隧道施工中超前地质预报技术的应用

TSP法隧道超前地质预报技术研究与应用牟元存，李星，高树全，王凯（中铁二院成都工程检测有限责任公司工程检测一所，四川成都610031）摘要：长大隧道无法绕避部分不良地质问题而面临着更为复杂的工程地质和水文地质环境，这对隧道施工过程中的防灾减灾和超前地质预报工作提出了更高要求。

采用隧道综合超前地质预报技术，通过二十余条铁路线的上百座高风险隧道（近2000km）超前地质预报实践，在总结经验教训的基础上，开展了隧道掌子面前方超前地质预报物探成套技术研究。

结合大量预报实践及课题中的TSP法正反演数值模拟预报效果测试情况进行阐述，对不同不良地质条件下的物探响应特征进行总结。

该研究成果对采用类似技术开展隧道超前地质预报的同类方法具有指导意义。

关键词：高速铁路；隧道超前地质预报；物探；TSP；正反演数值模拟中图分类号：U452文献标识码：A文章编号：1001-683X（2022）01-0045-06 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2020.10.21.0450引言目前，我国铁路隧道超前地质预报技术体系包含的方法有地质调查法、物探法、钻探法和超前导坑法，其中物探法中又有地震波反射波法、地质雷达法、瞬变电磁法、激发极化法等。

由于各种物探方法有其优缺点和适用范围，针对不同的不良地质情况采用最优化的预报方法组合模式，能够事半功倍提高预报准确率［1-6］。

为此，在大量隧道超前地质预报工作实践的基础上，开展了隧道掌子面前方超前地质预报物探成套技术研究，基于TSP法结合大量的工程实践总结和数值模拟正反演情况进行阐述。

众所周知，TSP弹性波反射法属长距离预报的物探手段，一般当隧道开挖有60m左右空间时，可布置观测系统开展TSP法超前预报工作，在绝大多数环境下，其预报距离在100m以上。

采用该方法不仅能对断层破基金项目：中铁二院工程集团有限责任公司科技研究开发计划项目（12198008（12-14））第一作者：牟元存（1980—），男，高级工程师，硕士。

综合超前地质预报技术在隧道施工中的应用发表时间：2017-03-23T11:13:25.420Z 来源：《基层建设》2016年35期作者：周陈婴[导读] 摘要：在地质复杂区修建隧道时，为降低施工灾害发生频率，确保施工安全，施工前有必要进行超前地质预报。

（中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉 430056）摘要：在地质复杂区修建隧道时，为降低施工灾害发生频率，确保施工安全，施工前有必要进行超前地质预报。

以某隧道为依托，通过地质分析，运用TSP-203、GPR等物探手段进行了探测，探测结果与现场实际揭露情况基本吻合，对隧道施工起到了积极作用,降低了施工风险，保证了安全。

关键词：超前地质预报、地质雷达、TSP、GPR引言随着我国交通事业的快速发展，铁路建设进入高速发展阶段。

我国已成为世界上隧道修建规模与难度最大的国家。

特别是随着重大工程建设重心向地形地质极端复杂的西部山区与岩溶地区转移，正在或即将修建大量的高风险深长隧道工程。

由于深长隧道(洞)在施工前期难以全部查清沿线不良地质情况，导致施工过程中往往遭遇突水突泥、塌方、大变形等重大地质灾害，造成人员伤亡，机械设备报废，部分隧道被迫停建或改线，环境破坏严重，经济损失巨大。

1超前地质预报发展现状及基本原理1.1 TSP超前地质预报TSP超前预报系统采用地震波反射原理，地震波由24个爆破点上的小剂量炸药爆炸产生，当爆炸产生的地震入射波遇到岩体结构有变化的岩层时，在不同介质的分界面上，部分入射波被反射，采用电子传感器接收。

因地震波在岩体中以固定的速度传播，所以反射波的到达时间和入射波到达不同岩体分界面的距离成正比，故能间接测量地质变化带和测点之间的距离，预测隧道掌子面前方的地质结构及围岩地质状况。

1.2 地质雷达探测法地质雷达探测法基本原理是由发射机发射脉冲电磁波，其中一部分是沿着掌子面传播的直达波，经过时间t1后达到接收机；另一部分电磁波传入岩体中，在波的传播过程中遇到电性不同的岩体时，电磁波会发生发射，经过时间t2后达到接收机，然后根据两种波传播时间的差值来确定掌子面前方不同岩体的具体位置[3]。

浅谈隧道施工过程中超前地质预报的方法与原理摘要：在隧道施工中，对掌子面前方的地质条件和可能的的地质灾害开展超前地质预报，将对隧道的正常施工和顺利贯通发挥举足轻重的作用。

成功的预测促使施工及时采取应对措施，防范于未然；反之，则往往在突发的地质灾害面前束手无策，使施工遭受重大挫折。

本文通过对tsp 地质超前预报法、地质雷达法、红外线超前探水法、超前水平钻探、掌子面工程地质编录预测预报法等地质预报的方法和原理进行概述以到达更好地预测隧道掌子面前方地质情况，确保施工安全、正确指导施工。

关键词：隧道；地质超前预报；tsp；地质雷达abstract: in the tunnel construction on the tunnel face in front of the geological conditions and possible geological disasters to carry out geological prediction, will tunnel the normal construction and smoothly through to play a pivotal role. successful prediction prompted the construction of timely response measures, and preventive measures; the contrary, are often helpless in the face of sudden geological disasters, construction suffered a major setback. in this paper, the tsp geological advanced prediction method, ground penetrating radar method, infrared advanced exploration water act, geological forecasting methods and principles of advanced horizontal drilling, tunnel face engineeringgeological record forecasting method outlined in order to reach better predict the tunnel shod front side of the geological conditions to ensure construction safety, the right to guide the construction.keywords: tunnel; geological advanced prediction; of tsp; geological radar中图分类号： u45文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）引言：全面、完善、扎实的做好隧道施工超前地质预报工作既是设计单位及时进行动态设计的基本依据，又是指导隧道施工正确决策、保证隧道施工安全、提高工程设计和施工质量、减少和杜绝突发地质灾害发生的有效和必要的隧道工程施工的基础性工作。

大直径盾构隧道超前地质预报施工工法一、前言大直径盾构隧道超前地质预报施工工法是在盾构隧道施工中，通过连续地进行地质预报，并根据预报结果采取相应的技术措施，以提前预防和解决潜在的地质问题。

这种工法在大直径盾构隧道施工中得到了广泛应用，有效提高了施工效率和工程质量。

二、工法特点大直径盾构隧道超前地质预报施工工法的主要特点有：1. 精细地质调查和分析：通过对隧道所在地区的地质特征进行深入了解，确定施工过程中可能遇到的地质问题，并进行预测和评估。

2. 连续地质监测：在隧道推进过程中，对地质变化进行连续监测，及时发现问题并进行处理，避免潜在风险带来的影响。

3. 预警机制：建立一套完善的地质预警机制，通过各种信息传递和响应机制，及时将地质变化传达给施工人员，并采取相应的措施进行应对和调整。

三、适应范围大直径盾构隧道超前地质预报施工工法适用于以下情况：1. 隧道过程中遇到复杂的地质条件，如软弱地层、岩溶洞穴等。

2. 隧道施工地区地质情况较为复杂，需要严密监测和预警。

3. 隧道项目的安全性要求较高，需要通过预测和监测来减少潜在风险。

四、工艺原理大直径盾构隧道超前地质预报施工工法的工艺原理是通过对地质特征的研究和预测，确定解决地质问题所需的技术措施。

在实际施工中，根据地质预报结果，采取相应的支护措施、处理技术，并调整施工方案和施工进度，以保证隧道的安全施工和工程质量。

五、施工工艺大直径盾构隧道超前地质预报施工工艺包括以下阶段：1. 地质调查阶段：进行详细的地质勘察和调查，了解隧道所在地的地质特征。

2. 地质预测阶段：根据地质调查数据，对隧道施工过程中可能遇到的地质问题进行预测和评估。

3. 连续地质监测阶段：在隧道推进过程中，通过地质监测设备对地质变化进行连续监测和记录。

4. 预警和应对阶段：建立地质预警机制，及时将地质变化传达给施工人员，并根据预警结果采取相应的技术措施进行应对和调整。

六、劳动组织大直径盾构隧道超前地质预报施工工法的劳动组织主要包括地质调查和预测团队、地质监测团队、预警和应对团队以及与这些团队协作的施工人员和管理人员。

浅谈TGS超前地质预报技术在深埋长施工隧道中的应用作者：***来源：《建筑与装饰》2020年第25期摘要近年来，新引入我国的隧道三维地质预报系统TGS360 Pro具有预报距离长、施工干扰小和预报成果丰富等显著特点，是一种开挖施工中长距离超前地质预报的优选方法。

本文通过某隧道工程实例，阐述了TGS360 Pro超前地质预报系统的基本原理、数据处理及成果解释的方法，验证了该方法的有效性和实用性。

关键词超前地质预报;TGS360 Pro;隧道目前隧道工程中运用的超前地质预报方法种类繁多，主要包含超前钻探类、地震反射类（TRT、TGP、TST、TSP等）、红外线探水预报、电磁法类以及直流电法类方法。

而在深埋长施工隧道中，现场仪器易对电磁场产生强烈干扰，导致电磁法类超前预报方法在施工隧道中无法实施。

针对上述情况，TGS360 Pro（tunnel geological scismic 360 Pro，以下简称TGS）法是基于不同极化反射地震波记录地震波信号来预报隧道开挖面前方的地质条件和岩石特性变化的一种方法（Pisetski，1998）。

这种方法具有全球唯一获得两项美国专利的地质预报系统，不仅可以确定地下流体（油、气、富水区）的位置，而且可以预报地下流体（油、气、富水区）的动态参数，这种技术可以有效预报断层、节理密集带、破碎地层，特别对软弱夹层富水断层、岩溶水预报效果明显，可以以三维或切片形式呈现岩体力学物性参数，包括围岩应力P、杨氏模量E、泊松比、地震波波速Vs和Vp、富水区位置、溶洞位置、断层带状态分布，其对应的参数成果图可以相互验证，最大可能预测开挖面前方不良地质体的类型和位置。

本文利用TGS360Pro在某施工隧道中的预报中，验证该方法的实用性[1]。

1 TGS工作原理及系统组成1.1 TGS工作原理TGS地质超前预报法是基于不同极化反射地震波记录地震波信号来预报隧道掌子面前方及其周围不良地质或岩性变化带等地质状况的一种方法。

TSP技术在隧道工程中的使用摘要：在千枚岩隧道施工中，因为围岩软弱、破碎，在开挖过程中受扰动易出现失稳坍塌等地质灾害事故，严重威胁生命财产安全和工程质量，准确预报隧道地质情况，并做好防治预案，是控制和减少事故损失的前提。

结合汶马高速鹧鸪山隧道Ｋ１８１＋２７３～Ｋ１８１＋３７６段的ＴＳＰ超前地质预报成果与实际开挖结果跟踪对比，分析了ＴＳＰ超前地质预报技术在变质岩区域隧道千枚岩段的应用状况，并且初步探讨了千枚岩隧道中的小型破碎带和千枚岩片理构造面对ＴＳＰ超前地质预报技术的响应特征。

关键词：隧道；ＴＳＰ；千枚岩；地质预报１前言在西部山区公路铁路建设中，桥隧占有比例很大，有些高速公路桥隧比已经达到了８０％以上，而在西部山区自然条件相对较差，地质情况相对复杂。

在深埋长大隧道工程中，地质勘察受很多客观因素限制，准确的地质预报和围岩状态分析不但能够补充勘察设计中的不足，而且能够为进一步的施工处理提供必要的信息，即时调整衬砌参数，避免安全事故和成本损失［１］。

所以在隧道施工阶段展开超前地质预报工作对确保施工安全和进度有十分重要的作用［２］。

ＴＳＰ超前地质预报技术自９０年代引入我国，到当前已经被广泛应用。

如孙广忠主持的军都山隧道超前地质预报［３］，李天斌主持预报的鹧鸪山公路隧道［４］等，均取得了较好的预报效果。

但ＴＳＰ技术在千枚岩隧道中的研究相对较少。

千枚岩隧道因其特有的片理面构造，对ＴＳＰ地震波传播有一定影响。

并且以绢云母千枚岩为主的围岩自身工程力学性能差，岩体强度低，完整性差，层间结合度弱，滑脱现象明显［５］，常有破碎状结构岩体和软弱夹层出现。

通过对汶马高速鹧鸪山隧道Ｋ１８１＋２７３～Ｋ１８１＋３７６千枚岩段ＴＳＰ超前地质预报与实际开挖的对比，分析了千枚岩长大构造片理面和小型破碎带对ＴＳＰ的响应特征，以此初步探讨了ＴＳＰ超前地质预报技术在隧道千枚岩段的应用。

２ＴＳＰ地质预报原理ＴＳＰ法，即隧道前方地震预报或超前地质预报。

超前地质预报（地质雷达法）和半航空物探（半航空瞬变电磁法）在隧道工程施工的运用摘要：复杂的地质条件和地质灾害是隧道施工中的难题，发生地质灾害将造成巨大的生命和财产损失。

因此，可靠地探测地质缺陷特征，如断层、岩溶洞穴和地下水，具有重要的现实意义和理论价值。

本文介绍了超前地质预报（地质雷达法）和半航空物探（半航空瞬变电磁法）在隧道工程施工的运用。

引言在中国，许多大型项目正在进行中水利、水利等建设水电站、铁路、公路、能源储存和运输系统，以及地下矿山。

这些项目为我们提供了一个重要的机会地球工程的进展。

然而，严重的由于环境复杂，也存在挑战地质条件和潜在地质灾害在隧道施工过程中，造成了巨大的生命损失还有财产。

因此，改进地质缺陷的探测能力是非常重要的，例如探测断层、溶洞和地下水涌出。

中国在建隧道具有长度长、体积大的特点覆盖层和复杂的地质条件。

例如，宜昌至万州铁路建在山区，以高风险岩溶程度高的突水危险。

该地区已发现严重的突水危险马鹿青隧道和沿途的野三关隧道宜昌至万州铁路发生严重伤亡事故经济损失。

在水电工程领域，北京锦屏二级水电站副洞四川省有2375米深和17.5公里深长覆盖层使隧道埋在下面极高的地应力。

1.隧道工程施工的探测技术1.现有的探测技术在这下面在这种情况下，隧道的施工可以受到潜在岩爆的影响通过释放地应力，尤其是在不良地质条件，如断层、软弱岩石特征和地下水。

地质灾害防治研究在隧道施工过程中已经成为一个重要的问题中国的问题，包括相关机制治疗技术和探测技术。

地质缺陷特征的探测在危险控制中起着重要作用本文提出。

目前，探测地质灾害的方法危险源可分为两类：地质调查和地球物理勘探。

地质调查包括工程地质分析、先导开挖和岩心钻探，同时地球物理勘探包括地震、电磁和地质雷达方法。

每种方法它有自己的优点和缺点。

2、隧道工程施工探测的难点可靠探测的挑战性问题包括：（1）故障的识别和定位，裂缝、溶洞和地下水体（如地下河）；（2）含水层探测；（3）探测的解释结果在多种解释的背景下物探成果及优化探测方法的选择。

关于超前地质预报技术在铁路隧道动态信息化施工中的应用发布时间：2021-07-20T07:33:36.918Z 来源：《建筑工人》2021年第4期作者：高军1 王更峰2 林晓3 游国平2 李俊2 王辉麟4 焦全福2 孙冠华5 刘俊2 杨君华2[导读] 要将超前地质预报技术合理应用在铁路隧道动态信息化施工中，而且要做好相应分析工作。

高军1 王更峰2 林晓3 游国平2 李俊2 王辉麟4 焦全福2 孙冠华5 刘俊2 杨君华2罗辉6 高峰7 刘福春7 王晓康8 杨超2 刘素云2 张远征9 纪常永91.国铁集团武广高铁公司湖北武汉 430012；2.中铁十一局集团有限个湖北武汉 430016；3.中国石油大学（北京）北京昌平 100081；4.中国铁道科学研究院北京海淀 100083；5.中国科学研究院武汉岩土力学研究所湖北武汉 430037；6.华中科技大学湖北武汉 430076；7.中铁第四勘测设计院有限公司湖北武汉 430021；8.河北华虹工程材料有限责任公司河北衡水 053000；9.中铁三局集团第二工程有限公司河北石家庄 05000摘要：铁路隧道地质条件十分复杂，因此，在工程具体施工期间，在前期勘察、设计、开挖等过程中，经常会出现偏差，无法满足工程在具体施工期间对实时信息的掌握，这会对工程施工作业开展造成不良影响。

下面，针对铁路隧道动态信息化施工中对超前地质预报技术的应用进行探讨，希望文中内容对相关工作人员有所帮助。

关键词：铁路隧道；工程质量；超前地质预报；动态信息化铁路隧道工程施工期间，隧道掌子面周围和前方不良地质会导致铁道隧道工程施工中发生涌水、塌方等施工，可能导致施工中采用的设备损坏，以及危害施工人员生命。

可见，为了提高工程质量，确保工程能够按期竣工，要将超前地质预报技术合理应用在铁路隧道动态信息化施工中，而且要做好相应分析工作。

1 地质超前预报需要注意的内容超前地质预报技术是一项对精准性要求很高探测技术，预测勘测前，要做好相应规划工作，需要注意的要点如表1所示。

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。

隧道综合超前地质预报方法及应用舒森;王树栋【摘要】在以往的隧道超前地质预报工作中,一般是采用单一的超前地质预报方法,预报隧道工作面前方的地质信息.通过实践知道,仅仅依靠单一预报方法提供的信息是有局限性的.很多隧道中地质结构复杂,地质灾害频发,单一方法不能提供全面的预报信息,可能造成地质危害的漏报和误报.为了解决单一方法不全面的问题,根据预报对象的地质特点,采用两种或两种以上有效的预报手段进行预报,结论相互印证,提供更为全面的地质预报信息,这就是综合超前地质预报.实例使用了几种超前地质预报方法进行探测,通过预报结论和实际开挖对比分析,通过预报结论和地质信息之间的对比,得到最佳预报结论.【期刊名称】《铁道勘察》【年(卷),期】2010(036)004【总页数】4页(P80-83)【关键词】超前地质预报;地质调查法;超前钻探法;超前导坑法;物探法【作者】舒森;王树栋【作者单位】中铁二院地勘岩土工程有限责任公司,四川成都,610031;中铁二院地勘岩土工程有限责任公司,四川成都,610031【正文语种】中文【中图分类】U457+.5隧道超前地质预报就是在分析既有地质资料的基础上,采用地质调查、物探、超前地质钻探、超前导坑等手段,对隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件及不良地质体的工程性质、位置、产状、规模等,进行探测、分析解译和预报,并提出技术措施建议[1]。

目前隧道超前地质预报主要分为：地质调查法、超前钻探法、物探法、超前导坑预报法四大类。

使用单一的预报方法进行预报,往往有其局限性,并不能达到最好效果。

而只有根据探测地质体的实际情况,选择搭配不同方法进行隧道综合超前地质预报,对比预报成果,才能得到最佳的预报信息,给施工起到有效的预警作用。

实例主要使用的是超前钻探法、物探法这两种方法。

而针对隧道地质状况,物探法使用了可控源音频大地电磁法、高密度电法、弹性波反射法(TSP法)。

1 隧道超前地质预报方法及优缺点1.1 地质调查法地质调查法是利用常规地质理论和作图法,根据隧道已有勘察资料、地表补充地质调查资料、洞内地质调查资料、隧道开挖工作面地质素描,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、地质作图和趋势分析、隧道内不良地质体临近前兆分析等,推测开挖工作面前方可能揭示的地质情况,进行预测预报,如地层岩性、地质构造、不良地质及特殊地质等[1]。

超前地质预报在隧道施工中的应用发表时间：2021-01-05T06:05:03.857Z 来源：《新型城镇化》2020年19期作者：任俊李闯[导读] 隧道工程是地下隐蔽工程，地质条件千差万别，十分复杂，探明掌子面前方的地质情况已成为隧道施工安全的重要控制性因素之一。

中国水利水电第十工程局有限公司四川成都 610072摘要：隧道工程是地下隐蔽工程，地质条件千差万别，十分复杂，探明掌子面前方的地质情况已成为隧道施工安全的重要控制性因素之一。

本文以达州杨柳垭隧道工程的超前地质预报工作为研究实例，阐述了超前地质预报的目的，并论述了地质调查及地质观测素描、TGP206 隧道超前地质预报系统、地质雷达预报和超前水平钻探方法。

关键词：软岩隧道；TGP206 隧道超前地质预报系统；超前水平钻孔；地质雷达预报1、概述杨柳垭隧道位于达州经济开发区和达川区境内，隧道起点位于国道 210 线旁禾林汽车城，与南北 1 号干道及已通车的中青路平交，进口毗邻“好一新五金机电市场”、“强升药业”及“水上乐园”。

隧道出口位于南外镇火烽山村，洞顶为村民聚居区，房屋结构形式简易，大多为单层砖墙，抗震强度低。

隧道为分离式隧道，隧道左洞长710m，右洞长 690m。

进口为削竹式洞口，出口端为端墙式洞门，隧道净宽14.45m，净高 9.81m，隧道开挖断面 :S=164.06m2，隧道衬砌成型后 S=113.203m2。

2. 隧道地质状况杨柳垭隧道开挖所穿越的地层主要为砂岩、泥岩，围岩较差，以Ⅴ类、及Ⅳ类围岩为主，岩层产状 285°∠ 11 ～ 18°，为火烽山村向单斜，隧道区域岩体成块石碎石、层状结构～块状结构，局部巨块状整体结构。

出露的地层有 : 人工填土层 (Q4ml)、第四系全新统崩坡积层(Q4c+dl)、侏罗系中统沙溪庙组 (J2s) 等地层。

洞内地下水较丰富，单洞涌水量达 470m3/d，反坡开挖时排水难度较大。

综合超前地质预报在隧道施工中的应用The Application of Comprehensive Advanced Geological Prediction in Tunnel Construction■ 邓继慧 ■ Deng Jihui[摘 要] 本文就隧道施工中的地质预报工作做了较为详细 地分析与阐述，旨在于为今后隧道施工的开展提供一定的 参考与帮助。

[关键词] 超前地质预报 隧道 TSP 钻探 分析 [Abstract] In this article, the author makes a more detailed analysis and exposition of geological prediction in tunnel construction work aims to provide some reference and help to carry out the future tunnel construction. [Keywords] advanced geological prediction, tunnels, TSP, drilling, analysis半径 0.2 m 范围内钻孔。

在不稳定的岩层中钻炮孔， 应防止炮孔围岩坍塌，可以利用薄壁的塑料管（外 径应与孔径一致）放入孔中加以保护。

（4）TSP 预报系统启动。

用装药杆通过 PVC 管 将炸药包装入孔中，炸药采用二号岩石乳化炸药， 雷管采用瞬发雷管。

引爆前启动记录单元，在操作 面板上标有 POWER。

通过按黑色的 ON 开关启动记录 单元，电压显示至少应为 6 V。

起爆和记录成功后， 将地震数据从记录单元缓冲储存上载到电脑储存。

（5）地震数据采集及数据处理。

建立 TSPwin 文件，确定数据采集参数、噪音检查、数据记录。

通过检查显示地震道特征做好野外数据质量控制， 并回放地震炮记录，用于比较和检查保存在计算机 中的数据。

基于地震波法的超前地质预报技术研究应用摘要：本文通过TSP203超前地质预报在三峡翻坝高速季家坡隧道左线施工过程中的探测预报，介绍其工作原理、方法，并结合工程应用实例展开了研究，总结其过程中应该注意的问题。

关键词：隧道；地震波；超前地质预报；应用前言随着国家科技的不断进步和发展，隧道施工技术有了长足的发展，高速公路、高速铁路和城市地铁发展迅速，隧道工程数量越来越多，长度也越来越长，施工速度也越来越快，埋深也越来越大，伴随着对到工程的地质条件越来越复杂，存在的安全隐患也越来越多，为了保证隧道施工安全和高效，超前地质预报就显得越来越重要。

季家坡隧道位于宜昌三峡翻坝高速三斗坪镇，全长3584m，为三峡翻坝高速第三段隧道。

对季家坡隧道左线的超前地质预报工作的目的在于：探测掘进掌子面前方约150m范围内的岩层强弱及构造特征等地质情况，提出施工建议，为保障隧道施工安全服务，减少或避免因突发地质灾害或支护不当而导致各种损失。

本次超前地质预报的探测方法主要采用TSP203系统作长距离宏观控制。

1工作原理TSP是一种新颖、快速、有效、无损的反射地震技术，它是为隧道超前地质预报而专门设计的，可以在隧道施工、地下矿藏、洞穴和地下墓穴开挖前提供帮助，其目的在于迅速超前地提供开挖周围及前方的三维空间的工程地质预报。

与其它反射地震波方法一样，TSP采用了回声测量原理。

地震波在指定的震源点采用小药量激发产生。

地震波在岩石中以球面波形式传播。

当地震波遇到岩石物性界面(即波阻抗差异界面，例如断层、岩石破碎带和岩性变化等)时，一部分地震信号反射回来，一部分信号折射进入前方介质。

反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收。

反射信号的旅行时间和反射界面的距离成正比，故能提供一种直接的测量。

TSP203超前地质预报系统的现场布置及测试过程由一系列炮点、一到两个三维接收传感器（X、Y、Z方向）、接收机及数据处理系统组成（见图1）。

根据探测结果，掌子面前方150米范围内，围岩纵波速度范围为4300～5700m/s，密度为2.3～2.6g/cm3。

山 西建筑SHANXT ARCHITECTURE第42卷第4期2 0 2 1年2月Vol. 22 No. 2Feb. 2021-123 -・桥梁・隧道・文章编号:1046-6825（ 2021）04-043-02TSP 在高速铁路隧道超前地质预报中的应用郑烨晨石宏泰黄河付庭茂樊茂林（中铁七局集团第三工程有限公司，陕西西安710000）摘 要:高速铁路隧道为狭长管状结构物,穿越地层复杂多变。

如何快速准确获取掌子面前方地质信息，对于确定开挖工法和支护参数，确保隧道施工安全，规避施工风险具有重要意义。

以中（卫）兰（州）客专某大断面隧道工程为依托，详细介绍了 TSP 地震 反射波法在薄层状裂隙片岩地层中的超前地质预报技术及现场开挖验证对比分析。

现场实践表明，裂隙水不发育的片岩地层, TSP 地震反射波法预报较为准确。

关键词:高速铁路隧道，超前地质预报,TSP 地震反射波法,薄层裂隙片岩中图分类号:U455. 53 文献标识码:A高速铁路隧道穿越地层复杂多变，前期地勘很难准确获得地层信息，因此掘进中经常出现与设计资料不符的不良地质体，产生塌方、大变形等工程灾害。

如何快速准确获 取前方地质信息，对于确保隧道安全施工具有重要意义⑴。

隧道超前地质预报方法主要有地质调查法、超前钻孔法、地 震反射波法（TSP,TGP ）、地质雷达法、瞬变电磁法、红外探 测法等以。

TSP （ Tunvei Seismic PreViction ）是一种通过激发地震波（弹性波）在非连续的地质界面反射,接收反射波信 号进行数据解析，实现隧道超前地质预报的物探技术⑶。

该方法具有预报距离长、适用范围广等特点，自瑞士安伯格公司发明之后在隧道工程中得到广泛应用⑷6。

本文以中 （卫）兰（州）客专某大断面岩质隧道工程为依托，详细介绍 了 TSP 在隧道超前地质预报中的应用技术及现场验证 情况。

1工程概况中（卫）兰（州）客专项目全长24.49 km,总投资295. 78亿元。

隧道施工超前地质预报1、超前地质预报的目的：1)进一步查清隧道开挖面前方的工程地质和水文地质条件，当工程地质或水文地质条件和设计描述不一致时，及时会同各方对施工方案进行讨论，优化施工方案，指导工程顺利进行。

2）降低地质灾害发生的机率和危害的程度。

3）为优化设计提供依据。

4）为编制竣工文件提供地质资料。

2、超前地质预报作业主要危险源及危害因素：1）工作面坍塌；2）找顶不彻底；3）高处作业台（支）架失稳、安全防护失效；4）突泥、突水。

3、超前地质预报必须编制安全专项方案，超前地质预报人员必须经过隧道施工安全教育培训，并掌握安全操作技术和安全生产的基本知识。

4、预报内容：1）地质岩性预测预报：特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土的预测预报；2）地质构造预测预报：特别是对断层、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；3）不良地质预测预报：特别是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性及有害气体、高地应力等发育情况的预测预报；4）地下水预测预报：特别是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴及富水地层的预测预报5、预报方法：根据预报原理可分为地质分析法、钻探法、物探法及超前导坑法；超前导坑法包括平行超前导坑法和正洞超前导坑法，地质分析法是通用的一种超前地质预报方法。

超前地质预报按预报长度可分为长距离预报（200m）、中长距离预报（30~200m）和短距离预报（小于30m）；现场施工中开挖作业班组一般每5~10米应进行一次钻探取样，掌握掌子面前方围岩的情况。

超前地质预报按采用的预报手段数量可分为单一方法和综合超前地质预报。

6、预报要点：1）研究区域地质、工程地质资料，必要时进行地表补充测绘和勘探，对整个地区地质情况做到比较全面和深刻的认识，分析主要工程地质问题、主要地质灾害隐患及其分布范围、在隧道内揭示的大致里程，制定预报方案。

2）根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度和工程设计资料，对不同地段地质预报分级，并按不同类型和级别采用不同的预报手段。

隧道地质超前预报钻孔雷达技术及应用摘要：近年来，我国的隧道工程建设有了很大进展，在隧道工程中，钻孔雷达技术发挥着重要的作用。

小煤窑采空区及巷道多存在资料不完善、规模小、隐蔽性强等特征，勘察阶段采用常规方法难以查明采空区的平面位置和埋深，对隧道工程施工安全和结构稳定造成极大影响。

因此本文首先分析钻孔雷达技术原理，其次探讨钻孔雷达的应用，可为类似工程建设提供借鉴经验。

关键词：地质超前预报；钻孔雷达；探地雷达；围岩等级引言隧道工程作为一种特大的隐蔽工程，具有距离长、埋深深、地质条件复杂等特点，使得隧道工程施工过程中存在许多工程地质问题，常见的地质灾害有破碎带、岩溶、岩爆、突泥、涌水和塌方等，对隧道工程质量、进度和安全控制带来不利影响。

因此，在隧道施工过程中开展超前地质预报工作，可补充地质勘察阶段工作的不足，进一步探明不良地质体的位置和规模，提前防范和及时调整施工方案，确保隧道安全、高效施工。

1钻孔雷达技术原理利用钻孔雷达进行隧道涌水超前预报是最近几年才发展起来的方法，尽管其还有许多需要发展和完善的地方，比如单孔不能确定不良地质体方位、雷达天线如何在水平钻孔内移动等，但是在岩溶区，其仍是一种非常值得推广的技术方法，利用钻孔雷达进行隧道涌水超前预报具备直观，探测距离远等优势，可以结合超前钻探进行，基本上不会影响施工进度。

常规的探地雷达虽然在浅层地质超前预报具有高效、精准等优点，但其预报的范围较小，通常只能预报井孔周围一定范围内的地质情况，由于地形等的影响，井孔的布置受到一定程度的制约，从而导致在采用探地雷达进行地质超前预报时可能会错过比较重要的地质情况，因此在井内探测的需求日益旺盛。

随着相关研究成果的不断涌现以及其他新技术的兴起，钻孔雷达越来越多的被应用于工程实践中。

作为一种井内雷达探测方法，它主要通过向井内发射很高频率的电磁波，高频率电磁波在地层中传播时会形成一定图像，从而可以了解前方地质情况，较早的获取前方不良地质情况，具有分辨率高，探测范围广的优点。

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1. 引言随着经济的发展和人口的增长，水利水电工程的建设需求也逐渐增加。

在水利水电工程中，隧道的施工是一个重要的环节。

然而，隧道施工面临着地质条件复杂、地质灾害风险高等诸多挑战。

为了确保施工的安全和效率，超前地质预报技术成为了水利水电工程隧道施工中不可或缺的一部分。

2. 超前地质预报技术的意义和作用超前地质预报技术是通过分析地质环境、收集地质数据并进行解读，提前预测隧道施工中可能遇到的地质问题和灾害，为施工方案的制定和调整提供科学依据。

这项技术的引入对隧道施工具有重要意义：2.1 提高施工效率：超前地质预报技术能够提前发现地质问题和灾害，避免施工过程中的不必要中断和调整，从而提高了施工的效率。

2.2 降低工程风险：通过地质预报，施工方能提前做好准备和应对措施，降低了工程风险，减少了事故的发生概率。

2.3 节约成本：有了超前地质预报技术，施工方能够更好地调整施工方案，精确评估所需材料和设备的数量，从而避免了材料和资源的浪费，节约了成本。

3. 超前地质预报技术的具体内容在水利水电工程隧道施工超前地质预报中，需进行多个方面的技术应用：3.1 地质调查：通过深入的地质调查，获取施工区域的地质情况。

这包括地质构造、地质岩性、地下水位等信息。

需要注意收集相关的地质断层和裂隙信息，以预测可能发生的地质灾害风险。

3.2 数据采集与解读：根据地质调查收集的数据，采用现代测量和分析技术进行数据处理和解读，并生成地质模型。

地质模型能够提供更加直观和全面的地质信息，为施工方案的制定提供科学依据。

3.3 预测地质灾害：基于地质模型和历史数据，预测可能发生的地质灾害，如地质滑坡、地下水涌流等。

通过综合分析和预测，提前采取相应的措施，减少灾害对施工的影响。

3.4 施工方案调整：根据地质预测结果，及时调整施工方案。

对于地质条件复杂的隧道区域，可以采取支护措施，确保施工的安全性和稳定性。

隧道超前地质预报施工工法一、前言隧道工程在城市建设和交通基础设施建设中起着重要的作用，是一项复杂的工程。

由于隧道的特殊地理环境和复杂的地质条件，需要研究出适合的施工工法和方法。

超前地质预报施工工法就是新开挖隧道的一种先进施工工法，它是对隧道工程中难点问题的有效解决，可以大大提高施工效率，减少工程成本，保证工程质量。

本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。

二、工法特点超前地质预报施工工法是一种基于地质勘查和预报的隧道先导施工思想。

它主要包括以下特点：1. 基于先进的地质勘查技术，对隧道施工过程中遇到的地质问题进行精准预报，并提出有针对性的施工方案；2. 在现场操作中，充分利用现代化的机械化工具，减少人工操作，减轻工人负担，保证工作效率；3. 施工成本低，工程周期短，既保证了工程质量，又降低了工程成本；4. 针对不同的隧道地貌和地质条件，可以选择合适的工程方案，提高施工效率。

三、适应范围超前地质预报施工工法适用于地质条件较为复杂的隧道工程，特别是隧道地质条件具有特殊性、多变性和难度大的工程。

比如在长隧道、大断层和恶劣地形地貌等条件下，超前地质预报工法可以轻松应对。

四、工艺原理该工法的核心原理是先行预测地质情况，再因势利导，采取相应的施工方案和措施。

所以，在施工前，需要对隧道所在地内部结构、地层划分、地下水情况等进行严密的勘查和预测，确定施工方案，达到预测施工效果的目的。

该工法的具体工艺原理如下：1. 前期实地检测。

这是超前地质预报工法中最为重要的一步。

在施工前，工作团队需要走进隧道现场，判断隧道施工地的地形、地貌、岩体性质等重要因素，收集地质数据和实验样本。

2. 地质预报和施工方案的制定。

通过根据地质问题，制定和选择相应的工程方案和施工计划，拟定出方案设计图，确保在施工中达到预测的效果。

3. 根据施工方案进行施工作业。

岩溶隧道超前地质预报技术探讨摘要：隧道地质条件非常复杂，施工中常遇有不确定的地质因素，容易造成各种突发事故，应用超前地质预报技术，可以防止和减少突发事故的出现，确保施工质量和安全。

本文针对岩溶隧道超前地质预报技术进行了探讨，其中主要分析了地质雷达法的应用。

关键词：岩溶隧道；超前地质预报；技术；地质雷达法前言随着经济水平以及科学技术的增强，地铁包括隧道等一系列地下工程也得到了相应的进步，由于隧道的地质条件非常复杂，所以，在施工过程中应用超前地质预报技术非常重要。

1超前地质预报的目的（1）复查隧道地质情况，以便更好的指导隧道施工。

（2）降低地质灾害发生的机率和危害程度。

（3）为优化工程设计提供依据。

（4）保障施工安全，预防质量事故和安全事故的发生。

（5）为编制竣工文件、绘制竣工图提供依据和相关资料。

2超前地质预报技术的方法目前，人们普遍都很关注隧道超前地质预报问题，其预报技术和方法也非常多，各种方式都具有其自身的特征，怎样得到更加准确合理的预报结果，关键是要按照地质条件和环境使用相应的预报方法。

岩溶隧道超前地质预报是以地质调查法为基础，采用钻探法、物探法相结合的综合超前地质预报方法。

2.1地质调查法地质调查法是一种传统的、实用和基本的超前地质预报方法，具有综合和指导其它预报方法的作用。

此种方法操作非常简单，对施工不会造成很大影响和干扰，可是其适用范围非常有限，一般多用在埋深浅并且地质条件简单的隧道，准确性非常高。

如果隧道构造非常复杂或者属于深埋性，那么这个方法操作难度非常大，只能进行定性分析，所得结果准确性有所欠缺。

2.2物探法（1）地震波反射法（TSP）TSP技术是通过事先在隧道里使用小量炸药，把其用作震源，当震源传出的地震波遇到节理面和地层界面时，会有相应的反射波存在，而有关界面产状以及其性质关系到反射波的传播方向、波形、速度、延迟时间等。

通过数据采集系统收集和处理，然后实施计算，最后形成能够体现地质体或者界面状况的平面图、隧道剖面图以及地震记录图。