最新岩溶隧道超前地质预报作业指导书

超前地质预报作业指导书

1.适用范围

1.1编制目的

为了使隧道超前地质预报作业能够顺利有序的进行，确保隧道超前地质预报作业质量符合设计及客货共线铁路施工技术标准的要求，特编制此作业指导书，以规范隧道超前地质预报作业人员行为，指导工程施工的顺利进行。

1.2适用范围

适用于中铁某局某铁路五标项目隧道超前地质预报作业。

2.作业准备

⑴施工前应充分掌握隧道设计图纸及相关文件内容，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。并及时与现场进行核对，以确定合适的超前地质预报方法并配备相应机具设备。

⑵将隧道超前地质预报工作纳入正常的施工工序管理，建立完善的信息收集和信息反馈系统。

3.技术要求

3.1技术指标

⑴地层岩性预报，特别是针对软弱夹层、破碎地层及特殊岩土的预测预报。

⑵地质构造预报，特别是针对断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况的预测预报。

⑶不良地质预报，特别是针对岩溶等发育情况的预测预报。 ⑷地下水预测预报，特别是针对富水断层、富水褶皱轴、富水地层中的裂隙水等发育情况的预测预报。

3.2技术标准

⑴探明断层的性质、产状、富水情况、在隧道中的分布位置、断层破碎带的规模、物质组成等，并分析其对隧道的危害程度。

⑵可能存在瓦斯(页岩气)聚集地段需测定瓦斯含量、瓦斯压力、涌出量、瓦斯放散初速度等，评价隧道瓦斯严重程度及对工程的影响，提出技术措施建议等。

4. 施工程序与实施流程

实施流程与施工程序详见“图4-1”和“图4-2”。

图4-1 超前地质预报实施流程图

5.施工要求 5.1施工准备

（1）根据施工图设计要求及现场实际情况做好超前地质预报作业技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训。

（2）准备好各种施工机械和监测仪器，配备相应的专业人员。

（3）监测之前对仪器进行检查，确保能正常运行。

（4）准备好预测使用的各种材料。

（5）将隧道超前地质预报工作纳入正常的施工工序管理，建立完善的信息收集和信息反馈系统。

5.2施工工艺

隧道超前地质预报常采用的方法有：地质调查法、地质素描、超前钻探法、加深炮孔、地质雷达、地震波反射法、红外探水。

5.2.1隧道地质灾害分级

（1）根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度，分为以下四级，详细影响因素见表5-1。

表5-1 地质复杂程度影响因素分级表

地质复杂程度

分级

影响因素

复杂（A级）

较复杂（B级）

中等复杂

（C级）

简单（D级）

岩溶发育程度 隧道位于地下水位以下，岩溶中等-强烈发育，以暗河、管道、廊道、溶洞、竖井和落水洞为主，地下洞穴系统已形成，隧道位于地下水位以上，岩溶强发育，受岩溶及充填物影响，围岩稳定性差。 隧道位于地下水位以下，沿断层、层面、不整合面等有显著溶蚀，小型岩溶发育，地下洞穴系统未形成，有小型暗河或集中径流；隧道位于地下水位以上，岩溶发育，受岩溶及充填物影响，围岩稳定性较差。 弱发育，沿裂隙、层面溶蚀扩大为岩溶化裂隙或小型洞穴，裂隙连通性差，少见集中径流，常有裂隙水流。 微弱发育，以裂隙状岩溶或溶孔为主，裂隙不连通，裂隙透水性差

地质复杂程度（含物探异常） 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，高水压 较大型涌突水，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,涌突水可能性极少

断层影响程度 大型断层破碎带，自稳性差、富水，可能引起大型失稳坍塌 中型断层破碎带，软弱，中-弱富水，自稳性较差、可能引起中型失稳坍塌 中小型断层，弱富水，有一定的自稳性，可能引起小型坍塌 中小型断层，无水，自稳性较好，掉块

地应力影响程度 极高地应力（Rc/σmax<4）开挖过程中硬质岩时有岩爆发生，有岩块弹出；软质岩岩芯常有饼化现象，岩体有剥离，位移极为明显。 高地应力（Rc/σmax=4-7）开挖过程中硬质岩时可能出现岩爆，岩体有剥离和掉块现象；软质岩岩芯常有饼化现象，岩体有剥离，位移明显。

瓦斯影响程度 瓦斯突出：瓦斯压力P≥0.74MPa，瓦斯放散初速度△P≥10，煤的坚固性系数f≤0.5，煤的破坏类型为Ⅲ类及以上 高瓦斯：全工区的瓦斯涌出量≥0.5m3/min 低瓦斯：全工区的瓦斯涌出量<0.5m3/min

地质因素对隧道施工的影响程度 危及施工安全，可能造成重大安全事故 存在安全隐患 可能存在安全问题 局部可能存在安全问题

诱发环境问题的程度 可能造成重大环境灾害 施工、防治不当可能诱发一般环境问题 特殊情况下可能出现一般环境问题 无

A级：存在重大地质灾害的地段，如大型暗河系统，可溶岩与非可溶岩接触带，软弱、破碎、富水、导水性良好的断层破碎带，特殊地质地段，重大物探异常地段，大型、特大型涌水涌泥地段，诱发重大环境地质灾害的地段以及高地应力、瓦斯灾害严重的地段以及人为坑洞等。

B级：主要针对中、小型涌水涌泥地段，较大物探异常地段，断裂带等。 C级：主要针对水文地质条件较好的碳酸盐岩及碎屑岩地段，发生涌水涌泥的可能性较小。

D级：非可溶岩地段、小型断层破碎带，发生涌水涌泥的可能性极小。

（2）超前地质预报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、多种物探方法相结合、地球物理方法与超前水平钻探相结合，辅助导坑与主洞探测相结合，开展多层次、多手段的综合超前地质预报，分级预报，并贯穿于施工全过程。

分级预报方式

A级预报：采用地质素描、地震反射波法（TSP、TGP等）、地质雷达、超前水平钻探、加深炮孔等手段综合预测。首先以长距离地震反射波法进行预测，同时中长距离的超前钻探探查和短距离的雷达探测，每一个开挖循环，都进行加深炮孔探测。

B级预报:采用地质素描，地震反射波法，辅以地质雷达，进行必要的单孔超前水平钻和加深炮孔探测。当发现局部地段较复杂时，则按A级要求实施。

C级预报：以地质素描为主。对重要的地质（层）界面、断层或物探异常可采用地震反射波法进行探明，必要时单孔超前钻探。

D级预报：采用地质素描、辅以加深炮孔。

5.2.2超前地质预报方案

5.2.2.1.一般要求

(1)严格按照超前地质预报方案实施，科学组织，正确处理施工进度与超前预报工作的关系。当施工进度与超前预报发生矛盾时，施工必须为超前预报让路，以避免盲目施工，确保超前预报实施，并起到指导施工的作用。

(2)超前预报人员应能正确使用物探仪器设备，并具备判译、预报能力。

(3)参与超前预报工作的单位应按要求配备预测预报人员与超前探测仪器设备。

(4)开展物探预报方法时，各架子队应予以配合，提供条件。

(5)当发现具有涌（突）水、涌（突）泥（砂），等大型地质灾害时，参建各方应及时共同研究分析、提出处理方案及措施意见。

5.2.2.2不同地质灾害分级的超前预报方案

超前地质预报工作应作为一道工序纳入施工组织设计中。在岩溶隧道地质预报工作中，应坚持隧道洞内探测与洞外地质勘探的结合、地质方法与物探方法的结合、多种物探方法的结合、地球物理方法与超前水平钻探的结合，开展多层次、多手段的综合超前地质预报，并贯穿整个施工过程。

根据不同的地质灾害分级，针对不同类型的地质问题，选择不同的方法和手段开展超前地质预报。

(1)A级：地质条件复杂地段的超前地质预报方案

1)地震反射波法、掌子面地质雷达应贯通地质条件复杂地段；

2)1孔超前钻探应贯通地质条件复杂地段；

3)每循环（开挖长度2m内）13孔加深炮孔（岩溶地段应加密，间距不大于2m）；

4)进行不间断的水量、水压、降雨量监测；

5)受煤层或储气构造影响时，进行不间断的瓦斯监测；

6)每循环进行地质素描；

7)根据超前地质预报的地层岩性、物探异常、岩溶、水量与水压等地质条件变化，及时调整地质复杂程度分级和预报方案；并按建设单位管理办法办理相关手续。

(2) B级：地质条件较复杂地段的超前地质预报方案

1)地震反射波法应贯通地质条件较复杂地段；

2)异常地段（如：地面物探和洞内地震反射波法物探异常地段、可能存在断层地段、可溶岩与碎屑岩接触部位、水量或水压异常地段）进行掌子面地质雷达探测；

3)3孔超前钻探贯通地质条件较复杂地段；

4)每循环（开挖长度2m内）8孔加深炮孔；

5)进行不间断的水量、水压、降雨量监测；

6)受煤层或储气构造影响时，进行不间断的瓦斯监测；

7)每循环进行地质素描；

8)根据超前地质预报的地层岩性、物探异常、岩溶、水量与水压等地质条件变化，及时调整地质复杂程度分级和预报方案；并按建设单位管理办法办理相关手续。

(3) C级：地质条件中等复杂地段的超前地质预报方案

1)地震反射波法应贯通地质条件中等复杂地段； 2)异常地段（如：地面物探和洞内地震反射波法物探异常地段、可能存在断层地段、可溶岩与碎屑岩接触部位、水量或水压异常地段等）进行掌子面地质雷达探测；

3)3孔超前钻探贯通地质条件中等地段；

4)每循环（开挖长度2m内）8孔加深炮孔；

5)进行水量、水压、降雨量的适时监测；

6)受煤层或储气构造影响时，进行不间断的瓦斯监测；

7)地质条件相同地段，每5~10m进行一次地质素描；地质条件变化地段（如：地层岩性变化、结构面产状变化、断层等）每循环进行一次地质素描；

8)根据超前地质预报的地层岩性、物探异常、岩溶、水量与水压等地质条件变化，及时调整地质复杂程度分级和预报方案；并按建设单位管理办法办理相关手续。

(4)D级：地质条件简单地段的超前地质预报方案

1)地震反射波法选择在可能存在断层、节理密集带地段；

2)必要时进行水量、水压、降雨量的监测；

3)地质条件相同地段，每5~10m进行一次地质素描；地质条件变化地段（如：地层岩性变化、结构面产状变化、断层等）每循环进行一次地质素描；

4)根据超前地质预报的地层岩性、物探异常、岩溶、水量等地质条件变化，及时调整地质复杂程度分级和预报方案；并按建设单位管理办法办理相关手续。