隧道超前地质预报方案.doc

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1、中国铁建大桥工程局集团有限公司鲁南高速铁路临沂至曲阜段LQTJ-3标段王庄隧道超前地质预报施工方案 编 制： 审 核： 审 批： 中国铁建大桥工程局集团有限公司鲁南高铁LQTJ-3标项目经理部二一七年二月鲁南高铁LQTJ-3标王庄隧道超前地质预报施工方案 目 录1、 工程概况11.1工程简介11.2工程地质和水文地质特征12、 编制依据23、 超前地质预报方案33.1 超前地质预报工作目的33.2 超前地质预报工作内容43.3 超前地质预报工作方法54、 超前地质预报工作计划124.1 超前地质预报的工艺流程124.2 超前地质预报工作要求134.3 超前地质预报工作安排144.4 地质素描计

2、划145、 超前地质预报质量保证措施175.1 建立超前地质预报质量管理体系175.2 制度保证措施185.3 超前地质预报的质量保证措施186、 组织机构及人员设备196.1 组织机构196.2 超前地质预报主要设备207、 超前地质预报工作安全保证措施218、 超前地质预报成果资料整理技术要求229、 超前地质预报结果的信息传递机制229.1 地质调查法239.2 地质雷达239.3 地震波法（TGP206或TSP203）239.4 超前钻探239.5 加深炮孔钻探239.6 综合分析报告2410、 超前地质预报信息反馈系统2411、 地质预报成果的验证及技术总结251、 工程概况 1.1

3、工程简介 鲁南高速铁路临沂至曲阜段LQTJ-3标一分部起点里程DK236+356.4,终点里程DK252+405.539。总长16.05km，其中包括长3.95km路基及沿线布置的特大桥6座，中桥2座，框架桥1座，涵洞6座，线路所1个（大王庄线路所），隧道2座（王庄隧道、团月山隧道）。王庄隧道两端均接路基，隧道起讫里程DK249+810DK250+280，全长470m，隧道最大埋深69m，位于DK250+070处；全隧除DK249+810+835、DK250+260+280段采用明挖法施工，设置偏压式明洞衬砌外；其余段落采用暗挖法施工，设置复合式衬砌。线路纵坡为5.0与-5.0的人字坡，全隧位

4、于R=4500的右偏曲线上。本铁路等级：高速铁路；正线数目：双线； 设计行车速度： 350km/h。 表1 王庄隧道围岩支护级别表序号隧道名称起讫桩号长度（m）围岩级别备注1王庄隧道DK249+810DK249+835 25V 明洞2DK249+835DK249+92590V3DK249+925DK249+965404DK249+965DK250+020555DK250+020DK250+2001806DK250+200DK250+26060V7DK250+260DK250+28020V明洞 1.2工程地质和水文地质特征隧址区为丘陵地貌，地形起伏较大，地面高程113.47181.65m,基岩出

5、露，沿线地层主要为第四系全新统坡残积（Q4d1+e1）的粉质粘土，寒武系中统张夏组（2jz）石灰岩、泥灰岩，地下水类型主要为基岩裂隙水、岩溶水，水量较小，受大气降水补给，主要赋存在张夏组（2jz）石灰岩中。详述如下：（1）、粉质粘土（膨胀土）（Qd1+e1）：黄褐色，硬塑，土质不均，含少量铁质氧化物，层厚0-8m，属级普通土。（2）、石灰岩（2jz）：青灰-灰白色，隐晶质结构，中厚层构造，岩质坚硬。强风化带（W2）原岩结构基本未破坏，节理裂隙较发育，岩蕊较完整，主呈柱状，属级次坚石。（3）、泥灰岩（2jz）：灰白色，泥晶结构，层状构造，强风化带（W3）原岩结构部分被破坏，节理裂隙较发育，岩蕊主

6、呈块状，属级软石；弱风化带（W2）原岩结构基本未破坏，节理裂隙较发育，呈短柱状，属级次坚石。DK249+930中心，进口附近沟坎处基岩出露点，节理裂隙较发育，节理间距0.52m，层理产状为75W/18N；主要节理有3组，J1:63.2E/24.8N，J2：N29.3E/28.9S，J3：N52.8W/86.5S。隧址附近未见明显地质构造，基岩裂隙较发育。隧址区无明显地表水，地下水主要为基岩裂隙水、岩溶水。隧址不良地质主要为岩溶、顺层、围岩落石，特殊岩土为膨胀土。2、 编制依据（1）铁路隧道超前地质预报技术规程（Q/CR 9217-2015）（2） 新建铁路鲁南高铁临沂至曲阜段施工图（3）铁路隧

7、道设计规范（JB 10003-2005）；（4）高速铁路隧道工程施工技术规程（Q/CR 9604-2015）（5）铁路工程物理勘探规范（TB 10013-2010、J 1089-2010）（6）铁路工程地质勘察规范（TB 10012-2007、J124-2007）；（7）铁路隧道超前地质预报技术指南铁建设2008 105号；（8）铁路工程水文地质勘察规程（TB10049-2004）（9）关于进一步加强铁路隧道施工超前地质预报工作的通知铁建设函2006340号；（10）铁路隧道施工抢险救援指南（Q/CR9219-2015）（11）铁路隧道工程施工安全技术规程（TB10304-2009、J947-

8、2009）；（12）铁路工程不良地质勘察规程（TB10027一2012）；（13）铁路隧道钻爆法施工工艺及作业指南（TZ231-2007）；（14）高速铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10753-2010/J1149-2011）；（15）铁路工程地质钻探规程（TB 10014-2012）；3、 超前地质预报方案隧道超前地质预报是保证隧道施工安全、优化工程设计、实现施工信息化的重要基础。通过超前地质预报工作，可以进一步查清隐伏的重大地质问题（如：多变的地质条件富水岩层、地层破碎带、断层及溶洞等），及时掌握和反馈隧道地质条件信息，调整隧道设计参数、防护措施，为优化隧道施工组织、制定施工安全应急预

9、案、控制工程变更设计提供依据。做好隧道超前地质预报工作，可以预防各类突发性地质灾害，有效规避工程建设风险，实现铁路工程六位一体管理目标。超前地质预报是确保施工安全和结构安全可靠的重要手段，也是铁路隧道施工作业中关键的重要作业环节，是施工中不可缺少的关键工序，必须纳入隧道施工工序管理。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，开展多层次、多手段的综合超前地质预报，并贯穿于施工全过程。3.1 超前地质预报工作目的（1）、进一步查清隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件：采用一定的超前预报技术手段（地质调查、

10、地震反射波法、地质雷达、加深炮孔、超前地质钻探）确定隧道开挖工作面前方及周围可能发生突（涌）水（泥）、塌方、掉块、冒顶、放射性等地质灾害风险源的位置、规模、性质、发育特征、强度、影响范围等；对于岩溶隧道，还应对底板的岩溶发育情况以及岩溶水的赋存规模以及压力进行预测。（2）、降低地质灾害发生的机率和危害程度：根据预测与预报的结果，建立灾害应急处理方案与薄弱地段的施工方案，为隧道工程设计和施工方案的制订与风险防范提供动态可靠的依据，确保隧道施工地质风险安全可控。（3）、通过超前地质预报工作可以及时掌握和反馈隧道开挖工作面前方的地质条件，调整和优化隧道设计参数、制定防护措施，为优化隧道施工组织、不断

11、完善施工安全应急预案、控制工程变更设计提供依据。（4）、为编制竣工文件提供地质资料。3.2 超前地质预报工作内容 进行隧道地质超前预报工作：要求提供隧道掘进前方的工程地质、水文地质条件及不良地质现象，包括围岩的完整性、断层破碎带、溶洞及不良地层的赋水情况等，进而做出对围岩级别的划分建议和坑道开挖时稳定性的分析，为设计变更及施工方法改变提供工程地质依据，以确保隧道施工顺利进行和工程安全。（1）地层岩性预测预报，特别是对软弱夹层、破碎地带、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，特别是对岩溶

12、人为坑洞、瓦斯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。3.3 超前地质预报工作方法根据规范及设计文件要求，结合本项目地质条件、不良地质体对施工的影响因素及风险等级：采取不同的超前地质预报方法组合模式，我方拟采用：地质调查法、地震波反射法、地质雷达法、超前地质水平钻探及加深炮孔法进行综合预报工作。3.3.1. 地质调查法：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与地表相关性分析，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

13、分析，利用常规地质理论，地质作图和趋势分析等，推断开挖工作面前方可能揭示的地质情况的一种超前地质预报方法。要求对王庄隧道进行全区段连续工作。3.3.1.1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；3.3.1.2隧道地表补充地质调查应包括下列主要内容： （a）对已有地质勘察成果的熟悉、核查和确认； (b)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； (c)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； (e)地表岩溶发育位置、规模及分布规律； (f)煤层、石膏、膨胀岩、天然气、含放射性物质等特殊岩土地层在地表的出露位置，宽度及

14、产状变化情况 (g) 人为坑洞位置、走向、高程等，分析其与隧道的空间关系。 (h)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。3.3.1.3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，是地质调查工作的一部分，包括开挖掌子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; （a）工程地质地层岩性：描述地层时代、岩性、层间结合程度、风化程度等。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

15、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。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。特殊地层：煤层、含膏岩层、膨胀岩和含黄铁矿层等应单独描述；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；地应力：包括高地应力显示标志及其发生部位。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。有害气体及放射性危害源存在情况。(b)水文地质地下水的分布、出露形态（渗水、滴水、滴水成线、股水、涌水、暗河）及围岩

16、的透水性、水量、水压、颜色、泥沙含量测定等 水质分析，判定地下水对结构材料的腐蚀性。出水点和地层岩性、地质构造、岩溶、暗河等的关系。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。必要时应建立涌突水点地质档案。3.3.1.4围岩稳定性特征及支护情况记录不同工程地质、水文地质条件下隧道围岩稳定性、支护方式以及初期支护后的变形情况。发生围岩失稳或变形较大的地段，详细分析、描述围岩失稳或变形发生的原因、过程、结果等。3.3.1.5影像、隧道内重要的和具代表性的地质形象应进行摄影或录像。 3.3.1.6 地质调查法的相关要求及表格按现行铁路隧道超前地质预报技术规程办理。参见附表。

17、3.3.2. 地震波反射法：设计文件要求对王庄隧道DK249+895DK250+200段305m范围围岩进行弹性波反射法探测，探测要求：在软弱、破碎地层或岩溶发育区，每次预报距离采用100120m，前后两次搭接长度10m以上；岩体完整的硬质岩地层，每次预报距离采用120150m，前后两次搭接长度不小于10m。本项目我方拟采用北京水电物探研究所生产的隧道地震波超前预报仪(TGP206型)，TGP206隧道地震波超前预报仪测试时，在隧道壁上一定高度布设一定数量的炮眼（一般18-24个）进行爆破激振，沿隧道方向炮眼断面上，产生震波信号，这种信号也会在隧道轴向上传播。当岩石波阻抗发生变化时，比如伴有断

18、层带或岩层变化，发出的信号其中一部分就会返回。如果隧道掌子面前方有这种情况，经过一段时间传播后，接受器会收到反射信号。借助岩层波速转化反射信号传播时间，可以确定有变化地带与隧道轴线的夹角及距掌子面距离。把采集到的震波数据传送到PC机上，并用专用软件处理。该软件的主要组成部分为震波数据处理程序和计算程序，处理后的震波信息反映在隧道掌子面前方和隧道周围的坐标系上。根据需要可做出沿隧道轴向的剖面图和与隧道轴向成任意角度的断面图，超前预报隧道掌子面前方一定范围及周围地带岩层中有关结构面的变化，如软硬岩界面，断层、空洞等。便是震波预测结果。 图1 TGP206地震波超前预报系统原理与布设方法TGP206

19、系统由爆破装置，接受器系统、记录系统、消耗材料部分组成。爆破装置：包括传统的爆破装置，爆破孔药量一般控制在5070克，在孔中灌满水的条件下激发，按序依次起爆和进行数据采集，采用线炸断的触发计时方式；接受器系统：定向安置孔中三分量检波器，采用黄油耦合，用于搜集震波信号；2个接收器（检波器）接收，观测系统示意图见图2。记录系统：借助记录装置可完成震波信号的记录。主要由一个所完成震波信号模拟数据转化的电子部分和一个操作装置、记录和贮存数据的Husky数据记录器系统组成。掌子面50米检波器R2 20米mm米米米炮孔S1 S2 S3 S20 S20隧道本项目拟采用北京水电物探研究所生产的隧道地震波超前预

20、报仪(TGP206型)，TA检波器R1图2 观测系统平面示意图消耗材料：包括爆速大于6000m/s的炸药；电雷管；导线；耦合接受器的黄油等。数据采集时，采用X-Y-Z三分量同时接收，采样间隔0.1ms，采样数4096。起爆前注水封堵炮孔。 表2 主要参数 项目接 收(检波) 器 孔 炮 孔数量2个，隧道左右边墙各1个20-24个, 位于隧道右边墙直径50mm钻头钻孔42mm钻头钻孔深度2m1.5m定向垂直隧道轴向垂直隧道轴向，下倾约5高度离隧底高1m离隧底高1m位置距离掌子面50m第1个炮点离同侧检波器20m，炮点距1.5m 数据采集及处理 ：使用小计量的炸药作为震源，保证在安全的情况下，使隧

21、道前方异常体反射信号明显。对采集的数据及时经专用软件分析处理后，经综合分析可对前方地质情况做出判断，一般岩层探测深度100-200米。提交以下资料：TGP206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；频谱、速率和位移结果；地质解释结果。3.3.3. 地质雷达法本项目选用美国GSSI公司产的SIR3000型地质雷达（见图3），其主要由主机、发射天线、连接线及解译软件四部分组成，每次预报距离30m，前后两次搭接长度5m，雷达测线分布参见图5、图6，现场测试时可根据掌子面适当调整，要求对王庄隧道暗洞段DK249+835DK250+260段425m进行全区段连续探测。地质雷达法是利用高

22、频电磁波在不同电性界面上的反射特性进行探测预报。雷达天线向地层发射一定强度的高频电磁脉冲波，电磁波传播过程中遇到不同电磁性介质分界面时，一部分能量会转换成反射波返回，另一部分能量透过界面继续传播，再次遇到界面时，又产生反射波返回，接收到反射波并利用所带信息加以分析，就可获得被探测介质的工程特性，该法适用范围广、精度高，对隧道施工干扰小等特点。 图3 SIR3000型地质雷达 图4： 雷达预报测试原理示意图 图5 台阶法开挖雷达测线示意图 图6：全断面开挖雷达测线示意图 3.3.4. 超前钻探法超前钻探法分为超前地质钻孔和加深炮孔。3.3.4.1超前地质钻孔的探测超前地质钻孔：拟采用冲击钻和回转

23、取芯钻，验证中近距离物探超前探测存在异常的地段，钻孔直径89，活动断裂带超前探测长度80-100m，搭接长度不小于10m,其余地段超前探测长度不小于30m，前后两次搭接长度不小于5m。钻孔是否取芯根据不同地质条件和探测目的确定。 超前地质钻孔孔位布置参见图7、图8。超前地质钻孔技术要求:(1)一般地段外插角宜控制在1030，软岩破碎岩层外插角可适当加大；富水岩溶发育区超前地质钻孔应终孔于隧道开挖轮廓线以外58m,外插角宜控制在100150。当设计图明确孔位的地段按设计图布置孔位，没有明确时，可根据现场情况灵活布孔，孔位、孔数、孔深、孔径以满足安全施工、整治处理和预报所需资料为原则。当钻孔遇到岩

24、溶时，钻孔应穿透岩溶顶底板深度，并进入后方完整基岩不小于5m；当钻孔遇到煤层时，钻孔应穿透煤层至后方完整基岩不小于0.5m。 图7 超前地质钻孔孔位布置示意图（1孔） 图8 超前地质钻孔孔位布置示意图（3孔）3.3.4.2加深炮孔探测：加深炮孔探测：即加深炮眼超前探测，要求对王庄隧道暗洞段进行全区段连续探测。利用在隧道开挖工作面上的小孔径浅孔获取地质信息的一种方法，在每一循环钻设炮孔时布设38个加深炮孔，较循环进尺加深3m以上作为探测孔，加深炮孔法严禁在爆破残眼中实施。加深炮孔孔位布置参见图9、图10。预留核心土法施工时，可根据现场情况酌情减少加深炮孔数量，但周边加深炮孔的布置应均匀分布。现场

25、施做时，当掌子面局部出现夹泥、裂隙增多、含水量增大等特殊情况时，孔位、孔数的布置可结合掌子面揭示的地质情况做动态调整。 图9加深炮孔孔位布置示意图（3孔） 图10加深炮孔孔位布置示意图（5孔） 图11加深炮孔孔位布置示意图（8孔） 4、 超前地质预报工作计划4.1 超前地质预报的工艺流程隧道施工过程中应对全隧道开展超前地质预报工作，并将其纳入正常的施工工序管理。本隧道超前地质预报应在地质调查法的基础上采用地震波反射法进行长距离探测，地质雷达法进行中距离探测，对重点区段或物探异常区段采用超前钻探法进行综合探测，准确查明掌子面前方一定范围工程地质及水文地质条件，预防突水、涌泥等安全事故的发生。 图

26、12 超前地质预报工艺流程图 4.2 超前地质预报工作要求 提供掌子面前方及开挖段2030米范围内的地质情况； 提供开挖段前方及周边的水文地质预报； 提供开挖段前方及周边断层、破碎带、富水带、溶洞等不良地质条件的规模及位置的预报； 测试后24小时提交地质预报成果电子版给施工单位及相关单位；超前钻探法应编制钻孔柱状图，结合其它预报方法编制超前地质预报综合分析成果报告，必要时应附钻孔位置图、代表性岩芯照片。 预报成果报告应包括掌子面前方地质情况的测试图和简明的文字说明，通过对围岩完整性和岩性的判定得出围岩级别建议，并对开挖过程中围岩稳定性进行评价。4.3 超前地质预报工作安排 根据现场施工情况，及

27、时安排预报测试工作，详见表34.4 地质素描计划 开挖工作面地质素描，主要描述工作面立面围岩状况，使用统一格式，并统一编号。 工作面地质素描是对隧道掌子面进行的地质素描，直观反映隧道周边地层岩性及不良地质体的发育规模、在空间上对隧道的影响程度等。 地质素描应随隧道开挖及时进行，对构造发育部位、围岩变化附近等复杂、重点地段应每开挖循环进行一次素描，其它地段一般10m进行一次素描。 4.5 常见不良地质体超前地质预报（1）断层预报a、断层预报应探明断层的性质、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。 13鲁南高铁LQTJ-3标王庄隧道超前地质预报

28、施工方案中国铁建大桥工程局集团有限公司 表3 王庄隧道超前地质预报工作安排统计表序号起讫桩号长度（m）围岩级别地质复杂程度分级超前预报备注地质调查法物探法超前钻探基底是否探测1DK249+810DK249+83525V较复杂/是明洞2DK249+835DK249+89560V全隧开展地质雷达法ZT3+加深炮孔8孔暗洞3DK249+895DK249+92530V地震波法+地质雷达法4DK249+925DK249+965405DK249+965DK250+02055中等复杂ZT3+加深炮孔5孔6DK250+020DK250+200180较复杂ZT3+加深炮孔8孔7DK250+200DK250+26

29、060V地质雷达法8DK250+260DK250+28020V/明洞注：ZT3代表钻孔类型，贯通施做超前钻孔1孔，对水、瓦斯进行探测，若遇富水地段，钻孔需设置关水阀门，1孔设置测压装置。14鲁南高铁LQTJ-3标王庄隧道超前地质预报施工方案中国铁建大桥工程局集团有限公司b、断层预报应以地质调查法为基础，通过弹性波反射法、地质雷达法及加深炮孔法，必要时采用红外法探测断层带地下水的发育情况及超前钻探法验证。c、当隧道施工接近规模较大的断层时，多具有明显的前兆（见铁路隧道超前地质预报技术指南附录C），可通过地表补充地质调查、洞内地质调查、地表与地下构造相关性分析、断层趋势分析等手段预报断层的分布位置

30、d、断层破碎带与周围介质多存在明显的物性差异，可采用弹性波反射法探测破碎带的位置及分布范围。e、断层为面状结构面，可采用超前钻探法准确预报其位置、宽度、物质组成及地下水发育情况等。结合各种预报方法进行综合判断分析，提交地质综合分析成果报告。（2）岩溶预报a、岩溶预报应探明岩溶在隧道内的分布位置、规模、充填情况及岩溶水的发育情况，分析其对隧道的危害程度。b、岩溶预报应以地质调查法为基础，主要通过地质雷达法、超前钻探法及加深炮孔法，结合多种物探手段进行综合超前地质预报，并应采用宏观预报指导微观预报、长距离预报指导中短距离预报的方法。（3）涌水、突泥预报a、隧道涌水、突泥预报应探明可能发生涌水、突

31、泥地段的位置、规模、物质组成、水量、水压等，分析评价其对隧道的危害程度。b、涌水、突泥预报应以地质调查法为基础，以超前钻探法及加深炮孔法为主，结合多种物探手段进行综合超前地质预报。c、物探异常段及在可能发生涌水、突泥的地段必须进行超前钻探，且超前钻探必须设有防突装置，分析评价其对隧道的危害程度。c、隧道反坡施工地段处于富水区时，超前钻探作业时做好钻孔突涌水处治的方案，确保人员与设备的安全，避免淹井事故的发生。5、 超前地质预报质量保证措施5.1 建立超前地质预报质量管理体系为实现本标段隧道施工地质超前预报的工程质量目标，成立以项目负责人为组长的质量管理领导小组，建立质量管理体系，制定质量管理办

32、法及质量保证措施和预报安全管理措施以及进度保证措施。施工超前地质预报的质量管理体系见下图13。 图13 质量保证体系图5.2 制度保证措施（1）建立质量责任制度：为确保施工质量，自上而下逐级建立工程质量责任制，明确各工作岗位的质量职责和义务，建立完善的质量责任制度，以确保工程质量得到有效控制。（2）建立质量检查考核制度：每月底组织质量检查及与月终奖励相结合的质量评比，并不定期进行质量评比，召开质量分析会议，分析质量保证计划的执行情况，及时发现问题，研究改进措施，积极推动全面质量管理工作的深入开展。5.3 超前地质预报的质量保证措施在贯彻质量管理体系的基础上，按照超前地质预报实施性细则所制定的各

33、项技术指标的要求，严格技术交底，做到目的明确、清晰地开展预报工作，使预报质量得到有效的控制，从而切实保证预报的精度和质量。各种方法的质量保证措施如下：(1) 加强物探工作与地质工作结合，及时跟踪预报结果，进行预报误差原因分析，总结经验，改进措施，调整各种参数、方案组合等，对预报结果做出修正，提高准确性。(2) 保证测试仪器的良好工作状态，规范仪器操作行为，项目执行期间加强对项目技术人员的专业技术培训工作。(3) 测试人员相对固定，保证预报工作的连续性、资料的完整性。(4) 地质素描应及时进行，对掌子面、边墙、拱顶及底板围岩的工程地质及水文地质特征进行详细描述，描述要真实贴切，并辅以适当图形、图

34、片。(5) TGP超前探测前应对炮孔及接收器孔进行仔细测量，其参数应严格满足设计要求；接收器套管安装要耦合完好；检测噪音振幅峰值小于-78d B时方可接收数据，接收时要保持检测噪音时最安静的状态，接收到的信号要求初值明显；曲线隧道预报的终点不能偏离隧道中线30m。(6) 地质雷达探测时，应保证天线密贴掌子面，移除近处电场干扰，保证测试效果。(7) 超前钻孔前应进行详细的技术交底，根据需要探明哪些地质问题，明确设计钻孔的参数。钻孔时应严格按照交底操作，钻进过程中对钻进速度、岩粉及冲洗液变化情况、卡钻情况、地下水情况等做详细记录，如遇特殊情况，需钻孔取芯。(8) 在各项现场采集工作结束后，内业数据

35、分析、处理以及报告编写应及时，成果报告应有编制、审核。(9) 成果报告及时提交给指挥部、监理单位及施工单位，做到信息化施工。(10) 把预报结果与实际开挖情况进行比对。6、 组织机构及人员设备 6.1 组织机构地质预报专业性强，技术含量高，因此该项工作由具备专业资质的合作队伍实施。现场配备技术人员和普通劳工协助实施。预报小组如下：1、组 长：姜维亮 宋战平2、副组长：荀广义（技术负责）3、组 员：李重群、王亚琼、李又云、晏长根、张进、王勇、闫根财、杨涛、荀伟宁、佟泽有 图14 超前地质预报组织机构图预报小组人员证件见附件，负责超前地质预报工作的具体实施工作，包括：现场情况的初始调查；按规定要求

36、进行现场数据采集及原始数据的分析处理及信息反馈，提交预报成果报告。6.2 超前地质预报主要设备根据本项目工程地质及水文地质特点，本隧道超前地质预报配置主要仪器及设备情况见表5所示。 表5 超前地质预报主要仪器及设备配置表序号设备名称型号规格单位数量1地震波超前预报探测仪TGP206/TSP203台12地质雷达SIR3000台13地质罗盘DQY-1台34计算机 联想、戴尔台35多功能地质钻机、凿岩机台46照相机尼康台37打印机HP1500台28越野车长城辆17、 超前地质预报工作安全保证措施安全问题是生产中的一个重要环节，包括施工安全、人员安全，针对我们的工作性质主要采取以下措施：（1）听从工地

37、安全负责人员的指挥，以避免发生人员及仪器事故。(2)根据现场施工情况灵活安排测试任务，及时避让工程车辆；同时请施工单位提供有效协调和支持。(3)对预报及观察结果及时进行分析，如有异常情况及时通知施工单位、监理单位等相关单位。(4)严格按行车要求行车，严禁上班前24小时内饮酒，确保人员安全。(5)地质预报人员应认真学习、执行隧道施工安全规程，超前水平钻探人员还应认真学习、执行钻探安全技术操作规程。新技术人员和工人上岗前，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。(6)进入隧道工作必须穿戴适宜的工作服、防护靴、安全帽和防尘口罩等防护用品。(7)施工地质预报

38、工作必须在完成爆破、清碴、初期支护作业后进行，开始工作前应巡察操作空间上方、周围有无安全隐患，特别是判断钻探工作面附近是否还有危石存在，对危险情况及时进行治理，确保预报人员的安全。(8)在弹性波反射法物探现场工作时，使用灵敏度较高的高爆速（威力）炸药，危险性大，炸药和雷管必须由取得公安部门签发的爆破作业、爆炸物品使用许可证件的人员领用，并由专业爆破工操作，非专业人员严禁爆破作业。(9)钻机使用高压风、高水压，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，高压风枪、水枪伤人；高压电路接线应由专业电工操作。(10)钻孔时，钻机前方安设挡板，严禁在

39、钻具的轴向后方站人，以防钻具和高压冲出的岩屑、泥沙等伤人。(11)地质超前钻探孔口应安设孔口管和止水闸阀，以便于控制揭露岩溶水时的水流，孔口管必须安设牢固，防止水压将孔口管冲出伤人。(12)富水区隧道超前地质钻探时，发现岩壁松软、片帮或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，立即上报有关部门，并派人监测水情。当发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。8、 超前地质预报成果资料整理技术要求(1)采用多项超前预报方法完成隧道超前地质预报外业实施后，应编制隧道超前地质预报综合成果报告。隧道贯通后可编写隧道超前地质预报总结性报告。(2)隧道超前

40、地质预报综合成果报告内容应包括：工程概况，地质背景，超前地质预报，工程地质和水文地质条件综合分析。(3)隧道超前地质预报总结性报告内容应包括：工程概况，地质背景，超前地质预报，结论与建议。(4)另外，还应附各种原始记录表格、图件，包括：超前物探成果报告，超前钻探成果图（含超前地质钻探记录表、钻孔柱状图）及说明，加深炮孔探测成果资料，地质素描表。9、 超前地质预报结果的信息传递机制超前地质预报的根本宗旨是为施工提供掌子面前方地质条件建议，减小施工地质灾害发生的几率，降低施工风险，为安全施工提供保证的。这就要求每次预报信息要及时地传递到施工、监控等各方。根据各种预报手段的不同，预报结果的信息传递方

41、式与时效要求有所不同：9.1 地质调查法根据现场地质状况进行初步分析后，若判断没有重大不良地质隐患，可以在现场直接给施工方提供口头建议；如果现场调查发现有较大不良地质隐患，应立即通知施工单位暂停或减慢施工进度、安排进行超前钻探、地质雷达等其它的超前预报方法，并在24h内出具预报报告，详细分析不良地质的性质、分布位置、规模以及对隧道施工的危害程度，并提出施工处治建议。9.2 地质雷达地质雷达测试原始数据经简单处理以后即可较为直观地反映前方地质状况。在现场测试完成后，应在现场给施工单位提供前方地质情况的简要说明，并提供相关施工建议。如发现工作面前方有较明显不良地质体分布，宜叫停施工或建议施工方加深

42、炮孔进行超前钻探探测加以验证。每一次测试后24h内应出具一份正式的地质雷达超前地质预报物探报告。9.3 地震波法（TGP206或TSP203）TGP206地震波法测试由于其预报距离长、原始数据直观性差、物探结果解译较为耗费时间，一般不要求现场对前方地质状况进行判断，TGP206预报报告一般宜在测试后48小时内出具超前地质预报物探报告，最迟不宜超过3天。9.4 超前钻探实施超前钻探要求在施工方停工条件下进行，且在钻探报告未出具前，施工方不得重新开工。为减小对施工时间的占用，完成钻探后应快速处理资料，编制超前钻探柱状图并在12h内提交超前地质预报小组。9.5 加深炮孔钻探加深炮孔钻探：一般利用风钻

43、进行超前钻探，探测距离短，一般为3-5m,但速度较快，对施工影响较小，根据钻进的难易程度及出水情况等，现场就可初步确定前方围岩情况，可快速形成钻探报告。并在6h内提交超前地质预报小组。9.6 综合分析报告超前预报小组及时综合分析各种预报方法成果资料，提出结论性意见，并出具综合成析成果报告，报监理单位审核后，上报建设单位，（可先传电子版，后报纸质文档），高风险段落由总监理工程师审核。10、 超前地质预报信息反馈系统建立超前预报地质信息系统，通过各种超前预报方法收集地质信息，输入信息处理系统，进行综合分析、判断，并将处理结果反馈给施工，及时调整施工方法和支护参数。采用新的施工体系后，重新从施工过程

44、中获取新的地质信息，更新地质信息系统，经处理后，再一次反馈给施工，如此往复。通过地质信息系统的及时、准确预报，为信息化施工提供决策依据。超前地质信息系统见下图15： 图15 超前地质预报信息系统11、 地质预报成果的验证及技术总结(1)施工过程中应将实际开挖的地质情况与预报结果进行对比分析，及时总结经验教训，指导和改进地质预报工作；超前地质方案应根据实际地质情况及时进行调整，并按有关程序经批准后执行。(2)采用综合超前地质预报方法时，应将各预报手段所获得的资料进行综合分析和判断，并编制超前预报综合分析成果报告，内容应包括工作概况、采用的各种预报手段及预报结果、相互印证情况、综合分析预报结论、施工措施建议及下步预报工作计划等。(3)超前地质预报工作应编制各预报方法预测报告、地质综合分析成果报告