超前地质预报作业指导书

超前地质预报作业指导书

1 目的

通过对隧道实施超前地质预测预报工作，为信息化设计、施工提供支撑，规避风险，力争施工顺利进行。

2 编制依据

⑴《客运专线铁路隧道工程施工指南》

⑵ 铁路隧道超前地质预报技术指南

⑶《高速铁路设计规范(试行)》

3 适用范围

适用于XX客专XX段站前工程隧道超前地质预测预报。

4 地质预测预报方法

针对本线隧道地质特点，拟采用地质素描法(常规地质法)、超前水平钻孔法、TSP203法相结合的预报方法。 综合监测结果，即时提出对不良地质的处理措施，以降低施工风险，确保工程质量和运营安全。

4.1 地质素描

4.1.1 主要工作

1．掌子面与侧壁的量测和地质素描。主要工作有：地层岩性特征、结构面性质与产状及发育程度、岩体破碎程度与充填情况、洞壁变形破坏特征、突泥与坍方部位、方式与规模及其随时间的变化特征。

2．地质构造的地下与地表相关性分析。

3．地质作图。在此基础上，对掌子面前方一定范围内（约5m~20m）的地质条件进行预测预报。

4.1.2 工作要求

1．按照地质素描的内容和现场记录格式、每次循环开挖后对掌子面和左右边墙进行素描、数码摄像。

2．素描图、记录必须在现场进行，素描一律“写实”，不做任何换算。素描图式、图例、比例、用语应统一，按要求采取标本（包括定向标本）。

4.1.3 素描资料整理要求

1．素描原始记录、图、表须当天整理（绘制）。

2．施工一定距离后，隧道地质素描图，应分段完善、总结，并做出相应的隧道纵断面图、表。

3．及时整理标本。

4．提交的图表：a.正洞的展示图；b.掌子面素描图；c.正洞平面联体工程地质图、纵断面、横断面图；d.结构面调查表；

4.2 超前水平钻探

4.2.1 根据需要采取1～5孔超前水平钻探，其位置一般按施工地质图布置。

4.2.2 水平钻机钻进功效不小于4米/小时。

4.2.3 钻孔直径50mm，钻孔长度20~30m，两次循环的超前水平钻探搭接长度不小于5米。

4.2.4 钻进过程中，对断层、溶洞充填物应干钻取样，对不同岩层代表性取样，其余采用孔内摄像记录，以提高功效。

4.2.5 超前水平钻探资料应现场记录描述。

4.2.6 采用少量5米炮眼钻进预测掌子面前方地层和地下水情况。

4.3 TSP203超前物探

4.3.1 有效探测距离

TSP有效预报距离应达到：V级围岩地段100米，Ⅲ、Ⅳ级围岩地段150米。需要预报区段大于有效预报距离时应多次预报，两次预报重复长度不小于10米。

4.3.2 操作要求

1．爆破钻孔的布置要求：

预报断层构造时爆破钻孔应根据断层走向布置在与断层夹角较小一侧的隧道边墙上。

每一次预报的炮眼数不少于20个，炮眼间距1.5m。炮眼高度1～1.5m，所有炮眼与接收器的高度应相同。

炮眼孔深1.2～1.5m（孔深应尽量一致），向下倾斜10～20°，垂直于隧道轴向，或向前与掌子面成10°夹角。

钻孔完成后应注意保护，防止塌孔。

2．爆破要求：遵守《爆破安全规程》的规定；使用毫秒级无延迟电雷管；炸药量应大于200m探测距离要求，一般50g左右，最多不大于75g。应保证炸药与炮孔严密藕合。

3．接收器钻孔的布置要求：距掌子面约50m，距第一爆破孔20m。必须在隧道两壁各安置1个接收器，接收器安置高度与炮孔一致。孔径42～45mm，孔深不小于2m，应根据采用的藕合材料确定接收孔上倾还是下倾，在水平方向上向洞口倾斜10°。接收器与孔壁的藕合必须紧密，施测时隧道中应没有其它振动源。

4.3.3 资料的处理和整理：

数据采集时应对每一炮的波幅进行调节，记录不好或存在干扰时应重新放炮。对采集的数据及时进行三维波场处理，提取反射界面。

提交以下资料：TSP野外记录表；原始波形记录；二维和三维反射界面的透视图像；声波轨迹、频谱、速率和位移结果；地质解释结果。

4.4 地质雷达

地质雷达探测是利用电磁波在隧道开挖工作面前方岩体中的传播和反射，根据传播速度和反射脉冲波走时进行超前地质预报的一种物探方法。

地质雷达探测主要用于岩溶探测，亦可用于断层破碎带、软弱夹层等不均匀地质体的探测。

地质雷达在完整灰岩地段预报距离宜在30m以内，在岩溶发育地段的有效探测长度则应根据雷达波形判定。连续预报时前后两次重叠长度应在5m以上。

4.5 红外线探测

红外探测是根据红外辐射原理，即一切物质都在向外辐射红外电磁波的原理，通过接收和分析红外辐射信号进行超前地质预报的一种物探方法。

适用于定性判断探测点前方有无水土存在及其方位。

有效预报距离应在30m以内，连续预报时前后两次重叠长度应大于5m。

5 安全措施

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、执行钻探安全技术操作规程。新参加人员上岗前，必须经过安全生产教育，具有安全生产的基本知识，并应在工班长或技术熟练人员的指导下工作；

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，保证人员和机械设备的安全；

3）进入隧道工作必须穿戴合体的工作服、防护靴、安全帽和防尘（防毒）口罩等防护用品；

4）严禁上班前和工作中饮酒；

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，确保预报人员的安全；

6）高空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；

7）TSP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做。非专业人员严禁从事爆破作业；

8）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，管路应连接安设牢固，并应经常检查，防止管接头脱落、管路爆裂高压风、水伤人；高压电路接线应由专业电工操作；

9）钻孔时，钻机前方应安设挡板，严禁在钻孔的轴向后方站人，以防钻具和高压冲处的岩屑、泥沙等伤人；

10）为便于控制超前钻孔揭露大量地下水时的水流及时采取措施，孔口应安设孔口管和闸阀，且孔口管必须安设牢固，防止水压将孔口管冲出伤人。