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隧道超前地质预报的概念及其研究的目的与意义一、隧道超前地质预报的定义近年来，随着我国国民经济的迅速发展，以及高速铁路、高速公路、路、城市轨道交通等工程大规模建设，长大隧道数量也越来越多。
但隧道施工进度经常成为制约整个整个工程进展的瓶颈，隧道快速掘进的主要难题是如何超前了解掌子面前方的地质情况和岩石力学参数，其中隧道轴线的地质界面可能会在施工掘进中发生严重的问题，如塌方、突泥、突涌等灾害，尤其是当这些灾害交叉发生时，问题会更加严重。
隧道超前地质预报就是解决个难题行之有效的方法。
隧道超前地质预报是通过物探、钻探或导坑，并配合地质测绘或地质调查等手段收集的资料，对隧道的某个段落，或某个部位及其前方一定范围内的围岩地质特征、结构特征和完整状态、围岩级别及隧道开挖后的稳定性进行预测，并提出隧道前方开挖和支护建议的报告。
力图在施工前掌握前方的岩土体结构、性质、状态，以及地下水、瓦斯等的赋存情况、地应力情况等地质信息，指导隧道施工，以避免施工及运营过程中发生涌水、瓦斯突出、岩爆、大变形等地质灾害，保证施工的安全。
二、隧道超前地质预报的目的与意义隧道工程属于隐蔽工程，常常会受到各种不良地质体的影响，在隧道施工前或者施工过程中如果不能准确地对可能遇到的不良地质体进行预报或预测，就有可能影响施工的进度，甚至会引发灾难性事故。
不良地质体本包括括施工地段岩件不同的岩体、断层裂隙构浩带、强富水诱水她层、岩溶等。
不同岩性的岩体可能会对施工机械造成损害，也有可能发生冒落、塌方等事故，这不仅增加了建造及维护维修成本，还会影响工期，造成较大的损失；断层裂隙构造带对工程影响很大，破碎带可能将上下岩层的水系导通，在岩层间形成润滑层。
断层裂隙面极易滑动，造成岩层失稳，引发山体滑坡及泥石流涌动。
所以在断层裂隙构造带附近施工时，要随时观察构造的联系及导通情况，防止透水和由岩层失稳引起的事故发生；在强富水透水层以及岩溶区，主要是防止透水事故的发生，以及透水后園地层减压造成的岩层失稳。
隧道地质超前预报半页书：建造师资料分享平台公路隧道施工应加强施工地质工作，以达到地质预测预报的目的。
常规地段应实施跟踪地质调查，不良地质地段应进行超前地质预报。
地质预测预报应作为必备工序纳入施工组织管理。
一、公路隧道地质超前预报的目的跟踪地质调查与超前地质预报，应达到下列主要目的：1.在施工前期地质勘察成果的基础上，进一步查明掌子面前方一定范围内围岩的地质条件，进而预测前方的不良地质以及隐伏的重大地质问题。
2.为信息化设计和施工提供可靠依据。
3.为降低地质灾害发生风险提供预警。
4.为编制竣工文件提供可靠的地质资料。
二、公路隧道地质超前预报的内容超前地质预报应包括(但不限于)以下内容：1.地层岩性，重点为软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土等。
2.地质构造，重点为断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况。
3.不良地质，特别是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性、有害气体、高地应力、高地温、高岩温等发育情况。
4.地下水，特别是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴及富水地层。
三、公路隧道地质超前预报方法隧道地质超前预报方法主要有：地质调查法、超前钻探法、物理勘探法(TSP法、TCP法和TRT法) 、超前导洞法、水力联系观测。
1.地质调查法是隧道施工超前地质预报的基础，适用于各种地质条件隧道超前地质预报，调查内容应包括隧道地表补充地质调查和隧道内地质调查。
2.物理勘探法适用于长、特长隧道或地质条件复杂隧道的超前地质预报，主要方法包括有弹性波反射法、地质雷达法、陆地声呐法、红外探测法、瞬变电磁法、高分辨直流电法。
3.TSP法适用于各种地质条件，对断层、软硬接触面等面状结构反射信号较为明双显，每次预报的距离宜为100~150m，连续预报时，前后两次应重叠10m以上。
4.地质雷达法适用于岩溶、采空区探测，也可用于探测断层破碎带、软弱夹层等不均匀地质体，在岩溶不发育地段每次预报距离宜为10~20m，在岩溶发育地段预报长度可根据电磁波波形确定，连续预报时，前后两次重叠不应小于5m。
一、实施超前地质预报的目的超前地质预报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、分析判释及预报，并提出措施建议。
为正确选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方案提供依据，并为预防隧洞涌水、突泥、围岩失稳等可能形成的灾害性事故及时提供信息，便于施工单位提前做好预案，保证施工安全。
超前地质预报主要应达到下列目的：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，指导工程施工的顺利进行；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地质依据；4）为编制竣工文件提供地质资料。
二、超前地质预报方案1超前地质预报内容超前地质预报应包括下列主要内容：1）地层岩性预测预报，特别是对软弱夹层、破碎地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、人为坑洞等发育情况的预测预报；4）地下水预测预报，特别是对岩溶水及富水断层、富水褶皱轴、富水地层中的裂隙水等发育情况的预测预报。
2超前地质预报设计原则与方案根据隧道具体工程地质问题和开挖的实际情况，制定超前地质预报工作原则，其原则是：采用地质调查、物探法和超前钻探等相结合的方法进行预报。
地质调查法：包括隧道地表补充地质调查、洞内开挖工作面地质素描和洞身地质素描、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析、地质作图等；采用综合超前地质预报方法时，需将各预报手段所获得的资料进行综合分析与判断，并编制地质综合分析成果报告。
超前钻探法：包括超前地质钻探、加深炮孔探测；必要时孔内摄影。
物探法：包括弹性波反射法（地震波反射法和陆地声纳法等）、电磁波反射法（地质雷达探测）、红外探测等。
采取长短结合、上下对照、定性与定量相结合的原则进行综合预报。
隧道地质超前预报1、目的与要求1.1采用各种地质分析、物探、超前钻探手段探明前方围岩地质情况，及时调整施工方法和采取相应的技术措施，降低地质灾害发生的机率。
1.2超前地质预报的结果应体现及时性，地质状况正常，不良地质采取的措施及时通知承包人，使工程处于可控状态。
1.3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，以指导和改进地质预报工作。
1.4地质预报结论应有书面报告，并及时呈报承包人、监理单位和筹建处，对所有预报资料存档备查。
1.5地质超前预报的分级1) 隧道施工中地质预测、预报方案应根据区域地质资料和设计文件制订，以达到预报准确、节省资源的目的。
2) 根据地质对隧道安全的危害程度，地质灾害分为A、B、C、D 四级。
见表11.6复杂地质的预测、预报应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、贯穿于施工全过程。
不同地质灾害级别的预报方式可采用：1) 一级预报可用于A级地质灾害。
采用地质分析法、地震波反射法、超声波反射法、陆地声纳法、地质雷达法、瞬变电磁法、红外探测法、超前水平钻探法等进行综合预报。
2) 二级预报可用于B级地质灾害。
采用地质分析法、地震波反射法、超声波反射法、陆地声纳法，辅以地质雷达法、瞬变电磁法、红外探测法，必要时进行超前水平钻孔。
3) 三级预报可用于C级地质灾害。
以地质分析法为主，对重要地质(层)界面、断层或物探异常地段宜采用地震波反射法或超声波反射法进行探测，必要时采用红外探测法和超前水平钻孔。
表1地质灾害分级表2、地质预报工作流程地质预报工作流程见下超前地质预报工作流程图1。
3、超前地质预报的方法3.1施工阶段地质调查，隧道施工中，对已开挖段进行地质观察和观测，推测前方的地质情况，调查的主要内容有隧道开挖面的地质描述、岩体结构面产状调查、涌水观测等。
3.2施工地质探测，利用机械设备和检测仪器，预测开挖面前方围岩的工程地质，可通过导坑、钻探、物探的方法进行。
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。
加深炮孔/地质探孔记录表地质预报单位：上海海洋地质勘查设计有限公司掌子面里程：总工程师：专业监理工程师：超前地质预报月报施工标段：土建14标地质预报单位：上海海洋地质监理单位：上海建科监理制表：复核：技术负责人：监理：中铁十四局集团有限公司青岛地铁一期工程（3号线）土建14标 2012年7月25日超前地质预报月报施工标段：土建14标地质预报单位：上海海洋地质监理单位：上海建科监理制表：复核：技术负责人：监理：中铁十四局集团有限公司青岛地铁一期工程（3号线）土建14标 2012年8月25日超前地质预报月报施工标段：土建14标地质预报单位：上海海洋地质监理单位：上海建科监理制表：复核：技术负责人：监理：中铁十四局集团有限公司青岛地铁一期工程（3号线）土建14标 2012年9月25日超前地质预报月报施工标段：土建14标地质预报单位：上海海洋地质监理单位：上海建科监理制表：复核：技术负责人：监理：中铁十四局集团有限公司青岛地铁一期工程（3号线）土建14标 2012年10月25日超前地质预报月报施工标段：土建14标地质预报单位：上海海洋地质监理单位：上海建科监理制表：复核：技术负责人：监理：中铁十四局集团有限公司青岛地铁一期工程（3号线）土建14标 2012年11月25日超前地质预报月报施工标段：土建14标地质预报单位：上海海洋地质监理单位：上海建科监理制表：复核：技术负责人：监理：中铁十四局集团有限公司青岛地铁一期工程（3号线）土建14标 2012年12月25日青岛地铁施工标段隧道工程重大地质异常报告表制表：总工程师：总监理工程师：注：异常描述中应描述探测时间、探测手段、异常发生的具体部位、异常的性质、规模等。
青岛地铁施工 14 标段隧道工程地质素描说明：本表主要依据以下标准及资料文献编制：《岩土工程勘察规范》GB50021-2001、《工程岩体分级标准》GB50218-94记录员：日期：青岛地铁施工 14标段隧道工程超前地质预报月报施工标段：地质预报单位：监理单位：制表：复核：技术负责人：监理：日期：备注：1、“孔数/米”为当月完成钻孔数量和隧道超前探测的轴向延米数。
四川省仁寿至屏山新市公路太平隧道进口左线超前地质预报报告（钻探法）报告编号：TPJZ-CQYB(钻探)-2019-003公司仁寿至屏山新市公路SGJC2标段项目部二〇一九年十二月十日四川省仁寿至屏山新市公路太平隧道进口左线超前地质预报（）编制：审核：批准：公司仁寿至屏山新市公路SGJC2标段项目部二〇一九年十二月十日目录1 前言 (1)2 预报依据 (2)3 预报范围 (2)4 掌子面地质描述 (2)5 超前地质钻探方案 (2)6 超前地质钻探编录及施工日志 (5)7 结论及建议 (6)7.1结论 (6)7.2建议 (7)8 附录 (8)1 前言****股份有限公司仁寿至屏山新市公路SGJC2标段项目部专业钻探工作人员于2019年12月09日进场（附带重庆迈尔矿山设备开发有限公司生产钻探机器设备ZDY1250SB型及相应的工具），并通过质量安全检查。
根据物探资料，为进一步探明掌子面前方围岩的完整性和富水性, 我方在业主单位的要求下，在掌子面中央布设一个水平不取芯钻探以探测隧道掌子面前方围岩的富水性，岩体完整性及其它地质灾害。
本次不取芯钻探钻头规格为：φ75,我方严格按照设计规范要求实施超前钻探工作，以确保预报的质量。
在开钻前，我方对机器调试、现场观察和与施工方进行沟通交流，确保电源、水源的顺利接入，同时对放机位置进行整平，并设立好稳定的台架，以便正常钻进。
在与项目部、监理部和施工方沟通后，确定了钻探时间。
图1：掌子面现场图示图2：1#钻探现场图示2 预报依据（1）《公路隧道设计规范第一册土建工程》（JTG 3370.1—2018）（2）《公路隧道设计细则》（JTG/T D70-2010）（3）《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）（4）《公路隧道施工技术细则》（JTG/T F60-2009）（5）《公路工程地质勘查规范》（JTG C20-2011）（6）《岩土工程勘察规范（2009年版）》（GB 50021-2001）（7）《铁路隧道超前地质预报技术规程》（Q/CR 9217-2015）（8）《工程岩体分级标准》（GB/T 50218-2014）（9）《岩石与岩体鉴定和描述标准》（CECS 239-2008）（10）四川省仁寿至屏山新市公路SGJC2标合同文件（11）四川省仁寿至屏山新市公路LJ17标段隧道设计图3 预报范围预报里程为：太平隧道进口左线ZK151+900～ZK151+981。
目录第一章总则 (3)第二章管理机构和职责划分 (3)第三章工程概况及地质情况 (6)第四章超前地质预报计划及地质复杂程度分级 (7)第五章设备及人员组成 (9)第六章超前地质预报工作程序 (10)第七章主要预报方法 (14)第八章质量安全要求 (25)第九章附则 (27)XXX隧道超前地质预报管理细则第一章总则第一条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，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案、控制工程变更设计提供依据。
第二条抓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。
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，是铁路隧道设计文件的重要组成部分，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，施工单位必须纳入施工工序管理。
第三条本细则依据《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设〔2008〕105号）、《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设〔2010〕120号），铁路隧道设计规范、施工规范、施工指南和验收标准，XXX隧道设计图纸、XXX隧道施工组织设计，《XXX铁路浙江有限公司（以下简称XXX公司）超前地质预报管理细则》（2014.3.7）结合XXX地质等现场实际情况制定。
第二章管理机构和职责划分第四条施工单位职责1．施工单位是除施工图阶段经评估为高风险和极高风险的软弱围岩及不良地质隧道外其他隧道超前地质预报的主体责任单位，并组织专业队伍开展物探工作。
2．负责编制隧道超前地质预报实施细则，按批准的实施细则和设计要求组织现场实施，并对超前地质预报资料的真实性、准确性负责，对地质素描、超前钻孔和超长炮孔的真实性、准确性负全部责任。
3．超前预报设备配置必须满足可靠性和高效性的要求，现场实施必须有专业技术人员跟班，司钻人员相对固定。
隧道超前地质预报（地质雷达）目录1 概况............................. - 1 -2物探方法基本原理 ................. - 1 -2.1 基本原理............................................ - 1 -2.2 探地雷达在勘查中的基本参数........ - 2 -2.2.1 电磁脉冲波旅行时............... - 2 -2.2.2 电磁波在介质中的传播速度- 3 -2.2.3 电磁波的反射系数............... - 3 - 2.3 数据处理方法................... - 3 -2.3.1 距离归一化................................... - 3 -2.3.2确定波速........................................ - 3 -2.3.3 水平和垂直滤波........................... - 4 -3 设计文件描述的预报段地质条件..... -4 -4 掌子面地质编录及地质分析......... - 4 -5 探底雷达测试与结果分析........... -6 -5.1 测线的布置................. - 6 -5.2 数据处理结果............... - 7 -5.3解译分析................... - 8 -6.结论和建议....................... - 9 -附件一：掌子面地质编录表.......... - 10 -1 概况###隧道为@@@@高速公路G7标段的在建隧道。
隧道位于@@市@@县@@村@@沟右岸。
隧址区属后龙门山推覆构造带，围岩岩性主要为钙质千枚岩、凝灰千枚岩、石英千枚岩。
因受构造影响，岩体局部（一般为不同岩性接触带）片（劈）理极发育，岩石呈薄片状、碎片状结构，岩质极软，破碎。
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。
铁路隧道地质超前预报第六标段**隧道预报大纲及实施方案2009-9-30目录1**隧道概况 (1)2工程地质条件 (1)2.1地质概况 (1)2.2 地层岩性 (2)2.3 地质构造 (2)2.4 水文地质与气象特征 (3)2.5 不良地质及特殊岩土现象 (3)2.6环境工程地质 (4)2.7工程地质条件评价 (5)3超前地质预测预报目的与设计 (5)3.1超前预报目的 (5)3.2超前地质预报设计 (5)4编制依据 (6)5地质超前预报方法及程序 (7)5.1地质预报方法及要求 (7)5.2预报内容 (8)5.3预期目标 (8)5.4预报阶段 (9)5.5预报频率 (10)5.6预报程序 (10)6投入的仪器设备 (11)7质量管理及保证措施 (12)7.1地质调查法管理 (12)7.2红外探测法 (15)7.3地震波反射法（TSP） (16)7.4地质雷达法 (20)8预报重点及方案措施 (22)8.1断层预报 (22)8.2岩溶预报 (23)8.3其他 (25)1**隧道概况**铁路是西南地区通达华南沿海地区的重要区际铁路通道，跨黔、桂、粤三省区，由位于贵州省贵阳市的贵阳北站引出，经龙里、穿斗篷山至都匀，而后由三都沿都柳江经榕江、从江进入广西自治区，跨融江和焦柳铁路经柳州市三江，穿天平山隧道经桂林后跨漓江经恭城、钟山、贺州进入广东省境内，经怀集，跨北江，经肇庆、三水、佛山进入广州枢纽新广州客站。
正线长度857.016km，其中贵州省境内300.915 km，广西自治区境内348.568 km，广东省境内207.533 km。
胡山隧道里程为：DK430+495- DK434+608。
主要技术标准：（1）铁路等级：Ⅰ级；（2）正线数目：双线；（3）限制坡度：贵阳至贺州段9‰、加力坡18‰，贺州至广州段9‰；（4）最小曲线半径：3500m；（5）牵引种类：电力；（6）牵引质量：4000t；（7）到发线有效长度：850m，双机地段880m；（8）闭塞类型：自动闭塞；（9）正线线间距：4.6m；（10）建筑限界：满足开行双层集装箱列车运输要求。
隧道超前地质预报专项方案一、编制依据⑴隧道设计图纸、设计说明等设计文件；⑵隧道实施性施工组织设计；⑶《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设[2010]120号）;⑷《关于进一步加强铁路隧道设计施工安全管理工作的通知》（建技[2010]352号）；⑸《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008)；⑹《铁路隧道超前地质预报技术指南》(铁建设[2008]105号)；⑺《铁路隧道超前地质预报技术规程》(Q/CR 9217-2015)；⑻本集团公司拥有的科技成果、工法成果、管理水平、现有的技术装备力量和多年积累的铁路隧道施工经验。
二、工程概况本标段共新建14座隧道，隧道全长14298m,张家坡隧道为单线隧道，其余隧道都为双线隧道，各隧道概况详见表1。
表1 隧道概况一览表三、地质复杂程度等级根据《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设[2008]105号）附录B的规定对隧道施工安全的危害程度分为复杂、较复杂、中等复杂、简单四级，根据不同的地质复杂程度，开展超前地质预测预报工作。
四、实施超前地质预报的目的⑴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，指导工程施工的顺利进行。
⑵降低地质灾害发生的几率和危害程度。
⑶为优化工程设计提供地质依据。
⑷为编制竣工文件提供地质资料。
五、超前地质预报方案1、超前地质预报内容⑴地层岩性预测预报，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土的预测预报；⑵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；⑶不良地质预测预报，特别是对岩溶等发育情况的预测预报；⑷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。
2、超前地质预报方法⑴预报方法根据隧道地质条件、风险源及其风险等级、本集团公司现有的设备、工法、科技成果等，本隧道选用地质调查法（地质调查、地质素描、地质作图）、物探法（TSP203、红外探测法）、超前钻探法（加深炮眼、超前钻孔）进行地质超前预报。
隧道地质超前预报工作大纲编制：复核：审核：二0一五年五月隧道地质超前预报工作大纲1 任务来源及合同规定要求受贵州花安高速公路建设有限公司委托，辽宁省交通规划设计院承担贵阳（花溪）至安顺高速公路的隧道施工地质预报任务。
根据隧道地质预报相关规定要求，编制本工程地质超前预报工作大纲。
1). 工程概括：贵州省贵阳（花溪）至安顺高速公路第二合同段包括3座隧道，具体隧道情况见下表：2).地质预报内容：A.断层及断层影响带的位置、规模及其性质；B.岩体破碎带范围；C.软弱夹层的位置、规模及其性质；D.裂隙涌水等含水构造的位置、规模及其性质。
3).地质预报方法及要求①首先，对待进行地质预报的隧道进行详细地质调查，了解隧道区域地质、水文地质条件，初步确定隧道施工地质预报的重点和难点段。
②在隧道施工过程中，以TSP超前地质预报为主要物探测试手段进行连续跟踪地质超前预报，每次预报距离一般100～150m，根据掌子面围岩地质条件可适当调整。
③当隧道施工开挖接近TSP超前地质预报的可疑地段或重点地段、或者隧道开挖揭露断层需要对周边进行精细探测时，采用地质雷达对周边进行短距离精确预报，预报距离一般20～30m。
2工程地质水文地质简况2.1地层岩性根据区域地质资料和现场初步调查，沿线隧道工程地质条件一般，围岩主要以中风化块状灰岩以及砂岩、泥质粉砂岩为主，岩体较破碎，碎裂块状结构，进出口位置岩石自稳能力较差。
2.2地质构造项目区域处于黔中东西构造带、川黔经向构造带和新华夏系隆起带交接复合地带。
构造形迹主要为经向构造、北东向构造体系。
隧道区未发现较大断裂构造。
2.3水文地质条件2.3.1地表水隧道区属半湿润大陆性气候区，东部项目区属亚热带黔北温和湿润气侯，温和多雨。
年平均总日照时数1138小时，无霜期295天，雾日22天，凝冻日9天，受大气环流及地形等的影响，区内具冬少严寒、夏少酷暑的气侯特征。
年平均气温14.7℃。
极端最低温-8℃，极端最高温36.7℃。
区内雨量充沛，雨季明显，年降水量1035.7mm，每年5~8月为雨季，占全年降雨量65%左右。
区内受云贵高原湿润季风气侯影响，风向具明显的季节性，秋末至次年春初多偏北风，春末至夏季多偏南风，春秋两季则多东北风与偏南风交替，平均风速1.9m/s。
年均湿度为81%。
在冬季地势较陡的山坡，雨天由于气温低而易形成凝冻。
隧道区属长江水系，测区内主要有乌江等河流。
大气降水及部分地表水是地下水补给的主要来源，其补给受地貌影响明显，峰丛洼地、溶丘洼地地形是地下水的补给地带;地下水运动方向多与构造线方向一致，地下水径流通道以管道为主、裂隙次之，地下水埋深一般在 50-80米。
2.3.2地下水地下水类型主要为第四系孔隙水和基岩风化裂隙水，第四系孔隙水主要赋存于沟谷堆积的坡洪积层内，含水岩性为坡洪积的碎石土、角砾土，水位埋藏浅，水量受季节变化较大，4～5月份积雪融化、7～8月份雨季对地下水均有补给作用。
部分雨水顺坡流淌汇入沟谷排泄，少部分渗入地下或存于基岩风化裂隙发育、地势相对较低的强弱风化带内，微风化层透水性较弱，但垂向节理发育带可能透水性较强，富水性较弱。
3 隧道施工中的主要地质问题及地质预报重点根据本工程的工程地质及水文地质条件分析，项目隧道施工主要存在的不良地质问题有：软弱围岩变形、岩体破碎带和断层破碎带等。
对于软弱围岩变形，施工安全的控制重点应集中在监控量测方面；岩体破碎带、断层破碎带以及涌水等不良地质体(带)，施工安全的控制重点集中在施工地质超前预报工作。
为此，本工程的施工地质超前预报重点内容为：隧道施工掌子面前方断层破碎带及岩体破碎带等不良地质体(带)等。
4地质超前预报方法的选择4.1 国内外地质预报技术现状国内外隧道施工地质超前预报技术的发展主要包括六个阶段(表1)，进一步可归为两大类：地质法和地球物理方法。
1).TSP24地质预报系统TSP24主要在重点预报段做长距离宏观控制预报。
根据勘设阶段提供的地质资料和现场踏勘情况，确定本隧道工程主要采用TSP24进行超前预报。
2).地质雷达在隧道开挖已揭露溶洞或暗河后，需要对溶洞及暗河的发育规模、形状、充填物性质等进行详细探测，以便隧道变更设计施工，此阶段的测试为精细探测，建议采用地质雷达进行测试。
地质雷达探测的特点：探测距离短(一般20～30米)，测试精度高，探测准确。
4.2 本工程隧道施工地质预报方法的选择原则选择正确的隧道施工期地质预报方法是预报成功的关键。
预报方法的选择应遵循以下原则：1)有牢固的理论基础，首先从根本上和宏观上把握隧道施工影响区域的地质条件，仍然以地质法为基础；；2)不占或很少占用掌子面施工时间，要求每次探测长度比较长(一般大于50米)，并尽量减少对正常施工工序的干扰，即现场探测时间应尽量短(一般60分钟以内为宜)；；3)适用性强，能够适合于多种围岩地质条件，对施工环境无特殊要求，能够排除隧道内的台架、金属、高压电等对仪器系统的影响；4)操作简便；5)能取长补短，尽量克服探测方法的缺点；6)能适应隧道工程施工的需要，尤其是预报长度满足施工进度的需要；7)对道施工所面临的地质问题具有针对性。
4.3本工程隧道施工地质预报方法的基本原理根据隧道可能存在的主要工程地质问题，建议采用“以地质法为基础、以TSP24超前地质预报为主要手段，重点段配合采用电磁波反射法的综合方法”进行隧道施工期地质预报。
地质超前预报的程序如下：(1)首先，对待进行地质预报的隧道进行地质调查，地质资料的收集分析，了解隧道区域地质、水文地质条件，初步确定隧道施工地质预报的重点和难点段。
(2) 在隧道施工过程中，以TSP24超前地质预报为主要手段，进行中短距离跟踪地质超前预报，预报距离一般100～150m，根据掌子面围岩地质条件可适当调整预报距离80～100m，保证整个测试段的里程连续。
4.3.1 地质法地质法是隧道地质超前预报采用的一种基本方法。
在隧道的预可研和可行性研究阶段、勘察设计阶段均采用地质法进行。
在隧道施工阶段主要根据隧道施工期掌子面地质条件，如岩体结构面产状及其发育状况、岩体破碎程度、岩石的变质程度等的变化特征，结合地表地质调查结果，采用相关分析（包括结构面统计分析、构造相关分析等）进行超前预报，主要预报隧道掌子面前方存在的断层、不同岩类间的接触界面特别是火成岩与沉积岩间的接触界面、隧道前方围岩的稳定性及失稳破坏型式等。
地质法隧道施工期地质超前预报是最早开展的，也是任何其它隧道施工期地质超前预报方法的基础。
4.3.2 TSP超前地质预报4.3.2.1 TSP超前地质预报的基本原理TSP24是一种多波多分量地震反射勘探方法，和其它地震反射方法一样，采用了回声探测原理。
TSP24方法是在隧道左边墙或右边墙布设24个炮点，用少量炸药激发地震波。
地震波在岩石中以球面波形式传播，当遇到岩石物性界面(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。
反射回来的地震波由高灵敏度的地震检波器接收。
接收到的地震反射波信号就是TSP24野外采集的原始数据。
反射信号的旅行时间和反射界面的距离成正比，通过对反射信号的解析及计算，反演隧道掌子面前方的地质状况。
4.3.2.2TSP超前地质预报的现场技术要求TSP地质超前预报为施工提供指导性方案，而TSP地质超前预报的精确程度依赖来三个方面：一是原始地质勘察资料的准确与否；二是TSP地震波数据采集的精确程度，三是处理软件的优良与工程经验的丰富与否。
为了使地震波采集数据更加精确，特提出以下技术要求。
TSP隧道地震波超前地质预报系统布置主要包括炮孔布置、传感器钻孔布置、测试前准备等。
(a) 俯视图(b) 剖视图TSP超前预报观测系统布置图一、炮孔布置根据施工隧洞的地质情况和主要结构面产状确定观测系统布设在哪侧洞壁。
如上图所示，根据主结构面的走向(结构面走向与左侧洞壁呈钝角)，确定炮钻孔布置在隧洞的左侧壁合适。
炮孔位置：第一炮孔S1应尽量靠近掌子面布设；炮孔数量：24个（不少于16个）；炮孔间距：1.5m；炮孔直径：40mm；炮孔孔深：1.5m；炮孔孔向：垂直洞壁并稍向下倾斜（不超过10°）；炮孔高度：距底板以1.0m左右，各钻孔呈直线分布。
二、传感器钻孔布置钻孔位置：距最后一个炮孔(S24)20m；钻孔数量：1~2个；钻孔直径：使用加速度传感器时孔径为50mm，使用速度传感器时孔径为60mm；钻孔孔深：2m (不超过2m)；钻孔孔向：垂直于洞壁（上、下最大倾斜角度不能超过10°）；钻孔高度：与炮孔在同一水平线上，距底板1.0m。
三、所需耗材1、高爆速炸药1200g；要求：爆速大于6000m/s的高爆炸药，“黑索金”最好，一级、二级岩石乳化炸药也可以，测试时每孔药量一般为50g，共24个炮孔；2、瞬发电雷管24发(必须是瞬发的电雷管)；3、直径为28~32mm的混凝土药卷锚固剂80卷（24个炮孔，每孔需3卷，其余备用）。
四、仪器采集参数设置4.3.3电磁波反射法电磁波反射法采用设备为地质雷达，选用38-75-150MHz变频天线，探测有效深度10～30米。
地质雷达是采用无线电波检测地下介质分布和对不可见目标体或地下界面进行扫描，以确定其内部结构形态或位置的电磁技术。
其工作原理为：电磁波以宽频带脉冲形式通过发射天线发射，经目标体反射或透射，被接受天线所接收，如图5。
图5 雷达工作原理及其基本组成电磁波的传播取决于物体的电性，物体的电性中有电导率μ和介电常数ε，前者主要影响电磁波的穿透(探测)深度，后者决定电磁波在该物体中的传播速度，因此，所谓电性介面也就是电磁波传播的速度介面。
不同的地质体(物体)具有不同的电性，因此，在不同电性的地质体的分界面上，都会形成电性介面，雷达信号传播到电性介面时产生反射信号返回地面，通过接收反射信号到达地面的时间就可以推测地下介质的变化情况。
5隧道施工地质预报的具体实施方案5.1 隧道施工地质预报的具体实施计划建议采用“以地质法为基础，物探为主要测试手段的综合法”进行地质预报。
5.1.1预报总体方案根据补充地质调查结果，隧道施工期地质超前预报分重点段和非重点段预报：重点段采用TSP超前地质预报作中远距离长期跟踪预报，必要时补充地质雷达辅助手段；非重点段采用地质法作短距离预报，TSP超前地质预报作中远距离长期跟踪预报。
5.1.2补充地质调查由于对隧道施工无任何干扰，但对隧道施工期地质预报安排至关重要，因此大量的补充地质调查工作在预报工作开始前进行，少量的补充调查在预报实施过程中随时进行。
补充地质调查的内容包括：地层、岩性、构造、岩溶在地表的出露；地层产状；构造的规模、性质及其产状等。
