超前探测孔技术
隧道工程—超前地质探测与预报方法
隧道工程—超前地质探测与预报方法根据隧道工程地质条件，结合以往施工中在超前地质探测与预报方面所积累的经验，拟采用TSP203地质预报系统、地质雷达、超前钻探法、红外线探水仪等进行地质预报，并预测开挖工作面前方一定范围内围岩的工程地质和水文地质条件。
初步确定本次施工采用以下方法进行超前地质探测与预报。
一、TSP203超前地质预报系统TSP203超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况。
它是在掌子面后方边墙一定范围内布置一排爆破点，进行微弱爆破，产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播，当岩石强度发生变化，比如有断层或岩层变化时，会造成一部分信号返回，界面两侧岩石的强度差别越大，反射回来的信号、返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，得到岩体强度变化界面的信号也就越强。
返回信号被经过特殊设计的接收器接收转化成信号并进行放大，根据信号返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，就得到岩体强度变化界面的位置及方位。
TSP203地质预报系统实际操作中有如下特点：适用范围广，适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况；距离长，能预测掌子面前100m～200m范围内的地质状况，围岩越硬越完整预报长度就越大；对施工干扰小，可在施工间隙进行，即使专门安排时间，也不过一小时左右；TSP203地质预报系统现场测试示意见下图。
图 TSP203地质预报系统现场测试示意图提交资料及时，在现场采集数据的第二天即可提交正式成果报告。
采用专用处理软件，将复杂多解的波形分析转换为直观的单一解的波形能量分析图。
将隧道顶部和底部的波形能量分析图分析确定之后，可得出断层破碎带、软弱夹层或其它不良地质相对于隧道的空间位置，计算机自动绘出弹形波速度有差异的地质界面相对于隧道轴线的地质平面图和纵断面图。
但也存在预报准确性和预报精度方面的问题，需要采用其他预报手段来补充和完善。
数据处理流程见图3-5-4。
煤矿井下掘进工作面超前物探技术分析
当代化工研究CCModern Chemical Research»Q 2021•01技术应用与研究煤矿井下掘进工作面超前物探技术分析*杨菲(山西同煤集团朔州煤电公司山西036000)摘耍：煤矿企业在矿井下进行掘进工作时，可能存在一些安全隐患，因此在进行掘进工作的施工过程中需要科学合理餉使用超前物探技术.在具体的工作过程中，超前物探技术有两种不同的探测技术，分别是直流电法和刃匝变电磁探测技术，科学妁使用此种探测技术可以准确的了解矿井前方的含水性和岩层的一些基本构造情况等.所以本文介绍了超前物探技术餉特点和重要原理，并根据具体餉井下掘进工程制定合理的施工设计方案.关键词：掘进工作面；超前物探技术；施工方案中图分类号：TD163文献标识码：AAnalysis of Advanced Geophysical Prospecting Technology in Underground TunnelingFace of Coal MineYang Fei(Shuozhou Coal and Electricity Company,Shanxi Tongmei Group,Shanxi,036000) Abstracts There may be some potential safety hazards when coal mining enterprises carry out excavation work under the mine,so it is necessary to use advanced geophysical prospecting technology scientifically and reasonably in the construction process of excavation work.In the specific working p rocess,there are two different detection technologies of a dvanced geophysical p rospecting technology,namely,direct current method and electromagnetic detection technology of e dge change.Scientific use of t his detection technology can accurately understand the water content in front of t he mine and some basic structural conditions of r ock strata.Therefore,this paper introduces the characteristics and important p rinciples of advanced geophysical p rospecting technology,and makes a reasonable construction design scheme according to the specific underground excavation engineering.Key words：heading f ace^advanced geophysical p rospecting technology construction scheme引言现如今，我国的经济正在快速发展，社会的进步和人们生活水平的提高对煤炭的需求量逐渐增加，所以我国的煤矿企业要利用先进的技术来提高煤炭的生产率和生产质量。
工作面超前钻探措施方案
工作面超前钻探措施方案一、超前钻探措施：（1）工作面掘进过程中，严格执行“有掘必探，先探后掘”的原则，利用钻探（采用ZDY650型液压钻机）探查，做好矿井日常防治水工作。
（2）超前探测以钻探为主的方法，钻探超前距取60米，掘进过程中必须保留30米安全距离。
按照《煤矿防治水规定》超前距a取值如下：超前距α可由下式计算“α=0.5AL√￣391kp≥30式中α——超前距米：A——安全系数（一般取2——5）L——巷道的跨度（宽或高取其大者），mP——水头压力，Mpa:Kp——煤的抗张强度，Mpa令：A=2，L=5，P=0.8，Kp=0.187 计算得：α=18m，取30m （3）钻孔布设：工作面正前方布设一个钻孔，钻孔方位55°倾角+2°，孔深60米，孔径43mm，若60m为全煤孔且物探前方无异常体时，可向前掘进30米，保留30米的超前距；若60米范围内出现有怀疑的区域，且物探前方有异常体时，先根据第一个钻孔判断该异常体为断层还是陷落柱，若异常体为断层时，在巷道前方的底板方向布置2个钻孔，以探清该断层的导水性，若异常为陷落柱时，可在巷道前方正对陷落柱沿煤层扇形布置3个钻孔，顶板布置2个钻孔，若为其他异常体时，可根据具体情况加密钻孔，发现钻进过程中的钻孔内有水涌出时，必须加密钻探，严格按照防治水规定执行。
以上异常体均以探清为目的，钻孔在巷道前方的水平面和竖直面呈扇形布置，异常体未探清之前，不得进行任何采掘活动。
钻孔布置参数如下：钻孔设计参数表（4）孔口管的安装：1、钻孔开始5米孔口直径为113mm，下入3寸孔口管，固定后改为43mm孔钻进。
2、先将孔口管放入孔内，在孔口处用水泥将孔口管固定住，水泥里预埋用以注浆时排除孔内空气的出气小管，然后从孔口管向孔内注入水泥砂浆，直到孔壁与孔口管之间充满水泥砂浆，待水泥砂浆凝固2小时后，扫孔到底。
二、安全技术措施1、超前钻探工作由钻探队完成，由安全员负责监督落实，地质科负责监检查。
2019版物探院瞬变超前探测技术规范--超前探测
安徽惠洲地质安全研究院股份有限公司物探院技术规范管理规定（2019版）编制：____________审核：____________时间：____________目录1方案设计 (1)1.1地质概况 (1)1.2探测目的 (1)1.3探测技术方法相关原理 (1)1.4工程实例 (2)2施工流程 (3)2.1准备工作 (3)2.2井下探测注意事项 (3)2.3现场数据采集及现场记录 (4)3数据处理 (7)3.1数据质量的评价方法 (7)3.2一般数据的处理流程 (7)3.3现场干扰的剔除 (13)3.4最终图件的修饰及标准 (13)4报告编制 (14)1方案设计掘进巷道超前探测，一般采用“扇形”水平观测系统或者“U”型水平观测系统，根据探测区域的含水层层位或者探测目的，确定所选择的观测系统。
1.1地质概况具体包括矿区概况、工作面概况、工作面地质及水文地质特征。
1.2探测目的（1）采用瞬变电磁法超前探测掘进巷道迎头及顶底板前方110m范围内岩体电性分布情况；（2）对探测区域内可能存在的富水区做出定性评价。
1.3探测技术方法相关原理瞬变电磁法属时间域电磁感应方法。
其探测原理是：在发送回线上供一个电流脉冲方波，在方波后沿下降的瞬间，产生一个向发射回线法线方向传播的一次磁场，在一次磁场的激励下，地质体将产生涡流(见图1-1)，其大小取决于地质体的导电程度，在一次场消失后，该涡流不会立即消失，它将有一个过渡(衰减)过程。
该过渡过程又产生一个衰减的二次磁场向地质体内传播，由接收回线接收二次磁场，该二次磁场的变化将反映地质体的电性分布情况(见图1-2)。
图1-1 半空间中的等效感应电流图图1-2 瞬变电磁法原理图解瞬变电磁场在大地中主要以扩散形式传播，在这一过程中，电磁能量直接在导电介质由于传播而消耗，由于趋肤效应，高频部分主要集中在地表附近，且其分布范围是源下面的局部，较低频部分传播到深处，且分布范围逐渐扩大。
巷道掘进超前探测技术应用分析
环境工程2019·02102Chenmical Intermediate当代化工研究技术应用与研究巷道掘进超前探测技术应用分析＊柳建锋（汾西矿业高阳煤矿 山西 032306）摘要：煤矿井下地质构造复杂，巷道掘进面临各种风险，对巷道掘进工作面前方区域进行探测显得十分有必要，本文对煤矿井下巷道常用地质超前勘探技术进行归纳总结，并对比分析常用的超前技术勘探设备，以期能更好的促进巷道掘进工作面超前勘探技术的应用发展。
关键词：巷道掘进；超前勘探；设备分析中图分类号：T 文献标识码：AApplication Analysis of Advance Detection Technology of Roadway TunnelingLiu Jianfeng(Fenxi Mining Gaoyang Coal Mine, Shanxi, 032306)Abstract ：The underground geological structure of coal mine is complex and roadway tunneling faces various risks, so it is very necessaryto detect the area in front of roadway drivage. This paper summarizes the commonly used geological advanced exploration techniques in coal mine underground roadway, and compares and analyzes the commonly used advanced technology exploration equipment, aiming to better promote the application and development of advanced exploration techniques in roadway drivage face.Key words ：roadway drivage ；advance exploration ；equipment analysis巷道是矿井正常生产运行的基础，据有关统计资料，我国每年新掘巷道超过10000Km，煤矿井下条件十分复杂，存在断层、褶曲、溶洞、陷落柱等不良地质情况，当巷道掘进前方存在较小的地质构造异常带，超前地质勘探未查明时，便给巷道掘进带来安全隐患，如：瓦斯突出、透水、岩暴等灾害，影响采掘系统的正常布置，更有甚者会对矿井后期的正常回采带来不利影响。
超前地质探查钻孔施工管理办法
超前地质探查钻孔施工管理办法第一章总则第一条为进一步加强超前地质探查钻孔施工管理，有效防止误揭煤层、误透老巷（空）、无征兆过断层等事故的发生，制定本办法。
第二条对沿突出煤层掘进、沿煤层顶（底）板且法距小于10米掘进，对接近控制程度低的断层均执行地质超前探测。
第三条各掘进单位及相关职能科室必须提高对施工超前钻孔重要性的认识，转变观念，积极配合，严格执行。
第二章一般规定第四条执行地质超前探的一般规定：沿突出煤层掘进工作面迎头必须施工至少2个超前距不小于10米的超前钻孔。
沿煤层顶底板施工，在法距小于10米时，除对煤层法距连续跟踪探测准确控制煤层层位外，还必须进行超前探查，探测距离不小于10米。
防止因断层造成巷道误揭煤层。
近距离老空掘进的，定期探查老空法距。
在距预测断层位置前40米执行超前探。
第五条对须执行超前探的掘进工作面，地测科下发超前探查业务联系单。
并负责超前探查方案设计，设计要符合现场实际地质条件,说明超前钻孔的性质、目的、用途、参数（包括方位、倾角、孔深、开孔位置、终孔位置、孔径等）。
第六条如现场条件发生变化，其它单位和个人不得擅自修改超前钻孔参数，必须由地测科根据现场实际进行变更。
第七条根据现场施工条件，可采用钻机或架柱支撑手持式钻机施工超前地质钻孔。
对于老空、近距离煤层法距控制，可根据现场条件采用架柱支撑手持式钻机或锚索机施工，若采用架柱支撑手持式钻机或锚索机施工超前探查钻孔，则需要在规程措施内加入安全技术保障措施。
第八条为尽量减小对掘进进度的影响，超前钻孔应按照设备自身能力结合巷道掘进速度合理确定钻孔深度。
第九条施工单位技术员是超前钻孔的现场第一责任人。
跟班队长密切配合，具体组织实施。
第十条生产办负责钻机打运、接风水电及抽排管路等相关协调事宜。
第十一条打钻施工地点由钻孔施工单位配备坡度仪、卷尺等测量工具。
第十二条在距钻孔上方Im左右处悬挂便携式瓦斯报警仪，当瓦斯浓度接近0.4%时，必须立即停止钻进。
超前钻探、探放水施工技术规模版
超前钻探、探放水施工技术规模版一、引言超前钻探和探放水是施工工程中常用的一种技术手段。
它主要是通过预先进行钻探和探测地下情况，以便于合理规划施工工艺和控制风险。
本文将对超前钻探和探放水施工技术进行详细介绍，并提供一个____字的技术规模模板。
二、超前钻探技术介绍1. 超前钻探的定义超前钻探是指在土方开挖之前，提前对施工区域进行钻探勘探，获取有关地质、水文和土壤力学性质的信息，并根据这些信息合理规划土方开挖工艺。
2. 超前钻探的作用超前钻探的主要作用是为工程规划、施工进度安排和风险控制提供依据。
它可以帮助工程师了解地下情况，预测可能遇到的问题，并选择合适的施工方法和材料。
3. 超前钻探的常用方法超前钻探常用的方法有直接钻探和间接钻探两种。
直接钻探是指钻探钻头直接进入土壤或岩石中进行钻探；间接钻探是指使用钻探钻头或其他工具在地面上进行钻探，并通过间接手段获取有关地下情况的信息。
4. 超前钻探的钻探工艺超前钻探的钻探工艺包括准备工作、钻探过程和结实完井三个主要阶段。
准备工作主要包括选择钻机和钻具、准备施工图纸和相关资料；钻探过程主要包括确定钻探点位、钻探井径和钻探深度等工作；结实完井则是指对钻井进行加固和封堵，以防止钻井泥浆和地下水泄漏。
三、探放水施工技术介绍1. 探放水的定义探放水是指在施工过程中为了探测地下水位和水质情况，以及排水目的，而进行的一种测量和放水的操作。
2. 探放水的作用探放水的主要作用是为施工工程提供地下水位和水质情况的信息，以便合理安排施工过程中的排水措施，并确保施工过程中的安全。
3. 探放水的常用方法探放水常用的方法有地下钻探、地下水位测量和地下水质采样等。
地下钻探是通过钻井的方式进行探测；地下水位测量是通过测量管道或其他设备测量地下水位的高度；地下水质采样是通过采集地下水样品并进行化验分析，以了解地下水的水质情况。
4. 探放水的施工工艺探放水的施工工艺包括准备工作、测量和采样、分析和评价等主要阶段。
超前钻探法
超前钻探法
1）超前地质钻探的技术要求
（1）孔数。
（2）孔深。 （3）孔径。 （4）在富水岩溶发育区超前钻 探应终孔于隧道开挖轮廓线以外 5～8 m。
隧道施工技术
超前钻探法
1. 超前地质钻探
超前地质钻探是利用钻机在隧道开挖工作 面进行钻探获取地质信息的一种超前地质预报 方法。
超前地质钻探法适用于各种地质条件下的隧 道超前地质预报，在富水软弱断层破碎带、富 水岩溶发育区、煤层瓦斯发育区、重大物探异 常区等地质条件复杂的地段必须采用此法。
超前钻探法
（6）应加强钻进设备的维修与保养，使钻机处于良好状态 ；强化协调管理，各方应积极配合，减少和缩短施钻时间。
超前钻探法
3）钻孔质量控制措施
（1）采用系统的钻探程序。
① 测量 布孔。
② 设备就位。
⑤ 成孔验收。
③ 对正孔管。
超前钻探法
（2）控制钻进方向。 ① 钻机定位完毕后，对钻机进行机座加固，使钻机
超前钻探法
（4）超前钻探过程中应及时鉴定岩芯、岩粉，判定岩石 名称，对于断层带、溶洞填充物、煤层、代表性岩土等应拍摄 照片备查，并选择代表性岩芯整理保存，对重要工程钻探过程 应进行旁站监理。
（5）在富水地段进行超前钻探时必须采取防突措施；测 钻孔内水压时，需安装孔口管，接上高压球阀、连接件和压力 表，在压力表读数稳定一段时间后即可测得水压。
在钻进过程中位置不偏移，做到钻孔完毕钻机位置不变。 ② 尽可能加长钻具的导向装置，并且选用刚度较强
平煤十二矿矿井震波超前探测技术(MSP)应用研究
行成直线排列 ，这样 由人工 制造一 系列有规 ￣ ｔ Ｎ 的轻微 ｔｆ 震源 ，形成地震 断面 。这些震 源发 出的地震 波在遇到地 层
层 面 、节 理 面 、特 别 是 断 裂 破 碎 界 面 和 溶 洞 、暗 河 、 岩 溶
测在巷道超前地 质预报 中的使用 。与钻 孔探测 法相 比，地
ＭＳ Ｐ应用地震 波在传 播过程 中遇 到 不均 匀地 质 体 时 产 生反射 的原 理 ，利 用 负视 速度 同相 轴作 为
识 别来 自迎 头前 方界 面的反 射 波标 志 ，通过 分析岩层 的反射 波传播 速度 ，来确 定反射 层所 对应的
地质 界 面的空 间位 置和规模 及其 产状 ，并根据 反射 波的组合 特征及 其动 力 学特 征 、岩 石物理 力 学 参数 等资料 来解释 和推 断地 质体 的性质 。论 文 主要 结合 Ｍ Ｐ技 术 在 平煤 十二 矿 的应 用验 证 ＭＳ Ｓ Ｐ
文章编 号 ：１ ７ — ９ ９ ２ １ ）２（ ４ ＿３ ６ １ ０ ５ （ ０ ０ ０ －Ｏ ６（ ） ）
巷道超前预测预技术一 矿井巷道 震波超前探测 系统 （ Ｐ— ＭＳ
Ｍ ｎ ｅ ｍｃ￣ｅｉ ｉ ） ｉｅＳｉ ｉ ｓ ｄｃｏ ，对 己 ． ７ ０ 巷 瓦 斯 巷 迎 头 进 ｔｎ 一１２０机 行超 前 探 测 。
２ ＭＳ Ｐ系统简 介
Ｍ Ｐ系统 以本 安 型 Ｋ Ｚ ４— Ｂ ０巷 道 地 质 探 测 仪 为 Ｓ Ｄ １１ ６ ３ １
中心 ，仪器采用先进 电子技术 与嵌 人式操作 系统 ，保证 了 地震数据 的高质量 获取 ，同时配备 有专业 的 Ｍｓ ２０数据 Ｐ． 处理平 台，该软件提 供 了丰 富的 的地 震数据 管理 、显示与 核心处理功能 。Ｍ Ｐ系统 的推广 与应用将 为矿井 巷道掘进 Ｓ 施工安全提供技术保障。
掘进超前探测细则
掘进工作面“超前探测”管理办法为确保矿井安全生产，超前探测掘进工作面前方、侧帮及顶板一定范围内的瓦斯、地质构造、老空积水、构造导水、煤岩动力现象及没有编号的煤层情况，对掘进工作面严格执行“有掘必探、先探后掘”作业方式特制订本办法：第一章规定第一条井下所有掘进工作面都必须严格执行“有掘必探、先探后掘”的规定。
第二条各矿必须按照公司要求制定本单位“有掘必探、先探后掘”管理细则，并以矿文件落实到各生产井区、段队。
由矿总工程师负责前探工作的设计、安全措施的编制、施工监管、工程验收等工作的安排，做到分工明确，责任到人。
前探工作的设计和安全措施要编制到《作业规程》中，每次钻探作业时，施工单位、监管、验收部门必须分别做好记录，并建立台账以备查询；监管、验收部门根据现场情况下达《停掘通知单》和《允许掘进通知单》。
第三条探测工作可采用物探、钻探等手段，必须查清工作面前方50米内地质构造发育和瓦斯赋存情况及水患情况后方可施工。
巷道超前物探必须保证连续性，并且连续两次物探之间重复物探巷道长度不少于20米。
第四条凡高瓦斯、水文、构造复杂矿井和采区及煤层均属危险区域。
在危险区域施工必须执行物探、钻探结合，长钻孔与短钻孔相结合的原则。
第二章钻探要求第五条石门、大巷、上（下）山等岩巷，具备条件的可在巷道正中心沿掘进方向打1个大孔径超前钻；不具备条件的可双侧相互交错布置钻机硐室，硐室内至少打1个超前钻孔钻，场间距依据钻机能力确定。
施工巷道必须保证至少1个超前探孔，钻孔压茬不小于20m。
钻孔直径不小于75毫米，剩余超前探孔距离不小于10米。
工作面前进方向的顶、底板及两侧，可结合短钻孔探清巷道周围不小于5米范围内构造、瓦斯及水文情况，根据地质资料和物探情况确定钻孔的个数和参数。
第六条煤与半煤岩工作面沿煤施工钻孔三个(前方、两帮)，确定工作面前方无构造等异常情况，超前距不小于5米（余孔深度）；如工作面前方有异常情况，则必须编制针对性的专项施工设计。
3401.13超前探测钻孔取芯(Ⅳ级围岩,孔深40m以内)
12.400 84.82 12.400 84.82
1.900 8.93 1.900 8.93
2.000 5.44 2.000 5.44
0.007 10.53 0.007 10.53
26.500 26.50 26.500 26.50
三
机械使用费
8001119
全液压履带钻机ZYL1250
8017045
工程名称 工程细目
工作内容
人机配组
工程数量
序号
费用名称
一
人工费
1001001
人工
工序成本费用计算表
公路工程
瓦斯隧道超前探测钻孔（孔径76mm以 内），超前探测钻孔取芯（Ⅳ级围岩，孔 深40m以内）
编号 单位
3401.13 10m
超前初探钻孔：1）测量放样、操作平台搭设、钻孔机具安装、 钻孔、清孔、移动、拆除、套管装拔；超前探测钻孔（取 芯）：1）测量放样、操作平台搭设、钻孔机具安装、钻孔、清 孔、取芯、移动、拆除、套管装拔；钻肖指标法预测孔：1）测 量放样、操作平台搭设、钻孔机具安装、钻孔、清孔、移动、 拆除、套管装拔；
铁钉
kg
3005004
水
m3
4003002
锯材
m3
7801001
其他材料费
元
4.79 4179.49 136.75
6.84 4.70 2.72 1504.42 1.00
199.58
199.58
0.300 1.44 0.300 1.44
0.005 20.90 0.005 20.90
0.300 41.03 0.300 41.03
空气压缩机 电动 排 气量m3/min 20以内
8099001
超前钻探、探放水施工技术规范
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超前钻探、探放水施工技术规范
一、技术要求
1、钻孔布置技术要求
（1）在进行正常超前探测时,采用洛阳风动工具厂生产的KHYD40dIA 型岩石钻机，开孔直径42mm，在巷道窝头处，总共布置4个钻孔，第一个孔，在巷道铅直中心线距底板1m，垂直角度为与实际的煤层底板平行, 钻孔方位角与巷道方位角一致（如图）；第二个孔与第三个孔分别在距底板1.5 m，距中心垂线左右各1m，垂直角度为与实际的煤层底板平行，钻孔方位角与巷道方位角成20-25°夹角（如图）；第四个钻孔，在第一个钻孔正上方 1.5m，钻孔参数与第一个钻孔一致（如图）。
（2）在探放老空水或其它情况打钻时，根据井下采掘情况需改变打钻位置及参数时，由地测科根据井下采掘情况进行分析，确定打钻位置及参数。
2、钻机安装规范
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隧道施工超前钻孔法
隧道施工超前钻孔法在隧道施工掌子面或掌子面旁侧耳室内进行超前水平钻探，通过钻进速度测试、岩芯采取率统计、钻孔岩芯鉴定和必要的岩芯试件强度试验来确定隧道施工掌子面前方地（岩）层的展布、地层岩石的软硬程度、岩体完整性及可能存在的断层、空洞（岩溶溶洞、在采矿巷和废弃矿巷等）的分布位置，进行隧道施工掌子面前方地质预报。
一般而言：（1）坚硬耐磨岩石钻进速度低，而坚硬非耐磨岩石钻进速度相对要高低。
（2）软质岩石钻进速度高，含黏土质软岩钻进速度相对较低。
（3）在岩体节理裂隙发育岩体和断层两侧破碎带岩体中施钻，易发生卡钻现象，钻进速度相对较低。
（4）钻进遇空洞时，钻速突然急剧加快。
（5）岩芯采取率在相当程度上反映岩体的完整性系数，亦即反映岩体节理裂隙的发育状况。
岩芯采取率低，表明岩体中节理裂隙发育，岩体完整性系数低，反之表明岩体节理裂隙不发育，岩体完整性好。
（6）通过钻孔岩芯鉴定，确定施钻掌子面前方不同岩性地层的分布位置、不同岩性地层在隧道轴线上的长度。
（7）必要的钻孔岩芯强度测试，是确定不同岩性地层岩石强度的重要手段。
一般来说，多采用现场简易方法进行，如点荷载强度试验。
（8）长距离水平钻探应采用套管跟进，取芯采用钢丝绳取样式或反循环双套管式。
钻机转速不得低于350 r/min；钻孔长度超过20m后需配潜孔锤。
（9）对于砂砾层、流石层或软硬岩石错综复杂的围岩，宜采用旋转式·钢丝绳·拼合管（内管里面增加拼合管）取芯方式或采用冲击式·潜孔锤·钢丝绳取芯方式。
图13-2为超前水平钻孔法隧道地质超前预报程序框图。
图13-2 超前钻孔法隧道地质超前预报框图超前钻孔法的不足之处包括：（1）速度慢。
（2）与掌子面施工争时间。
（3）遇到水体和瓦斯突出等灾害地层时甚至会造成意想不到的灾难。
（4）费时又费钱。
（5）遇软弱岩层取芯困难。
（6）岩溶预报结果与钻孔位置密切相关，探测结果只是一孔之见，难以形成“面”的概念。
盾构超前探孔施工方案
盾构超前探孔施工方案一、前言盾构超前探孔施工是地下工程中常见的一种施工方法，通过对地质情况进行探测，为盾构机的顺利推进提供数据支持。
本文将探讨盾构超前探孔施工方案的相关内容。
二、施工前准备1.确定施工区域：在施工前，需要确定盾构超前探孔的施工区域，包括地质条件、管线情况等。
2.编制施工方案：根据地质勘察资料，制定盾构超前探孔的施工方案，明确探孔的位置、层数、孔径等参数。
3.准备设备材料：准备盾构机、探孔设备、支护材料等必要设备和材料。
三、施工过程1.探测地质情况：在盾构机推进前，先利用探孔设备对地下情况进行探测，包括地层岩性、地下水位、空隙裂隙等。
2.安全支护：根据探测结果，对预计遇到的地质情况进行评估，制定相应的支护措施，确保探孔过程中的安全。
3.控制探孔进度：根据盾构推进的进度，合理控制探孔的进度，确保先控制地质情况，再推进盾构。
4.数据分析记录：对探孔过程中的数据进行记录和分析，提供给盾构机操作人员参考，指导盾构机的推进方向。
四、质量控制1.定期检查：在探孔过程中，定期对探孔设备和支护情况进行检查，确保施工质量。
2.质量验收：完成探孔后，对探孔的质量进行验收，包括孔径尺寸、孔壁完整度等。
3.数据比对：对实际探测到的地质情况与勘察资料进行比对，验证数据的准确性。
五、总结通过以上几个方面的探讨，盾构超前探孔施工方案是地下工程中不可或缺的一部分，合理的施工方案和严格的质量控制是确保施工安全和质量的关键。
在实际施工中，要根据地质情况的变化及时调整方案，确保施工顺利进行，达到预期效果。
以上是关于盾构超前探孔施工方案的一些内容，希望对相关工程人员有所帮助。
公路隧道瓦斯超前预报探测技术的应用
图 ４ 探 孔布置示意 图
在 隧道 一侧 边墙 连 续布 设 ２ ４个炮 孔 和一 个接 收 器 ，
其具体位置 、倾 角见表 １ 。
表 ｌ Ｔ Ｐ超前预报 炮孔 与接 收器孔布设参数 Ｓ
项目 接收 （ 波 ）器孔 检 炮孔
多 皇 五 士｛ 日喝
以上 方法相 互 印证 ，互 为 补充 ，为准 确判 定 隧道 掘
的安全 。
施工 中要 求掌 子面 布 置不 少于 ３个 超 前钻 孑 ，当部 Ｌ 分岩层破碎地 段或断层破碎带 可能有 较多 瓦斯易 突 出时 ，
需增加钻孔数 至 ５个 ，位 置位 于 断面 上半 部分 中间 。钻
孔布设见 图 ４（ 一般 情况下只用上部 三个孔） 。 图 ２ ＴＳ Ｐ一２ ０地 质 探 测 仪 ０
４ 地质超前钻探
图 １ ＴＳ Ｐ探 测 原 理 图
根据综合地质 素描 分 析 、ＴＳ Ｐ超前 物 探 的结 果 ，对 于分析认为可 能存 在 富集天 然气 的 岩层转 折 带 、裂 隙 密
集带 、断层破碎带 ，在 开挖 至离 该 区域 约 ５ｍ 处 时进 行 ０ 地质超前钻探 。通过 超 前钻 探 ，可 以充 分 验证 物探 工 作 的准确性 ，直 观地 反映 出前 方 瓦斯 的 富集情 况 。当孔 内 瓦斯浓度较高 时 ，可 以及 时采取 必 要措 施 ，以保证 施 工
，
Ｔ Ｐ系 列 最 新 型 号 ，采 用 回 声 测 量 原 理 ，通 过 地 震 波 在 Ｓ
不同地质体 中和地 质界 面上 产生 的反 射波 特性 来 预报 前
方的地质 状 况 。Ｔ Ｐ地 质 超 前 预 报探 测 原 理 图见 图 １ Ｓ 。 Ｔ Ｐ一 ０ Ｓ ２ ０地质探测 仪见 图 ２ 。
隧道超前钻探新技术—“水锤”钻机
隧道超前钻探新技术——“水锤”钻机 隧道工程数量和建设规模越来越大，可能遇到的施工地质条件愈加复杂（如地质破碎带、断裂带、卵石堆积层、溶洞、地下水体等）。
为保障隧道安全施工，为动态设计施工提供可靠的决策参考依据，隧道施工地质超前预报受到参建各方的高度重视。
特殊不良地质，如岩溶、涌水的定性、定量判释必须采用超前钻探法预报。
超前钻探，是利用钻机在隧道开挖前方进行钻探获取地质信息的一种超前地质预报方法，适合于各种地质条件的隧道，是目前公认最直接最简单的一种预报方法。
对于隧道掘进来讲，超前钻孔施工实属“额外”消耗。
单次钻孔应尽可能深，钻孔施工效率越高越好。
目前隧道施工中，超前钻孔作业广泛使用的是“顶锤式液压凿岩钻机”，设备及钻孔夹角所限，单次钻孔深度16~20 米，即便是水平孔，一般也不超过50米，硬岩地质，进给孔深一般不超过30 米。
特殊地质条件下，隧道掘进每掘进20~30 米就进行一次超前钻孔施工，对掘进效率造成很大影响。
国外知名TBM 制造企业开始采用一种高压水动力潜孔超前钻探设备——水动力潜孔钻机（简称：“水锤”钻机），单孔钻进深度可达200 米，极大提高了特殊地质条件下隧道掘进效率。
采用的是瑞典Wassara 水动力潜孔锤，由高压水动力驱动，孔底冲击钻孔。
【水锤钻机与顶锤钻机，钻孔长度对比图】【水锤超前钻与顶锤式超前钻对比】水动力潜孔超前钻机的技术优势特别明显：①钻孔更直，深长孔作业优势明显，减少掘进机停机频率；②整个钻孔深度，钻进速度稳定；③孔底冲击，环境噪声低；④无润滑油气，工作环境空气质量好。
超前钻探还能对隧道围岩进行超前锚杆或超前管棚支护和超前预注浆等不良地质进行预处理施工。
【水锤超前钻机】“水锤”超前钻机组成：钻机总成——由安装座，推进梁，钻杆，液压推进、回转和姿态调整机构组成。
利用TBM 已有液压泵站提供液压动力；水动力潜孔锤——简称“水锤”，核心部件，由高压水动力驱动的潜孔冲击器；高压水动力站——电动高压水泵站，为水锤提供高压水动力。
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超前探测孔施工技术措施
本工程隧洞采用超前探测孔技术来推断隧洞前方的地质情况，在隧洞内安放钻机进行钻孔，钻孔数量、角度及钻孔深度根据现场实际地质情况来控制。
根据地质复杂程度分级、隧洞内地质素描、物探异常带进行超前地质钻探预报和验证，对富水岩溶发育地段，超前地质钻探必须连续重叠式进行。
超前钻探揭示岩溶后，应适当加密，必要时采用地质雷达及其他物探手段进行短距离的精细探测，配合钻探清岩溶规模及发育特征。
本工程隧洞的超前探测孔技术主要采用冲击钻、回转取芯钻和加深炮孔探测，三者合理搭配使用，提高预报准确率和钻探速度，减少占用开挖工作面的时间。
A、一般地段采用冲击钻。
冲击钻不能取芯，但可通过冲击器的响声、钻速及其变化、岩粉、卡钻情况、钻杆震动情况、冲洗液的颜色及流量变化等粗略探明岩性、岩石强度、岩体完整程度、溶洞、暗河及地下水发育情况等。
B、复杂地质地段采用回转芯钻。
回转取芯钻岩芯鉴定准确可靠，地层变化里程可准确确定，一般只在特殊地层、特殊目的地段、需要精确判定的情况下使用。
比如煤层取芯及试验、溶洞及断层破碎带物质成分的鉴定、岩土强度试验取芯等。
一般每循坏可钻30～50米，必要时也可钻100米以上的深孔，连续预报时前后两循环钻孔应重叠5～8米。
C、加深炮孔探测
加深炮孔探测是利用风钻或凿岩台车等在隧道开挖工作面钻小孔径浅孔获取地质信息的一种方法。
加深炮孔探测适用于各种地质条件下隧道的超前地质探测，尤其适用于岩溶发育区。
按下列要求加深炮孔探测：
①孔深应较爆破孔（或循环进尺）深3m以上；
②孔径宜与爆破孔相同；
③孔数、孔位应根据开挖断面大小和地质复杂程度确定；
④在富水岩液发育区每循环必须按设计认真实施，发现异常情况应及时反馈信息，严禁盲目装药放炮；
⑤钻到溶洞和岩溶水时，应视情况采用超前地质钻探和其他探测手段，查明情况，确保施工安全，为变更设计提供依据；
⑥加深炮孔探测严禁在爆破残眼中实施；
⑦揭示异常情况的钻孔资料作为技术资料保存。
D、投入设备配置
设备配置表
E、安全措施
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。
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。
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。
严禁上班前和工作中饮酒。
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。
高空作业时台架必须安设牢固，台架周围应设置防护栏，凡患有高血压、心脏病等不适宜高处作业者不得上架作业。
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。
钻机使用的高压风、高压水的各连接部件均采用符合要求的高压配件，管路应连接安设牢固，并经常检查，防止管接头脱落、管路爆裂高压风、水伤人；高压电路接线由专业电工操作。
钻孔时，钻机前方安设挡板，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。
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。