下载文档原格式
隧道地质超前预报作业指导书13.1 编制依据及目的13.1.1目的为确保XX高速铁路隧道施工安全质量，根据设计提供的工程及水文地质资料，结合地质超前预报，进行分析研究，制定完整的施工技术方案。
做好技术、物质、机械设备的储备，避免地质灾害的发生。
使之达到施工设计及施工规范的要求，确保工期目标的实现，特制订本作业指导书。
沿线部分隧道穿越地段工程地质条件复杂主要为粉质粘土、岩溶洞段、浅埋洞段及断层破碎带，隧道安全问题为隧道工程施工的重点。
为此成立专门的地质预报小组，工程施工中采用超前TSP-203型地质预报仪及BK2000型地质雷达进行探测预报不良地质，严格按新奥法原则进行施工，采用双侧壁导坑法、台阶法进行施工，并建立完善的安全控制体系，确保施工安全。
13.1.2编制依据13.2.1XX高速铁路隧道施工设计文件13.2.2《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》13.2适用范围本指导书适用于高速铁路隧道Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩、岩溶地段及隧道断层破碎带洞身段开挖施工。
13.3 综合地质超前预报中各种方法的特点综合地质超前预报中各种方法的特点：TSP203作业快，测距长，干扰相对少，可以与多种预测法结合应用，但精度不高，解释难度大，适于做长距离预测；地质雷达可以准确测定短距离内隧道四周和低部的空洞、水体情况，可补充TSP203的不足；红外线探水仪适于判断地下水情况，作业快，干扰少，较准确，但水量水压无法测定；超前水平钻孔基本可以100%的揭示地下水及围岩物理力学性能，但干扰大，用时长，费用高。
在施工中，根据各种方法的特点确定地质超前预报的原则是：以常规地质综合分析法为基础，TSP地质超前预报系统做长距离宏观控制，地质雷达做近距离判断，红外线探水仪做连续地下水探测，水平钻孔为必做项目，形成综合地质超前预报系统。
并组成专业预报小组，建立健全隧道地质超前预报工作制度，配备先进的仪器设备，开展地质超前预报工作。
工作程序见“综合超前预报系统程序图”，“超前地质预报方式工作范围及作业方式表”。
目录1、工程概况及地质情况 (1)1.1工程概况 (1)1.2工程地质特征 (1)1.3水文地质特征 (2)1.4 不良地址及特殊岩土 (2)1.5隧道工程地质条件的分析评价 (2)1.6隧道工程地质围岩分级 (2)1.7隧道工程地质条件评价 (3)1.8不良地质及特殊地质采取措施 (3)1.9 超前地质预测、预报的重要性 (3)2、超前地质预测、预报总体方案 (4)2.1预测、预报原则 (4)2.2预测、预报总体方案 (4)3、地质超前预报时间安排 (4)4、地质预报主要设备 (6)5、超前地质预报方法和手段 (6)5.1地质分析方法 (6)5.2超前探测 (7)5.3洞内涌突水的实时监测 (11)5.4洞外实时监测 (11)6.超前地质预报成果整理 (12)6.1分段地质预报成果表 (12)6.2隧道贯通后提供的资料 (12)7.其它 (12)1、工程概况及地质情况1.1工程概况新建山西中南部铁路通道小水头1号隧道位于山西省古县并侯村附近，隧道起止里程DK384+125-DK385+075,全长950米，为单洞双线有碴隧道，隧道处于黄土台垣与太岳中低山交界地段，地形起伏较大，地形复杂，沟壑发育，坡度较陡，坡角约40°～50°。
隧道进出口及洞身为第四系覆盖层，沿山梁顶部及一侧山坡覆盖第四系土层，地表多为荒地，生长灌木，隧道最大埋深38米。
1.2工程地质特征1.2.1地层岩性小水头1号隧道地址位于临汾～运城新裂陷九原山～塔儿山陷隆，毗邻浮山大断裂，隧道表覆为第四系上更新统(Q3al)砂质黄土、第四系中更新统洪积(Q2pl)黏质黄土，三叠系下统刘家沟组(T11)砂岩。
洞身部位为中更新统黏质黄土和三叠系刘家沟组砂岩，各层具体描述如下：①砂质黄土(Q3al):褐黄色，稍湿，稍密，土质较均匀，粘性较差，孔隙发育，局部含砂量较大，厚度3～5m。
②黏质黄土(Q2pl)：黄褐色、棕红色，硬塑，土质不均，粘性一般，孔隙不发育，可见少量针状孔隙，含铁锰质结核、钙质结核局部成层，夹有细圆砾土层和砂层，局部半胶结。
超前地质预报施工作业指导书1、编制目的对超前地质预报进行过程控制，以保证超前地质预报满足施工要求。
2、适用范围适用于本标段所有隧道超前地质预报作业。
3、职责分工由工程部进行施工方法控制，并根据试验结果对施工方案进行改进。
4、编制依据技术标准/质量标准《客运专线隧道工程施工技术指南》－TZ214-2005《铁路工程物理勘探规程》－TB10013-20045、隧道施工期超前地质预报的主要内容和方法5.1主要内容(1)断层及断层影响带的位置、规模及其性质。
(2)软弱夹层的位置、规模及其性质。
(3)岩溶的的位置、规模及其性质。
(4)工程地质灾害可能发生的位置和规模。
(5)含水构造的位置、规模及其性质。
5.2方法加强超前地质预报，采用TSP203地震波探测仪或地质雷达、红外线探水仪、地质素描、超前水平钻孔等综合勘探的方法进行探测，超前地质预报是制定施工方案和工程措施的主要依据，也是隧道施工的一道重要工序。
本隧道施工中，在重点地段,上述各种预报手段并用，一般地段以地质素描为主。
实行动态监控，信息化施工。
加强对围岩监测，进一步掌握围岩的特性，为施工提供可靠的技术依据。
6、超前地质预报与补充地质调查工作流程隧道综合超前地质预测预报的工作流程见图1。
图1 综合超前地质预测预报工作流程图7、综合超前地质预测预报工作流程实施方法：对于设计提供的不良地质地段，提前50m进行探测：TSP203地震波探测仪每100m施作一次；HY303红外线探水每掘进循环施作一次；超前水平钻孔（每断面布置五孔，其中一个孔钻取岩芯）30m一个循环，每循环搭接长度5m；地质素描每掘进循环进行一次；地质雷达每30m施作一次。
根据几种探测手段的探测结果进行综合分析，互相验证，提出预测预报意见和工程措施建议，及时反馈，以调整优化设计，进一步改进和完善施工工艺和方法，实施信息化动态施工管理。
补充地质调查是在设计提供的地质资料的基础上，实地调查核实：不同地层、岩性、岩层产状在隧道地表的出露及接触情况等。
![铁路隧道超前地质预报技术指南 铁建[2008]105号附录A C](https://img.taocdn.com/s1/m/2f6bc61dfad6195f312ba69a.png)
附录A 一般安全防护规定A.0.1 超前地质预报人员应认真学习、执行隧道施工安全规程，超前钻探人员还应认真学习、执行隧道施工安全规程。
新参加人员（含临时工）上岗前，必须经过安全生产教育，具有安全生产的基本知识，并应在班长或技术熟练人员的指导下工作。
A.0.2 隧道超前地质预报实施过程中应积极识别各种安全危险源，保障人员和机械设备的安全。
A.0.3 进入隧道工作必须穿戴合体的工作服（天然气、瓦斯隧道严禁穿着易于产生静电的服装）、防护靴、安全帽和防尘（防毒）口罩等防护用品。
A.0.4 严禁上班前和工作中饮酒。
A.0.5 地质预报工作必须在现场找顶作业结束（必要时初期支护）后进行，开始工作前应观察操作空间上方、周围有无安全隐患，特别是钻探开挖工作面附近是否还有危石存在，确保预报人员的安全。
A.0.6 高处作业时作业台架必须安设牢固，台架周围应设置防护栏，凡患有高血压、心脏病等不适应高处作业者不得上架作业。
A.0.7 当隧道岩体中含有煤层瓦斯、石油天然气等易燃易爆物时，必须严格执行国家现行的《煤矿安全规程》、《铁路瓦斯坡道技术规范》等的有关规定。
超前地质预报工作应采用防爆型的仪器、设备。
当采用非防爆型时，在仪器设备及操作空间20m范围内瓦斯浓度必须小于1％。
超前钻探必须采用水循环钻或湿式钻孔，严禁携带火源进洞。
A.0.8 弹性波反射法超前地质预报现场采集数据使用的炸药和雷管必须由持有爆破证的专人领用，爆破作业必须由专业爆破工操作。
非专业人员严禁从事爆破作业。
A.0.9 钻机使用的高压风、高压水的各连接部件均应采用符合要求的高压配件，管路爆破高压风、水伤人；高压电路接线应由专业电工操作。
A.0.10 钻孔时，钻机前方应安设挡板，严禁在钻孔的轴向后方站人，以防钻具和高压冲出的岩屑、泥沙等伤人。
A.0.11 为便于控制超前钻孔揭露大量地下水时的水流及采取措施，孔口应安设孔口管和闸阀，切孔口管必须安设牢固，防止水压将孔口管冲出伤人。
目录一超前地质预报的使用范围 (2)二超前地质预报的目的 (2)三超前地质预报的主要内容 (2)四超前地质预报方法 (3)4.1 物理勘探法 (3)4。
2 地质调查法 (3)4。
3 超前钻探法 (4)4.4超前导坑预报法 (5)五超前地质预报信息的处理 (5)六制定不同工程地质问题相应的预报方案 (12)6.1 岩溶及岩溶突水预报方案 (12)6。
2 断层破碎带预报方案 (13)6.3高地应力预报方案 (13)6。
4 放射性监测方案 (13)七超前地质预报时安全注意事项 (14)隧道超前地质预报作业指导书一超前地质预报的使用范围隧道及其它地下工程，深埋于地下，工程岩体的工程地质、水文地质条件复杂多变，限于目前地质勘探技术水平、地质勘探密度等因素，期望在勘测阶段完全查明工程岩体的状态、特征，准确地预报可能引发隧道地质灾害的不良地质体的位置、规模和形态是十分困难的。
这些问题的解决主要还得靠施工过程中开展深入的超前地质预报工作。
本指导书适用福平Ⅱ标范围内隧道工程的超前地质预报。
二超前地质预报的目的(1）进一步查明前期没有探明的隐伏的重要地质问题。
(2）进一步探明可能引发隧道地质灾害的不良地质体的位置、规模和性态。
（3)为隧道动态设计提供地质依据。
（4)为编制竣工文件提供地质资料。
三超前地质预报的主要内容(1）地层岩性的预测预报，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）地下水预测预报，特别是对岩溶管道水及富水断层、富水褶皱轴、富水地层中的裂隙水等发育情况的预测预报.（4）不良地质的预测预报,特别是对溶岩、人为坑洞等发育情况的预测预报。
四超前地质预报方法超前地质预报目前常用的方法有物理勘探法、地质调查法、超前钻探法、超前导坑预报法等,施工中应将这几种预报手段综合运用，取长补短,相互补充和印证。
宜万铁路岩溶隧道综合超前地质预测预报技术谢衔光(中铁西南科学研究院有限公司 成都 610031)摘 要 本文通过目前在建的宜(昌)万(州)铁路复杂岩溶隧道综合超前地质预测预报工作实践,对综合超前地质预测预报的各种手段、耗时及准确度进行了分析,对各种预报手段的适应性进行了比较,论述了各种预报手段的优缺点。
关键词 隧道 岩溶 超前地质预报 分析 比较1 主要地质问题及施工风险简介宜万铁路隧道工程穿越典型的鄂西碳酸盐岩地层,也是我国岩溶最发育的地区之一,碳酸盐岩地层总长度占整个隧道全长的70%以上。
在22座长、特长隧道中,碳酸盐岩隧道(部分或全部)达19座。
多座长大岩溶隧道穿越暗河,在暗河的下部通过,如白云山、五爪关、八字岭、野三关、大支坪、马鹿箐、齐岳山、别岩槽隧道等;多座隧道穿越区域大断裂,如白云山、五爪关、八字岭、野三关、大支坪、云雾山、齐岳山、别岩槽等隧道。
归结起来,主要存在下列地质问题:(1)极发育的岩溶、岩溶水隧道在穿越岩溶地区时,可能遭遇大型岩溶洞穴、暗河或管道流,发生大型突水突泥,并可能引起地面岩溶塌陷,地表水源枯竭等环境地质灾害,危害极其严重。
(2)断层破碎带宜万线多座长大隧道穿越规模宏大的区域性大断裂,可能发生大型塌方,将直接给隧道施工带来艰巨工程。
(3)煤层瓦斯及天然气本线多座长大隧道穿越上述煤系地层,可能遭遇有害气体,造成安全事故。
(4)高地应力宜万线多座长大隧道的埋深大于500m,最大埋深达800余米,且构造复杂,存在高地应力而引发硬质岩岩爆和软质岩变形等地质问题。
因此,宜万铁路是铁路系统公认目前在建的有极高施工风险的铁路项目之一。
在开工之初,业主就明文规定将“隧道综合超前地质预测预报工作”视为必备工序,严加控管,亦即超前地质预报工作不到位,禁止开挖,以有效规避施工风险。
但限于目前预报手段的制约和判释能力上的限制,依然存在预报失准现象,尤其在开工后的3年内较为突出。
该项目于2004年6月正式大面开工建设,此后2005年1月21日马鹿青隧道发生特大型突水突泥,鲜活的11名作业工人瞬间化为乌有;2007年8月5日,全线第一长隧(长度13.833km)-野三关隧道发生特大型突水突泥(图1),一举夺取10人生命,直接经济损失为1300余万元;2007年11月20日,高阳寨隧道进口高陡边坡发生大型塌方(图2),造成35人死亡,1人受伤,直接经济损失近1500万元。
超前地质预报（地质雷达法）施工作业指导书1.适用范围适用于xx隧道工程超前地质预报（地质雷达法）作业。
2.作业准备2.1施工前应充分掌握隧道设计图纸及相关文件内容，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。
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。
2.2熟悉《铁路隧道超前地质预报技术规程》（Q/CR9217-2015）、业主下发有关超前地质预报的管理办法等文件要求。
2.3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。
2.4熟悉了解已有勘察资料，掌握掌子面所处地段的地层岩性、构造特征、不良地质及水文地质特征。
2.5熟悉了解其他预报手段探测成果，分析判断掌子面所处地段工程地质与水文地质特征可能出现的差异（与勘察成果比较）。
3.技术要求3.1技术指标3.1.1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。
3.1.2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。
3.1.3不良地质预报，特别是针对瓦斯等发育情况的预测预报。
3.1.4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3.2.1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。
3.2.2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.施工程序与工艺流程4.1施工程序施工程序详见图1。
4.2工艺流程工艺流程详见图2、图3。
图1 隧道超前地质预报工作程序框图图2超前地质预报实施流程图图3 地质预报信息处理流程图5.施工要求5.1施工准备5.1.1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。
5.1.2超前地质预报施工前应熟悉相应隧道的设计图纸，核对地质资料。
铁路隧道超前地质预报技术指南
6地质调查法6.0.1地质调查法是根据隧道已有勘察资料、地表补充地质调查资料和隧道内地质素描，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、临近隧道内不良地质体的前兆(见附录c)分析等，利用常规地质理论、地质作图和趋势分析等，推测开挖工作面前方可能揭示地质情况的一种超前地质预报方法。
6.0.2地质调查法适用于各种地质条件下隧道的超前地质预报。
6.0.3地质调查法包括隧道地表补充地质调查和隧道内地质素描等。
6.0.4隧道地表补充地质调查应包括下列主要内容：1对已有地质勘察成果的熟悉、核查和确认；2地层、岩性在隧道地表的出露及接触关系，特别是对标志层的熟悉和确认；3断层、褶皱、节理密集带等地质构造在隧道地表的出露位置、规模、性质及其产状变化情况；4地表岩溶发育位置、规模及分布规律；5煤层、石膏、膨胀岩、含石油天然气、含放射性物质等特殊地层在地表的出露位置、宽度及其产状变化情况6人为坑洞位置、走向、高程等，分析其与隧道的空间关系；7根据隧道地表补充地质调查结果，结合设计文件、资料和图纸，核实和修正超前地质预报重点区段。
6.0.5隧道内地质素描是将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、
结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量、煤层、溶洞等准确记录下来并绘制成图表，是地质调查法工作的一部分，包括开挖工作面地质素描和洞身地质素描。
隧道内地质素描应包括下列主要内容：1工程地质1)地层岩性：描述地层时代、岩性、层间结合程度、风化程度等。
2)地质构造：描述褶皱、断层、节理裂隙特征、岩层产状等。
断层的位置、产状、性质、破碎带的宽度、物质成分、含水情况以及与隧道的关系。
节理裂隙的组数、产状、间距、充填物、延伸长度、张开度及节理面特征、力学性质，分析组合特征、判断岩体完整程度。
3)岩溶：描述岩溶规模、形态、位置、所属地层和构造部位，充填物成分、状态，以及岩溶展布的空间关系。
4)特殊地层：煤层、沥青层、含膏盐层、膨胀岩和含黄铁矿层等应单独描述。
5)人为坑洞：影响范围内的各种坑道和洞穴的分布位置及其与隧道的空间关系。
6)地应力：包括高地应力显示性标志及其发生部位，如岩爆、软弱夹层挤出、探孔饼状岩芯等现象。
7)塌方：应记录塌方部位、方式与规模及其随时间的变化特征，并分析产生塌方的地质原因及其对继续掘进的影响。
8)有害气体及放射性危害源存在情况。
2水文地质1)地下水的分布、出露形态及围岩的透水性、水
量、水压、水温、颜色、泥砂含量测定，以及地下水活动对围岩稳定的影响，必要时进行长期观测。
地下水的出露形态分为：渗水、滴水、滴水成线、股水(涌水)、暗河。
2)水质分析，判定地下水对结构材料的腐蚀性。
3)出水点和地层岩性、地质构造、岩溶、暗河等的关系分析。
4)必要时进行地表相关气象、水文观测，判断洞内涌水与地表径流、降雨的关系。
5)必要时应建立涌突水点地质档案。
；。
