及发育特征。

本工程隧洞的超前探测孔技术主要采用冲击钻、回转取芯钻和加深炮孔探测，三者合理搭配使用，提高预报准确率和钻探速度，减少占用开挖工作面的时间。

A、一般地段采用冲击钻。

冲击钻不能取芯，但可通过冲击器的响声、钻速及其变化、岩粉、卡钻情况、钻杆震动情况、冲洗液的颜色及流量变化等粗略探明岩性、岩石强度、岩体完整程度、溶洞、暗河及地下水发育情况等。

B、复杂地质地段采用回转芯钻。

回转取芯钻岩芯鉴定准确可靠，地层变化里程可准确确定，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分的鉴定、岩土强度试验取芯等。

一般每循坏可钻30～50米，必要时也可钻100米以上的深孔，连续预报时前后两循环钻孔应重叠5～8米。

C、加深炮孔探测加深炮孔探测是利用风钻或凿岩台车等在隧道开挖工作面钻小孔径浅孔获取地质信息的一种方法。

加深炮孔探测适用于各种地质条件下隧道的超前地质探测，尤其适用于岩溶发育区。

按下列要求加深炮孔探测：①孔深应较爆破孔（或循环进尺）深3m以上；②孔径宜与爆破孔相同；③孔数、孔位应根据开挖断面大小和地质复杂程度确定；④在富水岩液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；⑤钻到溶洞和岩溶水时，应视情况采用超前地质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；⑥加深炮孔探测严禁在爆破残眼中实施；⑦揭示异常情况的钻孔资料作为技术资料保存。

第３９卷第６期红水河Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．６２０２０年１２月ＨｏｎｇＳｈｕｉＲｉｖｅｒＤｅｃ．２０２０复杂地质条件隧洞开挖超前地质预报实践与应用谢东元，黄㊀勇，王士发，张焱光，肖㊀若（中国能源建设集团广西水电工程局有限公司，广西㊀南宁㊀５３０００１）摘㊀要：三亚市西水中调工程输水隧洞长约２８．１ｋｍ，穿越断层㊁破碎带，地质条件复杂㊂为探明沿线隧洞地质状况，应用地质雷达探测㊁隧道层析成像（ＴＲＴ）和隧道地震波成像（ＴＳＴ）技术进行超前地质预报，探测分析掌子面前方地质状况，确保施工作业安全㊂通过现场多次实践证明，地质雷达探测和隧道地震波成像（ＴＳＴ）技术操作方便，比较准确地预测了沿线隧洞地质状况，开挖揭露情况与探测成果接近，值得推广应用㊂关键词：超前地质预报；复杂地质条件；输水隧洞；开挖中图分类号：ＴＶ５５４．９文献标识码：Ａ文章编号：１００１－４０８Ｘ（２０２０）０６－００９９－０３１㊀工程概况三亚市西水中调工程（一期）项目（原水工程）位于三亚市西部宁远河中下游的大隆水利枢纽原水引入中部地区㊂该项目的建设可从根本上解决三亚市中心城区水资源不足的问题，兼顾向水源池水库补水任务，并为沿线农业应急灌溉㊂工程包括大隆水库取水口㊁大隆水库至水厂输水隧洞，线路长约２８．１ｋｍ㊂２㊀工程地质情况１）工程区域出露地层主要为志留系下统空列村组第一段（Ｓ１ｋ１）㊁白垩系下统六罗村组第一段（Ｋ１ｌｌ１）㊁六罗村组第二段（Ｋ１ｌｌ２）㊁汤他大岭组（Ｋ１ｔ）㊁岭壳村组（Ｋ１ｌｋ）凝灰熔岩，第四系中更新统北海组冲积层（Ｑｐ２ｂ）㊁全新统冲洪积（Ｑ４ａｌ）㊂２）沿线地形㊁地质条件复杂，岩性变化大，山高坡陡谷深，各处水文地质条件差异较大㊂海南全省雨量充沛，所在区域岩层构造发育，局部受岩浆侵入作用，岩体节理㊁裂隙发育，为地下水的运移提供了有力条件，地下水丰富；局部存在地热等情况㊂３㊀施工超前地质预报的必要性和目的由于勘测设计阶段的地质工作量投入有限，工作重点放在隧道所处地质宏观勘探上，对局部复杂地质情况未作深入勘探，勘察精度不够，存在施工过程中揭露的地质情况与前期设计阶段勘探结果不符的情况㊂因此，有必要开展施工阶段的超前地质预报，进一步探明隧洞沿线可能存在的重大地质问题，降低隧洞施工地质灾害发生的概率，进而指导开挖施工，减少隧洞施工的盲目性，保证隧洞施工安全㊂４㊀超前地质预报检测方法的选择长距离超前预报可采用地质分析法㊁物探法及１００ｍ以上超前钻探法等［１］，物探法和超前钻探法比较耗时费力㊂短距离超前预报可采用地质分析法㊁弹性波反射法㊁电磁波反射法（地质雷达探测）㊁红外探测及小于３０ｍ的超前钻探法等，操作上比较省力㊂本工程超前地质预报采用地质雷达探测㊁隧道地震波成像（ＴＳＴ）和隧道层析成像（ＴＲＴ）技术，操作上比较简便，在预报准确性㊁可靠性等方面能满足核心技术要求［２］㊂５㊀超前地质预报实践应用５．１㊀８号支洞地质雷达探测５．１．１㊀测点布置８号支洞现场施工揭露，桩号Ｋ０＋２５处掌子面岩性为凝灰熔岩，强风化，斑状结构，散体状构造，岩质软，裂隙极发育，岩体破碎，透水性强㊂为进一步探明深层内部围岩地质情况，采用地质雷达超前预报㊂地质雷达测线沿掌子面布置如图１所示，采用１．２ｍ天线距，发射天线与接收天线相互保㊀㊀收稿日期：２０２０－０８－０４；修回日期：２０２０－０９－２１㊀㊀作者简介：谢东元（１９７３），男，广西全州人，高级工程师，从事水利水电施工，Ｅ－ｍａｉｌ：１７８６６７６８１＠ｑｑ．ｃｏｍ㊂９９㊀红水河２０２０年第６期持平行，位于同一竖直平面内，并尽可能与掌子面贴近［３］㊂为了保证数据采集质量，减少隧洞内部设施对雷达探测数据的干扰影响，在隧洞掌子面进行超前探测数据采集时，将施工台车及其他金属结构装备从掌子面跟前移开５０ｍ以上距离㊂图１㊀地质雷达测线布置示意图５．１．２㊀数据处理地质雷达超前探测资料的处理主要包括增益处理㊁滤波处理［４］等㊂增益处理一般采用扩散指数补偿增益对雷达波传播过程中所发生的吸收衰减进行补偿，以恢复来自地层深部的回波振幅㊂滤波处理包括时间域的带通滤波及空间域的差分滤波，时间域带通滤波可以压制时间方向的随机噪声；空间域差分滤波可以压制空间方向水平干扰，如压制隧洞内台车等施工设施在雷达剖面上形成的干扰影响㊂５．１．３㊀成果分析根据已开挖段地质资料分析（雷达剖面图见图２）：１）桩号Ｋ０＋２５ Ｋ０＋３３段：有明显的雷达反射回波，波形杂乱，振幅变化大，初步推断该区域岩性为凝灰熔岩，岩质软，强风化，节理裂隙发育，岩体破碎，开挖面可能出现渗水 滴水现象，围岩自稳能力差，隧道开挖过程中易发生坍塌㊁掉块现象㊂２）桩号Ｋ０＋３３ Ｋ０＋３７段：雷达反射同相轴比较连续，有明显反射回波，回波强度基本一致，雷达波反射能量较强，初步推断该区域隧洞围岩岩性为凝灰熔岩，岩质较软，强风化 弱风化，节理裂隙发育，岩体破碎，开挖面可能出现渗水 滴水现象，围岩自稳能力差㊂５．２㊀ＴＲＴ及ＴＳＴ层析扫描分析１０号支洞Ｋ０＋４９６ Ｋ０＋５９６围岩主要由粗中粒黑云母二长花岗岩组成，岩性坚硬，粗中粒㊁似斑状结构，多呈镶嵌 块状构造㊁局部碎裂构造，节理较发育 很发育㊂为保证施工安全，分别采用ＴＲＴ及ＴＳＴ两种预报方法进行分析㊂５．２．１㊀ＴＲＴ预报分析采集的地震波数据，通过ＴＲＴ７０００预报系统后处理软件进行处理，得到波速Ｖｐ不同方向的ＴＲＴ７０００层析扫描成像㊂ＴＲＴ７０００层析扫描成像图见图３㊁图４㊂图２㊀雷达剖面图图３㊀ＴＲＴ层析扫描成像图侧视图图４㊀ＴＲＴ层析扫描成像图 立体图㊀㊀从图３㊁图４可以得出以下结论：１）里程Ｋ０＋４６６ Ｋ０＋５３７段：无明显的阻抗变化区域，初步推断该段岩体较完整 完整性差㊂２）里程Ｋ０＋５３７ Ｋ０＋５６２段：出现阻抗变化区域，初步推断该段岩体较完整 较破碎，发育有裂隙水㊂３）里程Ｋ０＋５６２ Ｋ０＋５８７段：出现明显的阻抗变化区域，初步推断该段岩体较破碎，发育有少量裂隙水，节理裂隙较发育㊂５．２．２㊀ＴＳＴ预报分析ＴＳＴ超前预报软件的处理结果是地质偏移图像００１谢东元，黄㊀勇，王士发，等：复杂地质条件隧洞开挖超前地质预报实践与应用㊀和速度分布图像［２］㊂速度分布图像的横坐标是隧洞里程，纵坐标为速度值㊂地质偏移图像中的深浅条带代表围岩中的岩石反射界面，浅色代表岩石由软变硬的反射界面，深色代表岩石由硬变软的反射界面㊂ＴＳＴ形成的剖面图见图５㊂图５㊀ＴＳＴ剖面图㊀㊀根据已开挖段地质分析资料及ＴＳＴ剖面图揭示：１）Ｋ０＋４９６ Ｋ０＋５３５段：长度３９ｍ，纵波速度为４１００ ４８００ｍ／ｓ㊂通过地震波地质构造偏移图像以及速度曲线并结合地质资料的综合分析，岩体完整性较差至较完整，节理裂隙较少发育㊂２）Ｋ０＋５３５ Ｋ０＋５５６段：长度２１ｍ，纵波速度为３８００ｍ／ｓ㊂通过地震波地质构造偏移图像以及速度曲线并结合地质资料的综合分析，该段围岩节理裂隙较为发育，围岩完整性较差，裂隙水多呈滴水状，下雨时呈线状或股状出水㊂施工中应注意岩体破碎引起的掉块㊂３）Ｋ０＋５５６ Ｋ０＋５７４段：长度１８ｍ㊂通过地震波地质构造偏移图像以及速度曲线并结合地质资料的综合分析，该段围岩节理裂隙发育，围岩完整性差㊂４）Ｋ０＋５７４ Ｋ０＋５９６段：长度２２ｍ㊂通过地震波地质构造偏移图像以及速度曲线并结合地质资料的综合分析，该段节理裂隙较发育，围岩完整性差，以基岩裂隙水为主，多呈渗水㊁滴水状，雨季局部或呈线状㊂５）预报揭示１０号支洞围岩局部稳定性差，后段富水，隧洞开挖时可能发生涌突水㊂２０２０年６月下旬，１０号支洞开挖出碴过程中遇底板涌水，平均涌水量约１００ｍ３／ｈ，超前地质预报成果与开挖揭露情况相符㊂６㊀结语针对三亚市西水中调工程输水隧洞复杂地质条件，工程总承包项目部采用地质雷达探测㊁ＴＲＴ和ＴＳＴ技术等进行超前预报，全面预测隧洞施工掌子面前方的围岩地质状况，并根据预测分析结果，提出合理处置建议，有效防范坍塌㊁透水事故，确保了隧洞施工作业安全㊂地质雷达㊁ＴＳＴ满足地质检测核心技术要求，在理论的严谨性㊁预报准确性㊁可靠性等方面比较好，具有推广应用价值㊂参考文献：［１］㊀宋浪．超前地质预报在隧道施工中应用研究［Ｊ］．江西建材，２０１８（２）：１１６，１１８．［２］㊀肖启航，谢朝娟．ＴＳＴ技术在岩溶地区隧道超前预报中的应用［Ｊ］．岩土力学，２０１２（５）：１４１６－１４２０．［３］㊀杜添．基于地质雷达的米仓山隧道超前地质预报应用研究［Ｄ］．成都：西南石油大学，２０１７．［４］㊀Ｔ／ＣＥＣＳ６１６－２０１９，隧道施工超前地质预报技术规程［Ｓ］．ＰｒａｃｔｉｃｅａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｆｏｒＴｕｎｎｅｌＥｘｃａｖａｔｉｏｎｕｎｄｅｒＣｏｍｐｌｅｘＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓＸＩＥＤｏｎｇｙｕａｎ ＨＵＡＮＧＹｏｎｇ ＷＡＮＧＳｈｉｆａ ＺＨＡＮＧＹａｎｇｕａｎｇ ＸＩＡＯＲｕｏＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐＧｕａｎｇｘｉＨｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＢｕｒｅａｕＣｏ． Ｌｔｄ． Ｎａｎｎｉｎｇ Ｇｕａｎｇｘｉ ５３０００１ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅｗａｔｅｒ－ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅｔｕｎｎｅｌｏｆｔｈｅＷｅｓｔ－ｔｏ－ＣｅｎｔｒａｌＷａｔｅｒＤｉｖｅｒｓｉｏｎＰｒｏｊｅｃｔｉｎＳａｎｙａＣｉｔｙｉｓａｂｏｕｔ２８．１ｋｍｌｏｎｇ ｃｒｏｓｓｉｎｇｆａｕｌｔｓａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅｚｏｎｅｓ ａｎｄｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅｃｏｍｐｌｅｘ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌａｌｏｎｇｔｈｅｌｉｎｅ ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｒａｄａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｕｎｎｅｌｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ ＴＲＴ ａｎｄｔｕｎｎｅｌｓｅｉｓｍｉｃｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ ＴＳＴ ａｒｅｕｓｅｄｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｅａｄｖａｎｃｅｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ａｎｄｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｎｆｒｏｎｔｏｆｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅａｒｅｄｅｔｅｃｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．ＴｈｅｐｒａｃｔｉｃｅｈａｓｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｒａｄａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＴＳＴｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｒｅｅａｓｙｔｏｏｐｅｒａｔｅ ａｎｄｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｕｎｎｅｌｓａｌｏｎｇｔｈｅｌｉｎｅａｒｅａｃｃｕｒａｔｅｌｙｐｒｅｄｉｃｔｅｄ．Ｔｈｅｅｘｃａｖａｔｉｏｎｅｘｐｏｓｕｒｅｉｓｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ ｗｈｉｃｈｉｓｗｏｒｔｈｙｏｆｐｏｐｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ａｄｖａｎｃｅｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｃｏｍｐｌｅｘｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗａｔｅｒ－ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅｔｕｎｎｅｌ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ１０１。

44交通科技与管理工程技术0　引言近年来，随着我国经济水平的蓬勃发展，我国开始注重完善基础设施建设，增加各类高速铁路、高速公路的建造量，除此之外也建造了大量如隧道工程般的隐蔽工程。

由于隧道工程是处于地下环境中的隐蔽工程，复杂多样、无法预知的地质因素为隧道工程带来了极大的影响和挑战。

在隧道工程的前期勘测阶段，容易因时间、技术和经济等因素影响勘测结果，导致设计结果与实际施工环境不匹配的情况。

而在施工过程中，尤其是在地质复杂的区域，易出现如地层破碎带、断层、溶洞、地下暗河等对施工不利的条件，若无法提前预测前方地质情况，不仅会影响正常施工，还会对施工队伍的安全造成威胁，造成较大的人员和经济损失，因此隧道地质超前预报对隧道工程具有重大意义。

隧道超前预报检测中常用的方法有：地质雷达法、红外探水法、TSP 预测法、超前钻探法等。

地质雷达法由于具有操作简单、成本较低、高效便捷、不会对施工环境造成影响等优点，且对于破碎岩体、溶洞等复杂地质探测效果较好，被广泛运用于隧道超前预报监测之中。

本文就地质雷达法对贵州某铁路隧道在建工程进行隧道超前预报检测，对地质雷达法在隧道超前预报监测中的准确性进行论述和验证。

1　地质雷达探测原理地质雷达是一种电磁无损探测技术。

通过向地下发射频率通常在106 Hz~109 Hz 的高频窄脉冲电磁波，对接收到的反射波形的振幅、波形、频率等特征进行分析，进而推断地质因素的探测技术。

该方法的理论依据是，探测对象内部存在明显的介电性差异，电磁波遇到地址分界面会产生不同的反射、散射差异，对于接收到的反射波形的差异进行相关分析，即可推断隧道前方是否存在不良地质，并对不良地质的空间位置、规模等信息进行推测。

2　雷达数据处理基本理论 （1）三振相：香味、振幅、频率。

三振相即瞬时相位、瞬时频率和瞬时振幅，是隧道超前地质预报中不可或缺的三个指标。

相位：一个垂直的单道波形的波峰和波谷可以直观地表达出波形的相位，每一个完整的信号周期都至少包含一个波峰和波谷，地下不同的介质的接触面反射的电磁波会在地质雷达探测设备上显示出一个完整的反射信号周期。

隧道施工超前地质预报方法综述xxx(中xx局集团有限公司隧道工程公司）摘要：本文简述了各种超前地质预报方法的特点，提出在复杂地质条件下，运用多种方法进行综合预报，并以xx省xx高速公路xx隧道为例，说明综合预报的有效性。

关键词：复杂地质条件；超前地质预报；隧道施工隧道的设计、施工、工期、造价均受到地质条件的制约。

因此，了解隧道穿过地段的地质条件不仅是隧道建设的需要，也是隧道工程地质工作的目的。

由于隧道及其他地下工程深埋地下，工程岩体的水文地质与工程地质条件复杂多变，根据现有的地质勘探技术水平及手段，对所取得的资料不能完全满足施工要求，因此，这些问题的解决还有待在施工中开展深入的超前地质预报工作。

目前在隧道施工期间采用的超前地质预报方法从专业技术方面可分为常规地质法和物探法两大类，具体有以下几种：（1）超前导坑；（2）正洞地质素描；（3）水平超前探孔；（4）声波测试；（5）红外探水；（6）弹性波法；（7）电磁波法。

1 常规地质法（1）超前导坑法超前导坑法可分为超前平行导坑和超前正洞导坑。

平行导坑的布置平行于正洞，断面小而且和正洞之间有一定的距离，在施工过程中对导坑中遇到的构造、结构面或地下水等情况作地质素描图，通过做地质素描图对正洞的地质条件进行预报。

采用平行导坑预报的优点是：平行导坑超前的距离越长，预报也越早，施工中就有充分的准备时间，可以增加工作面，加快施工进度，还可以起到排水减压放水，改善通风条件和探明地质构造条件的作用。

采用超前平行导坑进行预报比较直观，精度高，预报的距离长，便于施工人员安排施工计划和调整施工方案。

超前正洞导坑布置在正洞中，其作用与平行导坑相比，效果更好。

但是采用超前导坑法进行预报也有缺陷：一是成本太高，有时需要全洞进行平导开挖；二是在构造复杂地区准确度不高。

（2）正洞地质素描地质素描是对开挖面的地质情况如实而准确的反映。

素描的主要内容包括地层岩性、构造发育情况（含断层、贯穿性节理、夹层或岩脉）、地下水的出水状态、围岩的稳定性及初期支护采用的方法等。

隧道地质灾害超前探测方法研究隧道工程是现代交通运输的重要组成部分，尤其在山区和地下工程建设中具有不可替代的作用。

然而，隧道施工过程中的地质灾害易发，如岩爆、涌水、塌方等，给工程安全和人员生命带来严重威胁。

因此，开展隧道地质灾害超前探测方法研究具有重要的理论和实践意义。

本文旨在对隧道地质灾害超前探测方法的研究现状和存在的问题进行探讨，并提出一些可能的解决方案。

隧道地质灾害超前探测方法的研究已经取得了许多成果。

根据现有文献，这些方法主要包括地球物理方法、地质雷达法、地震波法、红外探测法等。

地球物理方法通过研究地层的物理性质差异，推断地层结构、岩体质量和潜在地质灾害。

地质雷达法利用电磁波反射原理，探测隧道前方地质构造和岩体特征。

地震波法通过分析地震波在岩体中的传播规律，预测隧道施工过程中的地质灾害。

红外探测法则是利用红外辐射原理，检测隧道围岩中的隐含裂缝和不良地质体。

虽然上述方法在一定范围内取得了较好的探测效果，但也存在一些问题。

地球物理方法对地层岩性的判断精度有待提高，尤其是在复杂地质条件下。

地质雷达法在探测含水地层和较大岩体时效果不理想，且对隧道施工干扰较大。

地震波法在长距离预测中精度有所下降，且需要大量现场布设。

红外探测法对隧道围岩中的隐含裂缝和不良地质体判断精度不高，且易受环境因素干扰。

本文采用文献调研和案例分析的方法，收集和整理了国内外隧道地质灾害超前探测方法的文献资料，并对其研究现状和存在的问题进行了深入剖析。

同时，结合相关工程实例，对不同方法的适用性和局限性进行了分析和评价。

通过对隧道地质灾害超前探测方法的研究现状和存在的问题进行深入探讨，得出以下各种超前探测方法都有其独特的原理和适用范围，选择适合的方法是提高探测效果的关键。

地球物理方法和地质雷达法在探测隧道前方地质构造和岩体特征方面具有较好的效果，但精度仍有待提高。

地震波法在预测隧道施工过程中的地质灾害方面具有一定的优势，但长距离预测时精度有所下降。

超前地质预报技术在隧道施工中的应用一、引言隧道施工作为一项综合性大型工程，在建设过程中所面对的地质条件多种多样，极易带来巨大的风险和损失。

因此，超前地质预报技术在隧道施工中得到了越来越广泛的应用，它能帮助工程团队及时发现隧道施工中可能出现的地质灾害，从而采取相应措施加以应对。

二、研究背景隧道施工中的地质灾害是由随机变化的地质构造和地质体性质以及施工工艺等因素综合作用引起的，具有不确定性和难以预测性。

在以往隧道施工中，因为不能准确预测隧道所在地的地质状况而导致了许多任务滞后、突发事件难以控制的情况。

超前地质预报技术是一种可以将地质情况在所需时间内预报的方法，能够提高施工过程中地质预报的精度，为施工提供更多的信息并减少风险，同时也为隧道施工的进展提供了科学化的方案指导以及参考意见。

三、超前地质预报技术的应用1.实时监测技术在隧道施工过程中，实时监测技术可以通过现场观测、数据记录以及数据分析等方式，及时识别出地质变化和隧道内部的稳定性情况，帮助工程团队提前预计和解决地质问题。

实时监测技术可以使用遥感、激光测量、地下水位监测等多项技术手段实现，既可以监测现场状况，也可以提供数据参考。

2.先进的地质探测器超前地质预报技术越来越注重提高观测技术和方法，同时应用先进的地质探测器也是其应用的重要方面之一。

各种地质探测器的出现极大地拓宽了隧道施工工程地质预报的思路，大大提高了地质探测的能力，从而为隧道施工过程中的地质探警告提供更加准确和完善的信息支持。

3.高分辨率地质发掘技术高分辨率地质发掘技术具有高精度和多参考性等特点，可以将地质发掘的范围、深度等进行准确评估，同时提供详细的地质信息，从而帮助工程团队更快、更准确地完成地质数据收集、评估、分析等工作。

高分辨率地质发掘技术的应用可以使施工方便捷，并且将工程风险升到最小值。

四、未来展望技术的更新换代不是一日之功，超前地质预报技术在隧道施工中的运用还存在许多问题和挑战。

岩溶发育地区复杂条件下隧道施工技术研究摘要：随着交通运输行业的飞速发展，公路工程项目修建也越来越多，国家基础建设的中心逐步向岩溶发育的西南部地区倾斜，公共交通俨然成为基建的重点项目，复杂、多变的岩溶地质条件已成为交通建设所面临的巨大挑战。

特别是在云南山区建设中，隧道施工在穿越溶洞密集而复杂的环境时，结合现场地质情况与超前地质预报资料，采取合理的处治方式已成为隧道施工中急需解决的关键性问题。

本文详细分析了岩溶洞穴的隧道施工处治建议，为同类工程施工提供经验参考。

关键词：隧道工程岩溶地区超前地质预报超前加固处理溶洞处治建议0前言岩溶是指可溶性岩石，受水的水化和机械作用产生沟槽、裂隙和空洞以及由于空洞的顶部塌落使地表产生陷穴、洼地等类现象。

我国70%面积为山区，地理地质条件十分复杂，分部着大面积的碳酸盐地层，主要集中分布在我国西南省份地区。

由于岩溶地区隧道地质情况变化多样、尤其复杂，安全施工技术一直是热点关注问题。

本文旨在岩溶地区隧道施工技术的研究与总结工作，对岩溶地区隧道施工有着普遍而重要的现实意义。

1地质超前预报目前隧道超前地质预报的方法主要有地质素描法、超前钻探法、地球物理探测法（简称物探法）和综合判定法等。

常用的物探手段是地质雷达法，一般不单独使用，通常结合掌子面地质素描手段进行综合地质预报。

地质素描主要对掌子面的地质情况进行客观、准确的描述，主要内容包围岩特征、构造发育情况、地下水状态、围岩的稳定性等方面。

根据已建和在建隧道的地质超前预报结果与后续开挖揭露情况分析得出，溶洞大体可分为以下几种类型：空腔型溶洞。

一般为无水、干燥型，比较容易识别。

完全充水型溶洞。

洞内全充填着水，较难判定溶洞后端位置，进而不容易准确界定溶洞的空间位置及尺寸大小。

泥质充填型溶洞。

较为准确的判定大小及轮廓。

2岩溶隧道处治原则岩溶的分类方式众多，类别也繁杂。

根据查阅的相关文献，结合分析过往的施工经验，岩溶灾害处治的原则为“以疏为主、堵排结合、因地制宜、综合治理”。

隧道超前预报及质量监控地质雷达系统技术方案1.引言地质雷达系统是一种非常有用的工程监测技术，它可以通过无线电波来探测地下的岩层结构和地质环境。

在隧道工程中，地质雷达系统可以用于超前预报和质量监控，以减少工程风险和提高施工效率。

本文将介绍一个隧道超前预报及质量监控地质雷达系统技术方案。

2.技术原理地质雷达系统利用无线电波的反射和散射特性来探测地下物体的位置和性质。

当无线电波与地质体相互作用时，会产生反射和散射现象。

地质雷达系统通过接收和分析这些波的回波信号来反推出地下地质体的特征和结构。

3.系统设计(1)发射和接收器件：地质雷达系统需要一个发射器和一个接收器，发射器用于发出无线电波，接收器用于接收回波信号。

发射器需要能够产生高频率和高功率的无线电波，接收器需要能够高灵敏度地接收和放大回波信号。

(2)信号处理和图像重建：接收到的回波信号需要经过一系列的信号处理和图像重建步骤，才能得到地下岩层的结构和特征。

这些步骤包括数据滤波、时频分析、图像处理等。

(3)数据传输和显示：地质雷达系统需要将处理后的数据传输到监测中心进行分析和展示。

数据传输可以通过有线或无线方式实现，显示可以采用图像或图形等形式。

(4)监测中心系统：监测中心系统可以通过计算机软件来实现，负责接收和处理来自地质雷达系统的数据，并生成监测报告和预警信息。

4.系统应用(1)超前预报：地质雷达系统可以在隧道开挖前进行预测，确定隧道前方的岩层结构和特征，并探测出潜在的地质隐患。

这样可以帮助工程师做好施工计划和安全措施，减少事故风险。

(2)质量监测：地质雷达系统可以在隧道开挖过程中进行实时监测，探测出隧道墙壁和顶板的稳定性和质量。

如果发现问题，可以及时采取修复措施，确保隧道的安全性和可持续性。

(3)数据分析与管理：地质雷达系统可以将监测数据存储在数据库中，实现历史数据的长期管理和分析。

通过数据分析，可以提取出地下地质体的规律性和趋势性，为隧道工程的优化设计和施工提供参考。

隧道地质超前探测调研报告隧道地质超前探测调研报告一、调研目的隧道地质超前探测是在隧道工程施工前，对地层情况进行详细调研，以便为隧道设计和施工提供准确可靠的地质信息。

本次调研的目的是了解目前隧道地质超前探测的应用情况和技术发展趋势。

二、调研方法1. 文献调研：查阅相关隧道工程的研究论文、技术手册和标准规范，了解隧道地质超前探测的基本原理和方法。

2. 实地调研：参观现有的隧道工程施工现场，了解实际运用隧道地质超前探测的工作流程和效果。

三、调研结果1. 隧道地质超前探测的基本原理隧道地质超前探测利用地质雷达、超声波、地震波和电磁波等技术手段，通过对地下物质的反射、折射、抑制、透射等物理现象的研究，来获取隧道施工区域的地质结构、地层分布、地下水位等信息。

通过对地质条件进行评估和判定，可以为隧道设计和施工提供重要参考。

2. 隧道地质超前探测的应用情况在我国的隧道工程中，地质超前探测已经得到广泛应用。

例如，在高速公路隧道工程中，地质超前探测可以为隧道的纵横断面设计、支护结构设计提供依据。

在铁路隧道工程中，地质超前探测可以评估地下水位及地下水渗流状况，为隧道的防渗设计提供依据。

在地铁隧道工程中，地质超前探测可以评估地下岩层的稳定性，为隧道的支护结构设计提供依据。

3. 隧道地质超前探测存在的问题和挑战尽管隧道地质超前探测已经取得了一些成果，但仍然存在一些问题和挑战。

首先，地质超前探测技术还需要进一步提高，以提高传感器的分辨率和灵敏度，从而得到更准确的地质信息。

其次，隧道地质超前探测需要综合运用多种技术手段，因此存在数据处理和分析的困难。

另外，地质超前探测的成本较高，需要昂贵的设备和专业技术人员的支持。

四、技术发展趋势1. 三维成像技术：将地质超前探测与三维成像技术相结合，可以获取更准确的地质信息，并为隧道施工提供更好的参考。

2. 自动化技术：随着自动化技术的发展，地质超前探测设备将更加智能化、自动化，并能进行实时监测和数据传输。

隧道施工地质超前预报方法主要有以下几种物探法近来运用愈来愈广泛，已经是现今隧道超前预报中不可或缺的核心手段。

常用的方法有的地震反射波法、声波测试、红外探水、电磁波法等。

1.声波法。

主要有岩面测试和孔内测试两种，其中孔内测试又分为单孔和双孔测试，目前应用的方法有HSP法和CT法。

1水平地震剖面法（HSP）○。

分为超前水平布置和双侧水平布置。

超前水平布置将发射源、接收检波器分别置于掌子面前方的两个超前水平钻孔中；双侧水平布置则是将发射源、接收检波器分别置于靠近掌子面的隧道两侧边墙的两排水平钻孔中。

发射源、接收检波器同步相错斜交移动，从而完成一次HSP数据的采集工作。

HSP的探测方式减小或者排除了隧道威严爆破松动圈的英系那个，可获得面波少、S/N比高的数据，能取得高精度的测试效果，同时避免了隧道中CDP法偏移距不足的缺陷。

为确保高分辨率，HSP系统采用了较高的频率范围。

2CT法。

混凝土声波CT层析成像法借助一血某射线断层扫○描的基本手段，结合其物理力学性质的相关分析，采用射线走时和振幅来重构混凝土内部声速值及衰减系数的场分布，通过像素、色谱、立体网络的综合展示，以达到直观反映混凝土内部结构图像之目的。

2．地质雷达法。

采用连续扫描电磁波反射曲线的叠加，利用电磁波在隧道掌子面前方岩体中的传播、反射原理，根据测到的反射脉冲波走时计算反射界面距隧道施工掌子面的距离。

地质雷达被认为是目前分辨率最高的地球物理方法，但是由于预报距离短，易受隧道洞内机器、管线的干扰，目前多用于岩溶洞穴、含水带和破碎带的探测预报。

3．TSP法。

原理与地震反射负式速度法相同，但其采用深度偏移法，且在成像前进行二维Radon变换。

利用视速度差异，消除与隧道走向近乎平行的反射界面，由于受观测方式限制，不可能给出准确的断层产状、位置和岩体波速。

4.红外探水技术。

在隧道中，围岩每时每刻都在发射红外波段的电磁波，并形成红外辐射场，辐射场有密度、能量、方向等信息，岩层在向外发射红外辐射的同时，必然会把它内部的地质信息传递出来。

公路隧道超前地质预报施工技术发布时间：2021-12-13T01:53:17.571Z 来源：《城镇建设》2021年8月24期作者：盛永锋杨成魏成[导读] 近年来，中国公路建设迎来了建设的另一个高潮，特别是高速公路建设盛永锋杨成魏成中建八局第三建设有限公司 210046摘要：近年来，中国公路建设迎来了建设的另一个高潮，特别是高速公路建设。

我国道路建设的主要问题之一是道路隧道问题，由于地质条件和地质构造复杂，由于地质条件差、断层和地下水丰富，道路隧道的建设更加困难。

如果在隧道施工过程中及时预报手掌正面的地质预报不差的话，很容易发生塌方和突水等灾害。

研究表明，准确和先进的地质预报对于指导隧道的安全建造至关重要。

国内外隧道施工过程中，手面超前地质预报成为很重要的一部分，可见超前地质预报对指导隧道手面施工具有重要意义。

关键词：公路隧道工程；超前地质预报；施工技术；引言在我国经济蓬勃发展的大背景下，在地形地貌复杂的西部地区修筑公路、铁路改善交通条件以促进经济发展是不可避免的趋势。

在我国西部在建、拟建的隧道数量众多，且这些隧道往往埋深大、长度大。

在这些地区修建隧道存在着许多风险和困难，岩爆、塌方、断层等地质灾害时有发生，这些灾害严重地威胁着施工安全和人员安全。

各种地质灾害在造成人员伤亡、巨大经济损失的同时，还会破坏隧道地区的生态环境，造成长期性地形地貌的改变。

由于工程地质和水文地质条件的复杂性、多变性且建设的隧道大多埋深较大、洞线较长，以及勘察设计水平、施工人员水平等原因，勘察设计单位想要在隧道建设初期阶段调查清楚施工区域岩体的地质条件难度很大，特别是不良地质体的准确位置、规模等。

因此，在保证施工进度并确保不发生地质灾害的情况下，探究如何有效地对隧道开挖工作前方的岩石性状、不良地质体的发育情况，特别是有无岩溶、断层等不良地质体等开展超前地质预报，并针对具体特征提出相应的施工方法、地质灾害预防处理措施建议，能有效降低经济损失、减少人员伤亡。

隧道超前地质钻探实例讲解
隧道超前地质钻探是一种重要的工程勘探方法，主要用于探测隧道前方地质情况，包括岩层分布、岩性、岩体完整性、地下水状况等，以便提前采取相应的工程措施，保障隧道施工安全。

下面以一个具体的隧道超前地质钻探实例进行讲解。

某个山区高速公路隧道施工过程中，为了确保施工安全，采用了隧道超前地质钻探进行地质勘探。

该隧道全长5公里，穿越山岭地区，地质条件复杂多变。

在施工前，通过超前地质钻探揭示了隧道前方地质情况，为施工提供了重要的参考依据。

在钻探过程中，采用了多种钻探工艺和技术手段，包括岩芯钻探、超前钻、水平钻等。

通过这些钻探方法，获取了隧道前方不同深度的地质资料，包括岩层分布、岩性、岩体完整性、地下水状况等。

通过对这些资料的分析和整理，得出了隧道施工所需的工程参数和施工建议。

在施工过程中，根据超前地质钻探的结果，采取了相应的工程措施。

例如，对于岩体破碎带，采取了加强支护和注浆加固等措施；对于地下水发育地段，采取了止水排水等措施。

这些措施有效地保障了隧道施工的安全和质量。

总之，隧道超前地质钻探是一种有效的工程勘探方法，能够为隧道施工提供重要的地质资料和工程参数。

通过科学合理的钻探设计和施工组织，能够有效地保障隧道施工的安全和质量。

隧道超前钻探新技术——“水锤”钻机 隧道工程数量和建设规模越来越大，可能遇到的施工地质条件愈加复杂（如地质破碎带、断裂带、卵石堆积层、溶洞、地下水体等）。

为保障隧道安全施工，为动态设计施工提供可靠的决策参考依据，隧道施工地质超前预报受到参建各方的高度重视。

特殊不良地质，如岩溶、涌水的定性、定量判释必须采用超前钻探法预报。

超前钻探，是利用钻机在隧道开挖前方进行钻探获取地质信息的一种超前地质预报方法，适合于各种地质条件的隧道，是目前公认最直接最简单的一种预报方法。

对于隧道掘进来讲，超前钻孔施工实属“额外”消耗。

单次钻孔应尽可能深，钻孔施工效率越高越好。

目前隧道施工中，超前钻孔作业广泛使用的是“顶锤式液压凿岩钻机”，设备及钻孔夹角所限，单次钻孔深度16~20 米，即便是水平孔，一般也不超过50米，硬岩地质，进给孔深一般不超过30 米。

特殊地质条件下，隧道掘进每掘进20~30 米就进行一次超前钻孔施工，对掘进效率造成很大影响。

国外知名TBM 制造企业开始采用一种高压水动力潜孔超前钻探设备——水动力潜孔钻机（简称：“水锤”钻机），单孔钻进深度可达200 米，极大提高了特殊地质条件下隧道掘进效率。

采用的是瑞典Wassara 水动力潜孔锤，由高压水动力驱动，孔底冲击钻孔。

【水锤钻机与顶锤钻机，钻孔长度对比图】【水锤超前钻与顶锤式超前钻对比】水动力潜孔超前钻机的技术优势特别明显：①钻孔更直，深长孔作业优势明显，减少掘进机停机频率；②整个钻孔深度，钻进速度稳定；③孔底冲击，环境噪声低；④无润滑油气，工作环境空气质量好。

超前钻探还能对隧道围岩进行超前锚杆或超前管棚支护和超前预注浆等不良地质进行预处理施工。

【水锤超前钻机】“水锤”超前钻机组成：钻机总成——由安装座，推进梁，钻杆，液压推进、回转和姿态调整机构组成。

利用TBM 已有液压泵站提供液压动力；水动力潜孔锤——简称“水锤”，核心部件，由高压水动力驱动的潜孔冲击器；高压水动力站——电动高压水泵站，为水锤提供高压水动力。