论隧道施工中超前地质预报技术的应用
TSP法隧道超前地质预报技术研究与应用
TSP法隧道超前地质预报技术研究与应用牟元存，李星，高树全，王凯（中铁二院成都工程检测有限责任公司工程检测一所，四川成都610031）摘要：长大隧道无法绕避部分不良地质问题而面临着更为复杂的工程地质和水文地质环境，这对隧道施工过程中的防灾减灾和超前地质预报工作提出了更高要求。
采用隧道综合超前地质预报技术，通过二十余条铁路线的上百座高风险隧道（近2000km）超前地质预报实践，在总结经验教训的基础上，开展了隧道掌子面前方超前地质预报物探成套技术研究。
结合大量预报实践及课题中的TSP法正反演数值模拟预报效果测试情况进行阐述，对不同不良地质条件下的物探响应特征进行总结。
该研究成果对采用类似技术开展隧道超前地质预报的同类方法具有指导意义。
关键词：高速铁路；隧道超前地质预报；物探；TSP；正反演数值模拟中图分类号：U452文献标识码：A文章编号：1001-683X（2022）01-0045-06 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2020.10.21.0450引言目前，我国铁路隧道超前地质预报技术体系包含的方法有地质调查法、物探法、钻探法和超前导坑法，其中物探法中又有地震波反射波法、地质雷达法、瞬变电磁法、激发极化法等。
由于各种物探方法有其优缺点和适用范围，针对不同的不良地质情况采用最优化的预报方法组合模式，能够事半功倍提高预报准确率［1-6］。
为此，在大量隧道超前地质预报工作实践的基础上，开展了隧道掌子面前方超前地质预报物探成套技术研究，基于TSP法结合大量的工程实践总结和数值模拟正反演情况进行阐述。
众所周知，TSP弹性波反射法属长距离预报的物探手段，一般当隧道开挖有60m左右空间时，可布置观测系统开展TSP法超前预报工作，在绝大多数环境下，其预报距离在100m以上。
采用该方法不仅能对断层破基金项目：中铁二院工程集团有限责任公司科技研究开发计划项目（12198008（12-14））第一作者：牟元存（1980—），男，高级工程师，硕士。
TSP法地质超前预报技术在隧道工程中的运用
图 １ ＴＳＰ 探测原理图
图 ２ ＴＳＰ 洞内数据采集示意图
（４）探测时间短，一次完整的探测仅仅需 要 ４５ｍ ｉｎ，加上探测前的准备工作和探测以 后系统清除所用的时间也不过 ２ｈ，另外探测 前的准备工作可以在施工的同时执行。
（５）节约投资费用，据国外隧道施工经验 估计，采用 ＴＳＰ 法比不进行预报节省费用是 全部工程的 １５％。
统两部分。ＴＳＰ 采集系统由记录仪、接收仪和 启爆装置等组成见图 ２。通常要求采用两个 接收仪和 ＜３ 个爆破孔组成，接收仪孔和爆 破孔分别布置在掌子面附近两面的边墙上。 接收仪是用来接收地震信号的仪器，安装在 一个被水泥或两节环氧树脂夹固定在岩层上 的管套里面。启爆装置是由一个常规的带有 发射回路的外部触发盒的爆破器组成。
收稿日期：２００６－０８－２１ 作者简介：刘纪明（１９４９－），男（汉族），江苏靖江人， 工程师；吴雷雷，工程师。
１ 地质超前预报的常用方法及其优缺点 地质超前预报可以预测掌子面前方的地质情况：如断层构造及断层破碎带，煤层、瓦 斯、天然气、硫化氢赋存条件，采空区状况，岩溶、空洞、裂隙及其规模和充填情况，地下水赋 存状态及可能突水、涌水的位置以及水量的大小和软弱围岩及不同类别围岩的界面等。 目前常见的地质超前预报方法可归为两类，一类属破坏法，另一类属非破坏法。破坏法 是指用破坏的方法凿开隧道直接取样，它包括地质法、超前平行导坑法和超前水平钻孔法； 非破坏法也就是物理方法，利用岩石的物理性质来判别，它包括有声测法、电测法和波反射 法。波反射法也可以分为电磁波反射法和地震波反射法。 受各种条件的限制，不同的隧道施工地质超前预报方法有各自的优点，也存在各自的 缺点。地质法是指用地质锤、放大镜和地质罗盘等野外地质工具直接观察岩石的岩性，并判 断周围的岩性。地质法有可靠的理论基础，不占或很少占用施工时间，适用性强，成本低，操 作简便，但靠有限之“见”预报范围很有限，特别是在地层岩性变化极为复杂（如强烈褶皱地 层）的隧道中预报的难度很大。 超前平行导坑法是在要开挖的隧道附近开挖一段平行的小断面导坑，该法具有地质法 的优点，但投资大，且隧道与导坑间距过大、地层变化复杂时准确率明显降低，因此适用于 设计间距较小、地层受构造变动小的平行隧道工程。 超前水平钻孔法是用钻探设备向掌子面前方钻探，从而直接揭示隧道掌子面前方地层 岩性、构造、地下水、岩溶洞穴充填物及其性质、岩石（体）的可钻性、岩体完整程度等资料， 还可通过岩芯试验获得岩石强度等定量指标，是最直接有效的地质超前预报方法，但一次 钻探距离短，费用高且占用施工时间长。 声测法是利用声波在岩石中的传播规律来判别岩石性质的一种方法。声测法占用施工 时间短，但预报距离受孔深限制，一般小于 １５ｍ 。 电测法是根据岩石与电阻的关系来推断其性质的一种方法，可以分为电位法和电阻率 法。电测法简便、成本低，但必须是以各层间电阻值有一定的差别为前提。 波反射法常见的有地质雷达法和 ＴＳＰ 隧道地震波法： 地质雷达（Ｇ ｒｏ ｕ ｎ ｄ Ｐｅ ｎ ｅ ｔｒａ ｔｉｎ ｇ Ｒ ａ ｄ ａ ｒ简称 Ｇ ＰＲ）是利用无线电波检测地下介质分 布和对不可见目标或地下界面进行扫描，以确定其内部形态和位置的电磁技术。其分辨率 高、无损伤、探测和数据处理速度快、机动灵活、施作方便、抗干扰能力强，可对隧道一定范 围内进行全方位探测，但是其预报距离较短，只能预报掌子面前方 ４０～５０ｍ 处的工程地 质、水文地质条件，而比较准确预报的距离只有十几米。 ＴＳＰ 法（Ｔｕ ｎ ｎ ｅ ｌＳｅ ｉｓｍ ｉｃ Ｐｒｅ ｄ ｉｃ ｔｉｏ ｎ）是由瑞士 Ａ ｍ ｂ ｅ ｒｇ 量测技术公司为隧道及地下 工程施工期地质超前预报而研制开发的，它的预报范围是地质雷达的 ４－１２ 倍，预报费用是 超前水平钻探的 １／１０～１／２０。它有以下优点： （１）适用范围广，即适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况。 （２）预报距离长，理论上能预报掌子面前方 ５００ｍ ，考虑地震波干扰等因素能准确预报 掌子面前方 １００～３５０ｍ 。 （３）对隧道施工干扰小，它只要求在接收信号时为减少噪音干扰作短暂停工。
超前地质预报在肇兴隧道施工中的应用
关键词 ：隧道 工程 超前地质预报 综合预报技术 中图分类号 ：Ｔ ４ Ｕ７ 文献标 识码：Ａ
文章编号 ：１０ —９ ３（ ０ ０ ０ －０ －２ ０ ７３ ７ ２ １ ） ５０ １０
ｌ前 言
随着 我 国公 路 建 设规 模 日益 扩 大 ， 路 隧道 建 设 也取 得 了 公 迅 猛发 展 ， 由于 技 术手 段 、 但 经济 状 况 等方 面 的 原 因 ， 隧道 设 在 计 阶段 所 获 得 的地 质 资 料 有 限 ， 导致 预 设 计 阶段 做 出 的隧 道 设 计 图 常 会遗 漏 一 些 只 能在 隧道 掘进 过 程 中才 能 发 现 的 不 良地
摘
要： 超前地质预报在长大隧道施工 中所发挥 的作用越来越受人们 关注 ， 以地质雷达 、 陆地声纳法、 瞬变电磁
法在肇兴隧道施工 的应用为例 ， 介绍 了三种方法的基本原理 ， 并指 出采用多种预报方法进行综合地质预报 ， 预报 准确率明显提高， 以此来解决隧道不 良地质条件下的超前预报 问题 ， 一步 指出超前地质预报在 隧道 施工中 并 进 的重要作用 。
几 种 技 术 手 段 相 辅相 成 ，相 互 验 证 并 与 地 面 地 质 调 查 成 果 紧 密 结合 ， 提高预报精度。 地 质 雷 达 法 是 探 地 雷 达 （ ｒｕ ｄ ｅ ｅｒｔ ｇ ｄ ｒ简称 Ｇ ｏ ｎ ｎ ｔ ｉ ａ， Ｐ ａ ｎ Ｒａ ＧＰ 方法 ， Ｒ） 一种 用于确定地下 介质分布 的广谱 电磁波技术 ，
陆地声纳法所用仪器为铁道部科学研究院铁建所研发生
面可产生反射 ，用在锤击 点近旁设置的检波 仪接收这一系列
反射波 。沿一测线上许多测点逐 一测取 后，将各 测点的记 录 时间曲线 ）绘成一张图—— 时间剖面 （ 其纵坐标 为反射 时 ｔ ， 肇兴隧道是厦蓉高速公路（ 贵州境） 水格段的一项控制性工 （ 以毫 秒 （ ） 示 ； 坐 标 为 测 点 ， 水 平 距 离 、 度 ） 从 图 中 ｍｓ表 横 或 长 ， 程， 目前是贵州第一公路长隧； 左幅全长 ４５ 米， ７ ２ 右幅全长 ４ ５ ７５ 米， 最大埋深 ３７ ５ｍ。隧道穿越云贵高原东部斜坡地带， 受侵蚀． 可 以连 成 一 条线 的 同 ～ 反射 面 的反 射 波 ，就 可 判 断 出各 反射 ， 就 剥蚀影响， 地形条件复杂： 隧道场区属一级构造单元华南褶皱带， 界面。以其反射 时Ａｔ以及在岩体表面测 的弹性波速度 Ｖ，
超前地质预报技术在隧道地质勘探中的应用
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲ ＣＨＩ Ｃ ＵＲＥ ＴＥ Ｔ
Ｖ Ｉ３ ． ０ ． ８ Ｎｏ ８
Ｍａ ． ２ ２ ｒ ０１
・１ ５ ・ ８
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （ ０ ２ ０ — １５ ０ １ ０ — ８ ５ ２ １ ） ８０ ８ — ２
１ 超前 地 质预 报工 作 的重要 作用
发孔孑 深 １ ５ｍ左右 ， 径约 ４ ｍ， 向下倾 斜约 １ 。 每个激 Ｌ ． 孔 ０ｍ 孔 ０，
５ｇ １０ｇ激发孔和接收孔基本保持在 同一 超前地质 预报工 作在 隧道 工程施 工 中主要 有 以下几 方面 的 发孔装填 的药量 为 ６ ～ ０ ， 作用 ： ） １ 在复杂地质条件 下 ， 能够保证 隧道施工 安全 ， 避免施工 时 个高度上 。
复杂 。由于在 隧道 的勘察 设计 阶段 对隧道 的地 质勘 察 的力 度 有 罗系珍珠 冲组 、 自流井 组 、 田沟组 、 新 下沙 溪庙组 泥岩 夹砂 岩 ， 穿 限， 受勘察 精度 、 工作经 费等条件 的影响 ， 地质勘 察对 隧道的地 质 越铜锣峡背斜 。隧道 区主体构造为铜锣 峡背斜 ， 在它 的东面 为明 情况只有一个宏观 的把握 ， 对隧道复杂 的地质情 况的认识 还不够 月峡背斜 ， 间为大盛场向斜 ； 其 在它 的西面为龙 王洞背斜 ， 间为 其 深入 。依据地质勘察资料做 出的设 计方案与 实际情 况经 常不符 ， 沙坪 向斜 。这些背 、 向斜 均呈北东 一南西 向延伸 、 向斜宽 缓 ， 背斜 在隧道施工 中复杂 的地 质情况 以及 地质 变化 都直接 影 响施工 方 紧凑 ， 构成 背斜 与向斜相间排列的构造格局 。 法和施工工期 。对 于地质情况 复杂的隧道 ， 施工 时也会 引起地质 ３ ２ 施 工布 置 ． 的变化 ； 施工前 能了解隧道前方的地质 情况 ， 有利 于隧道 的施工 ， 出口端 ： 隧道 Ｄ １ ３９的右 边墙位置 布置 一个地震波信 在 Ｋ ８＋ ５ 确保施工安全 。因此 ， 有必要在隧道施 工前对 隧道所通 过 区域 的 息接收孔 ， 孔径为 ５ ０ｍｍ。在 Ｄ １ ３ ６～ Ｋ ８＋ １ Ｋ ８＋ ４ Ｄ １ ３ ２段 的右边 地质情况进行超前地质 预报 。 墙位置 ， 约 １５ｍ的间距布置 ２ 按 ． ４个激 发孔分别 激发地震 波 ， 激
超前地质预报技术在隧道中的应用继续教育答案解析
第1题隧道超前地质预报是指通过地质调查、钻探、和什么等探测手段获得的隧道掌子面前方的地质信息。
A.预估B.物探C.定量计算D.计算机答案:B您的答案：B题目分数：4此题得分：4.0批注：第2题中生代地层不包括A.白垩系B.侏罗系C.石炭系D.三叠系答案:C您的答案：C题目分数：4此题得分：4.0批注：下面哪一个不是沉积岩A.砂岩B.白云岩C.煤层D.凝灰岩答案:D您的答案：B题目分数：4此题得分：0.0批注：第4题下面哪一个不是特殊土A.膨胀土B.湿陷性黄土C.冻土D.粘土答案:D您的答案：D题目分数：4此题得分：4.0批注：第5题下面哪一个是变质岩B.辉绿岩C.橄榄岩D.粉砂岩答案:A您的答案：A题目分数：4此题得分：4.0批注：第6题Ⅲ级围岩BQ/[BQ]区间值为A.550-451B.450-351C.350-251D.≤250答案:B您的答案：B题目分数：4此题得分：4.0批注：第7题地质雷达说的超前预报连续预报时前后两次重叠的长度在多少米以上A.15米B.10米D.0米答案:C您的答案：A题目分数：4此题得分：0.0批注：第8题隧道超前地质预报的意义中哪一项是错误的A.为安全施工创造条件B.为信息化设计提供基础地质资料C.可以代替勘察工作D.为编制竣工文件和运营维护提供基础资料答案:C您的答案：C题目分数：4此题得分：4.0批注：第9题隧道超前地质预报的特点有那些？A.综合性B.系统性C.时效性D.适应性答案:A,B,C,D您的答案：B,C,E题目分数：4此题得分：0.0批注：第10题隧道超前地质预报的主要内容包括：A.地层岩性预报B.地质构造预报C.不良地质条件预报D.地下水预报E.围岩分级答案:A,B,C,D,E您的答案：A,B,C,D,E题目分数：4此题得分：4.0批注：第11题隧道超前地质预报方法一般有那几大类？A.地质调查法B.超前钻探法C.物探法D.超前导坑法E.地质罗盘法答案:A,B,C,D您的答案：A,B,C,D题目分数：4此题得分：4.0批注：第12题隧道岩溶突水的前兆有那些？A.岩层明显湿化、软化、或出现淋水现象B.岩体裂隙、溶隙间出现较多的铁染锈或粘土C.小溶洞出现的频率增加且多有水流、河沙或水流痕迹D.钻孔中的涌水量剧增，且夹有泥沙或小砾石E.钻孔中有凉风冒出答案:A,B,C,D,E您的答案：A,B,C,D,E题目分数：4此题得分：4.0批注：第13题岩石分为那几大类？A.岩浆岩B.花岗岩C.沉积岩D.变质岩E.砂岩答案:A,C,E您的答案：A,B,C,D题目分数：5此题得分：0.0批注：第14题隧道围岩完整性分为哪几级？A.完整B.较完整C.较破碎D.破碎E.极破碎答案:A,B,C,D,E您的答案：A,B,C,D,E题目分数：5此题得分：5.0批注：第15题隧道围岩结构分为：A.整体块状结构B.层状结构C.薄层结构D.碎裂结构答案:A,B,D,E您的答案：A,B,D,E题目分数：5此题得分：5.0批注：第16题隧道内地质素描内容一般包括哪些？A.地层岩性B.地质构造C.地层、结构面产状D.地下水出露位置、出水量E.施工人数答案:A,B,C,D您的答案：A,B,C,D题目分数：5此题得分：5.0批注：第17题片岩和页岩都是沉积岩答案:错误您的答案：错误题目分数：4此题得分：4.0批注：TGP/TSP预报中反射波振幅越高，反射系数和波阻抗的差别越大，说明围岩在此处变化小答案:错误您的答案：错误题目分数：4此题得分：4.0批注：第19题TGP/TSP图谱中正反射振幅（红色）表明正的反射系数，也就是刚性岩层；负反射振幅（蓝色）指向软弱岩层答案:正确您的答案：正确题目分数：4此题得分：4.0批注：第20题大理岩是沉积岩答案:错误您的答案：错误题目分数：4此题得分：4.0批注：第21题瓦斯含量突然增大或忽高忽低是煤与瓦斯突出的前兆之一答案:正确您的答案：正确题目分数：4此题得分：4.0批注：第22题地质雷达预报中雷达波遇中小型溶洞有明显的“双曲线”反映答案:正确您的答案：正确题目分数：4此题得分：4.0批注：第23题拱顶岩石开裂，裂缝旁有岩粉喷出或洞内无故尘土飞扬；支撑拱架变形或发生声响是隧道塌方的前兆答案:正确您的答案：正确题目分数：4此题得分：4.0批注：第24题岩层倾向与走向垂直答案:正确您的答案：正确题目分数：4此题得分：4.0批注：试卷总得分：83.0试卷总批注：。
超前地质预报（地质雷达法）和半航空物探（半航空瞬变电磁法）在隧道工程施工的运用
超前地质预报（地质雷达法）和半航空物探（半航空瞬变电磁法）在隧道工程施工的运用摘要：复杂的地质条件和地质灾害是隧道施工中的难题，发生地质灾害将造成巨大的生命和财产损失。
因此，可靠地探测地质缺陷特征，如断层、岩溶洞穴和地下水，具有重要的现实意义和理论价值。
本文介绍了超前地质预报（地质雷达法）和半航空物探（半航空瞬变电磁法）在隧道工程施工的运用。
引言在中国，许多大型项目正在进行中水利、水利等建设水电站、铁路、公路、能源储存和运输系统，以及地下矿山。
这些项目为我们提供了一个重要的机会地球工程的进展。
然而，严重的由于环境复杂，也存在挑战地质条件和潜在地质灾害在隧道施工过程中，造成了巨大的生命损失还有财产。
因此，改进地质缺陷的探测能力是非常重要的，例如探测断层、溶洞和地下水涌出。
中国在建隧道具有长度长、体积大的特点覆盖层和复杂的地质条件。
例如，宜昌至万州铁路建在山区，以高风险岩溶程度高的突水危险。
该地区已发现严重的突水危险马鹿青隧道和沿途的野三关隧道宜昌至万州铁路发生严重伤亡事故经济损失。
在水电工程领域，北京锦屏二级水电站副洞四川省有2375米深和17.5公里深长覆盖层使隧道埋在下面极高的地应力。
1.隧道工程施工的探测技术1.现有的探测技术在这下面在这种情况下，隧道的施工可以受到潜在岩爆的影响通过释放地应力，尤其是在不良地质条件，如断层、软弱岩石特征和地下水。
地质灾害防治研究在隧道施工过程中已经成为一个重要的问题中国的问题，包括相关机制治疗技术和探测技术。
地质缺陷特征的探测在危险控制中起着重要作用本文提出。
目前，探测地质灾害的方法危险源可分为两类：地质调查和地球物理勘探。
地质调查包括工程地质分析、先导开挖和岩心钻探，同时地球物理勘探包括地震、电磁和地质雷达方法。
每种方法它有自己的优点和缺点。
2、隧道工程施工探测的难点可靠探测的挑战性问题包括：（1）故障的识别和定位，裂缝、溶洞和地下水体（如地下河）；（2）含水层探测；（3）探测的解释结果在多种解释的背景下物探成果及优化探测方法的选择。
超前地质预报在公路隧道施工中的应用研究
超前地质预报在公路隧道施工中的应用研究工程技术唐金(湖南通业工程有限公司，湖南长沙411004)}。
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’(，瞒要】本文介绍了公路砭道施工超前地贡预报的常用方法，并以基高速公路{燧道施工为钢，介绍了几种超前地质预报的方法在隧道施工1：中的应用，最后指出当今公路j莲道施工超前地质预报中常见问题及相应措施．，本研究聍公路隧道施工具有重要的参考价值。
：饫j键词】公路隧道；超前地赍预报；地质雷达||4hjj；r．／／?公路隧道施工前先了解其地质情况，对隧道建设有着重要的现实意义。
通过地质超前预报，可以了解掌子面前方短距离内的围岩类别及工程地质条件，为施工争㈣选择支护设计参数、开挖断面和施工方法提供依据。
通过地质超前预报，还可以及时发现异常情况，提前预报掌子面前方的不撇体的产状、位置及其围岩结构含水的可能性与完整性，为隧道施工单位提供依据进行优化施工方案设计，为预防隧道突泥、突水、突气等可能发生的灾害性事故及时提供预报信息，保证工程单位能够提前做好施工准备，所以隧道超前地质预报对于提高施工效率，安全羊斗学施工，缩短施工周期，具有重大的经济效益和社会效益。
1公路隧道艘前地质预报及常用超前地质预报方法隧道施工中超前地质预报是隧洞地质监测的重要组成部分，它包括围岩变形监测、隧洞围岩描述、仪器现场量测、水文地质监测、施工地质测绘、围岩类别判别及相应的地质、不良地质体预报、成果整理和测试资料分析等工作，并按时提供超前地质预报的成果资料。
隧洞施工超前预报的内容主要包括以下几个方面。
1)围岩类别及其稳定性预报。
判断围岩稳定性，预报掌子面前方的围岩类别与设计是否吻合，并随时调整支护类型、提供修改设计、确定=次衬砌时间的建议等。
2)断层及破碎带的预报。
预报断层的宽度、位置、性质、产状等，是否为充水断层，并进—步判断其稳定程度，据此提出旌工对策。
3)水文地质环境预报。
预报洞内突涌水量的大小及变化规律，并评价其对水文地质和环境地质的影响。
地质雷达在隧道超前预报中的应用
地质雷达在隧道超前预报中的应用曾爱霞杨峻摘要：隧道开挖掘进过程中常遇到不良地质体，需要提前进行预报。
以王子石隧道为例，研究断层破碎带、富水带、裂隙密集带等不良地质体在地质雷达图像中的显现特征，论证了地质雷达探测结果的可靠性。
关键词：地质雷达；不良地质体；超前预报1 前言在隧道施工中，由于前方地质情况不明，常遇到不良的地质因素，如断层、破碎带、溶洞、暗河等。
一般地面测绘所遇到的这类地质现象仅为地下开挖时所遇到的1%～9%，因而隧道施工的危险性很大[1]。
若能准确地在隧道掘进中提前了解掌子面前方岩性结构的变化情况，可及时合理地安排掘进进度，修正施工方案，安排防护措施，避免险情发生。
地质雷达技术被应用于隧道工程的地质超前预报中，它具有速度快、成本低及分辨率高等特点，因此具有广泛的应用前景。
2 隧道超前地质预报的雷达探测理论地质雷达是一种无损探测仪器。
地质雷达方法是一种用于确定地下介质分布的广谱(1MHz-1GHz)电磁技术。
它依据电磁波脉冲在地下传播的原理进行工作，电磁波脉冲由发射天线T发出，被地下介质介面（或埋藏物）反射，由接收天线R接收，见图2-1，然后将这王子石隧道隶属于沪蓉国道主干线湖北宜昌-恩施公路第一合同段，它位于宜昌市长阳县龙舟坪镇王子石村，呈近东西向展布，隧道地处构造溶蚀、侵蚀低山地貌区，山体总体呈北西向条形展布，沿隧道轴线总体呈东西高、中间低的特征，地面高程在230m~342m之间，最大相对切割深度212m。
隧道进口地形上表现为较陡斜坡，地形坡度在20°~40°左右；出口处地形陡峻，为近于直立的陡崖，垂直切割高度最大在70m以上；山坡植被较发育，进出口洞的冲沟边缘均分布有零星居民点。
隧道区地质构造较复杂，有断裂构造带通过且有岩溶发育；隧道区岩层产状总体上在195°~203°∠70°~84°之间，仅在隧道右线进洞口段岩层产状不同，其产状为5°∠42°。
TSP303系统在某铁路隧道超前地质预报中的应用
TSP303系统在某铁路隧道超前地质预报中的应用TSP系统作为地震波反射法的一种，因其操作简便、预报距离长、预报准确性高等特点，目前被广泛应用于铁路隧道超前地质预报工作中。
文中结合该系统在某铁路隧道的应用实例，介绍了TSP303系统的基本原理和操作方法，阐述了该系统在超前地质预报中的应用效果，通过对比分析了其在超前地质预报应用中的准确性和适用性。
标签：隧道;TSP303系统;超前地质预报0 概述进入21世纪，我国铁路建设步伐逐渐加快，复杂地质铁路隧道越来越多，如何在施工阶段做好地质工作，进一步查清隧道开挖工作面前方的工程与水文地质条件，降低地质灾害发生几率和危害程度，指导工程顺利进行，是铁路建设者需要重视的一项重要工作。
为提高铁路隧道超前地质预报水平，保证隧道工程质量和施工安全，结合多年来隧道超前地质预报技术的发展，原铁道部及时发布《铁路隧道超前地质预报技术指南》[1]，规范了铁路隧道超前地质预报技术工作，并将该项工作纳入工序管理，后结合实践经验，铁路总公司于2015年发布《铁路隧道超前地质预报技术规程》[2]，为铁路工程建设施工质量和安全提供了技术支撑。
铁路隧道超前地质预报的主要方法有地质调查法、超前钻探法、物探法、超前导坑法等，其中物探弹性波反射法作为长期预报方法，在隧道超前地质工作中发挥了重要作用，其中地震波反射法应用最为广泛。
1 TSP303法原理和操作方法TSP方法属于多波多分量高分辨率地震波反射法。
地震波在设计的震源点用小量炸药激发产生，当地震波遇到岩石波阻抗差异界面（如断层、破碎带和岩性变化等）时，一部分地震信号反射回来，一部分信号透射进入前方介质，反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收。
数据通过TSP303软件处理，便可了解隧道工作面前方不良地质体的性质（软弱带、破碎带、断层、含水等）和位置及规模。
TSP303隧道地质超前预报系统观测系统设计如下：炮孔设计在隧道的左边墙或者右边墙，第1个炮孔离同侧接收孔为20m，炮孔间距1.5 m，数量24个，直径40mm，孔深1.5m。
超前地质预报技术在隧道施工中的应用
超前地质预报技术在隧道施工中的应用一、引言隧道施工作为一项综合性大型工程，在建设过程中所面对的地质条件多种多样，极易带来巨大的风险和损失。
因此，超前地质预报技术在隧道施工中得到了越来越广泛的应用，它能帮助工程团队及时发现隧道施工中可能出现的地质灾害，从而采取相应措施加以应对。
二、研究背景隧道施工中的地质灾害是由随机变化的地质构造和地质体性质以及施工工艺等因素综合作用引起的，具有不确定性和难以预测性。
在以往隧道施工中，因为不能准确预测隧道所在地的地质状况而导致了许多任务滞后、突发事件难以控制的情况。
超前地质预报技术是一种可以将地质情况在所需时间内预报的方法，能够提高施工过程中地质预报的精度，为施工提供更多的信息并减少风险，同时也为隧道施工的进展提供了科学化的方案指导以及参考意见。
三、超前地质预报技术的应用1.实时监测技术在隧道施工过程中，实时监测技术可以通过现场观测、数据记录以及数据分析等方式，及时识别出地质变化和隧道内部的稳定性情况，帮助工程团队提前预计和解决地质问题。
实时监测技术可以使用遥感、激光测量、地下水位监测等多项技术手段实现，既可以监测现场状况，也可以提供数据参考。
2.先进的地质探测器超前地质预报技术越来越注重提高观测技术和方法，同时应用先进的地质探测器也是其应用的重要方面之一。
各种地质探测器的出现极大地拓宽了隧道施工工程地质预报的思路，大大提高了地质探测的能力，从而为隧道施工过程中的地质探警告提供更加准确和完善的信息支持。
3.高分辨率地质发掘技术高分辨率地质发掘技术具有高精度和多参考性等特点，可以将地质发掘的范围、深度等进行准确评估，同时提供详细的地质信息，从而帮助工程团队更快、更准确地完成地质数据收集、评估、分析等工作。
高分辨率地质发掘技术的应用可以使施工方便捷，并且将工程风险升到最小值。
四、未来展望技术的更新换代不是一日之功，超前地质预报技术在隧道施工中的运用还存在许多问题和挑战。
论隧道施工中超前地质预报技术的应用
文章编号：０５ ６ ３ （ ０ ０ ０ — １ １０ １０ — ０ ３ ２ １ ） １０ ５ － ３
Ｓ ＩＴ Ｃ Ｆ Ｒ Ａ ＩＮＤ Ｖ Ｌ Ｐ Ｅ Ｔ＆Ｅ Ｏ Ｏ Ｙ Ｃ—Ｅ ＨＩ Ｏ Ｍ ＴＯ Ｅ Ｅ Ｏ Ｍ Ｎ Ｎ ＣＮ Ｍ
２１年 ００
第２卷 Ｏ
第１ 期
＿ Ｔ巾的地质灾害 。在施工 中， 塌方是制约快速施 的最主要 素
之一 ， 断层 、 而 岩溶是隧道隧洞开挖过程 巾最 常见的不 良地质现 象， 也是引起隧道塌方 的“ 罪魁 祸首 ” 之一。赋存 于断层及破碎带 巾的溶洞 、 暗河 、 淤泥带是 隧道隧洞突泥突水 等地 质灾 害的最主 要 根源 ，断层破碎带 是诱 发瓦斯爆 炸和煤与 瓦斯 突Ｉ 等地质灾 ｌ ｜ 害的最主要 地质 素之一。断层破碎带还与 岩爆 的发 生和产生
（） ２ 水质分析 ， 判定水对建筑材料的腐蚀 性。
密切相关 。根据隧道隧洞开挖面前方隐伏 断层及破碎带 、 岩溶规
模 准确 定位 和评价 ， 采取准确而有效 的防治措施 ， 不仅 可以减少 隧道塌方 、 突泥等 灾害 的发生 ， 加快施 工进度 ， 而且 可以节 约大 量成本 ， 显著提高经济效益。
隧道超前地质预报应将 常规地质法 、物理勘探法及钻探法
包括 ｌ 溶 规模 、 岩 形态 、 置 、 属地层 和 构造 部位 ， 位 所 充填 成 分、 状态 以及 岩溶展布 的空 间关 系。
２１ 摄 像 和 影 像 ．４ ．
等多种预报手段综合运川 ， 相互补 充。表 １ 为隧道超前地质预测
适 合长期（ 长距离 ） 超前地质预报 。 Ｔ Ｐ ０ 现场数据采集包括打接收器孔和爆破孔 、埋置接收 Ｓ２ ３
地质 水平钻探（ ０ｍ） ３ 断层 、 岩溶 、 瓦斯、 重大物探异常段 等。 钻探 加长炮孔钻探 掌子面短距离岩溶 、 地下水等揭露 。
地质超前预报技术存隧道安全施工中的应用
地质超前预报技术存隧道安全施工中的应用【摘要】随着公路交通事业的发展，隧道工程在山区路网交通工程中起着十分重要的作用。
而作为山区路网交通中隧道施工安全尤为重要，是促进和谐稳定发展的关键因素。
而利用地质雷达对隧道施工进行地质超前预报是施工安全的一个重要保障。
本文以S217长绩段改建工程煤炭山隧道（K7+151-K7+583）地质超前预报的实例，为类似隧道施工提供参考。
【关键词】地质超前预报；施工安全；隧道施工1 概况S217长绩段改建工程煤炭山隧道为单洞式混合交通的隧道，长度为432米，隧址区为低山丘陵地貌，主要岩类为硬质岩石，在隧道的进出口的山脚下及河沟里为第四系松散物质覆盖，岩性主要为碎石混粉质粘土、角砾混粉质粘土和基岩，碎石（角砾）土成因主要为坡积、洪积和崩积，岩类为震旦系休宁组上段凝灰质细砂岩，围岩级别主要有Ⅴ级、Ⅳ级、Ⅲ级。
依据地勘结果，本隧道水文地质条件简单，地下水不发育，无稳定的含水层，无泉水出露，地下水补给来源主要为大气降水，受雨水影响较大。
由于隧址区经历了多次构造运动，岩层产状和地质构造复杂，另外长安端洞口松散覆盖层厚度较大，需要详细查明松散层厚度，因此，在隧道施工前要做好超前地质预报工作，确保施工安全，尤为重要。
煤炭山隧道于2012年4月正式开挖进洞，由于煤炭山隧道纵坡为-1.85%，432米长隧道两端高差7米之多，考虑到雨季施工洞内排水困难，选择进洞施工由出洞口向进洞口方向掘进的方案。
根据设计地质勘探资料显示K7+200-K7+556段位微风化凝灰质细砂岩，局部为凝灰质含砾细砂岩，黑色、灰紫色，岩石较坚硬；岩体呈中、厚层状，变余砂状构造；节理裂隙较发育，岩体较完整；地下赋水性一般，雨季降水渗入可产生滴水、淋雨状出水，[BQ]=443.2，围岩稳定性较好，成洞条件较好。
设计为无超前支护Ⅲ级围岩支护方式。
2 超前地质预报2.1 在2012年6月30日施工至K7+268掌子面通过在隧道圆心上方0.7米处水平方向布设地质雷达测线，对掌子面面向小桩号方向28m探测所得的地质雷达剖面图解译为：K7+268-K7+248处围岩整体完整性一般，节理裂隙较发育，含少量裂隙水；K7+248-K7+240处围岩节理较发育，围岩完整性较差，含较多裂隙水，容易发生掉块等现象。
隧洞工程中超前地质预报技术的应用
隧洞工程中超前地质预报技术的应用发布时间：2022-12-09T05:34:29.773Z 来源：《建筑设计管理》2022年14期作者：（胡军[导读] 随着我国基建规模快速增长，地下空间的利用逐步增多，遇到的断层破碎带、软岩、高热、突泥、涌水等情况概率较大，加大了施工难度。
（胡军摘要：随着我国基建规模快速增长，地下空间的利用逐步增多，遇到的断层破碎带、软岩、高热、突泥、涌水等情况概率较大，加大了施工难度。
分析结果表明，通过超前地质预报工作，可以及时发现地质异常情况，预防隧洞涌水、突泥、塌方等可能形成的灾害性事故发生。
关键词：超前地质预报；滇中引水工程；Application of Advanced Geological Forecdiction in Tunnel Engineering Hu Jun[1]Yunnan Central Yunnan Water Diversion Engineering Co., Ltd，Yunnan Kunming ，650000，China）Abstract: With the rapid growth of China's infrastructure scale, the utilization of underground space is gradually increasing, and the probability of fault fracture zone, soft rock, high heat, mud burst, water gushing and other conditions encountered is large, which increases the difficulty of construction. The analysis results show that through the advanced geological forecast work, the geological anomalies can be found in time to prevent the possible catastrophic accidents, such as tunnel water gushing, mud burst and collapse. Key words:Advanced geological forecastt; Central Yunnan diversion project 前言随着我国基建规模快速增长，地下空间的利用逐步增多，遇到的断层破碎带、软岩、高热、突泥、涌水等情况概率较大，加大了施工难度。
超前地质预报在隧道施工中的应用
超前地质预报在隧道施工中的应用发表时间：2021-01-05T06:05:03.857Z 来源：《新型城镇化》2020年19期作者：任俊李闯[导读] 隧道工程是地下隐蔽工程，地质条件千差万别，十分复杂，探明掌子面前方的地质情况已成为隧道施工安全的重要控制性因素之一。
中国水利水电第十工程局有限公司四川成都 610072摘要：隧道工程是地下隐蔽工程，地质条件千差万别，十分复杂，探明掌子面前方的地质情况已成为隧道施工安全的重要控制性因素之一。
本文以达州杨柳垭隧道工程的超前地质预报工作为研究实例，阐述了超前地质预报的目的，并论述了地质调查及地质观测素描、TGP206 隧道超前地质预报系统、地质雷达预报和超前水平钻探方法。
关键词：软岩隧道；TGP206 隧道超前地质预报系统；超前水平钻孔；地质雷达预报1、概述杨柳垭隧道位于达州经济开发区和达川区境内，隧道起点位于国道 210 线旁禾林汽车城，与南北 1 号干道及已通车的中青路平交，进口毗邻“好一新五金机电市场”、“强升药业”及“水上乐园”。
隧道出口位于南外镇火烽山村，洞顶为村民聚居区，房屋结构形式简易，大多为单层砖墙，抗震强度低。
隧道为分离式隧道，隧道左洞长710m，右洞长 690m。
进口为削竹式洞口，出口端为端墙式洞门，隧道净宽14.45m，净高 9.81m，隧道开挖断面 :S=164.06m2，隧道衬砌成型后 S=113.203m2。
2. 隧道地质状况杨柳垭隧道开挖所穿越的地层主要为砂岩、泥岩，围岩较差，以Ⅴ类、及Ⅳ类围岩为主，岩层产状 285°∠ 11 ～ 18°，为火烽山村向单斜，隧道区域岩体成块石碎石、层状结构～块状结构，局部巨块状整体结构。
出露的地层有 : 人工填土层 (Q4ml)、第四系全新统崩坡积层(Q4c+dl)、侏罗系中统沙溪庙组 (J2s) 等地层。
洞内地下水较丰富，单洞涌水量达 470m3/d，反坡开挖时排水难度较大。
综合超前地质预报在隧道施工中的应用
综合超前地质预报在隧道施工中的应用The Application of Comprehensive Advanced Geological Prediction in Tunnel Construction■ 邓继慧 ■ Deng Jihui[摘 要] 本文就隧道施工中的地质预报工作做了较为详细 地分析与阐述，旨在于为今后隧道施工的开展提供一定的 参考与帮助。
[关键词] 超前地质预报 隧道 TSP 钻探 分析 [Abstract] In this article, the author makes a more detailed analysis and exposition of geological prediction in tunnel construction work aims to provide some reference and help to carry out the future tunnel construction. [Keywords] advanced geological prediction, tunnels, TSP, drilling, analysis半径 0.2 m 范围内钻孔。
在不稳定的岩层中钻炮孔， 应防止炮孔围岩坍塌，可以利用薄壁的塑料管（外 径应与孔径一致）放入孔中加以保护。
（4）TSP 预报系统启动。
用装药杆通过 PVC 管 将炸药包装入孔中，炸药采用二号岩石乳化炸药， 雷管采用瞬发雷管。
引爆前启动记录单元，在操作 面板上标有 POWER。
通过按黑色的 ON 开关启动记录 单元，电压显示至少应为 6 V。
起爆和记录成功后， 将地震数据从记录单元缓冲储存上载到电脑储存。
（5）地震数据采集及数据处理。
建立 TSPwin 文件，确定数据采集参数、噪音检查、数据记录。
通过检查显示地震道特征做好野外数据质量控制， 并回放地震炮记录，用于比较和检查保存在计算机 中的数据。
隧道地质超前预报钻孔雷达技术及应用
隧道地质超前预报钻孔雷达技术及应用摘要：近年来，我国的隧道工程建设有了很大进展，在隧道工程中，钻孔雷达技术发挥着重要的作用。
小煤窑采空区及巷道多存在资料不完善、规模小、隐蔽性强等特征，勘察阶段采用常规方法难以查明采空区的平面位置和埋深，对隧道工程施工安全和结构稳定造成极大影响。
因此本文首先分析钻孔雷达技术原理，其次探讨钻孔雷达的应用，可为类似工程建设提供借鉴经验。
关键词：地质超前预报；钻孔雷达；探地雷达；围岩等级引言隧道工程作为一种特大的隐蔽工程，具有距离长、埋深深、地质条件复杂等特点，使得隧道工程施工过程中存在许多工程地质问题，常见的地质灾害有破碎带、岩溶、岩爆、突泥、涌水和塌方等，对隧道工程质量、进度和安全控制带来不利影响。
因此，在隧道施工过程中开展超前地质预报工作，可补充地质勘察阶段工作的不足，进一步探明不良地质体的位置和规模，提前防范和及时调整施工方案，确保隧道安全、高效施工。
1钻孔雷达技术原理利用钻孔雷达进行隧道涌水超前预报是最近几年才发展起来的方法，尽管其还有许多需要发展和完善的地方，比如单孔不能确定不良地质体方位、雷达天线如何在水平钻孔内移动等，但是在岩溶区，其仍是一种非常值得推广的技术方法，利用钻孔雷达进行隧道涌水超前预报具备直观，探测距离远等优势，可以结合超前钻探进行，基本上不会影响施工进度。
常规的探地雷达虽然在浅层地质超前预报具有高效、精准等优点，但其预报的范围较小，通常只能预报井孔周围一定范围内的地质情况，由于地形等的影响，井孔的布置受到一定程度的制约，从而导致在采用探地雷达进行地质超前预报时可能会错过比较重要的地质情况，因此在井内探测的需求日益旺盛。
随着相关研究成果的不断涌现以及其他新技术的兴起，钻孔雷达越来越多的被应用于工程实践中。
作为一种井内雷达探测方法，它主要通过向井内发射很高频率的电磁波，高频率电磁波在地层中传播时会形成一定图像，从而可以了解前方地质情况，较早的获取前方不良地质情况，具有分辨率高，探测范围广的优点。
隧道超前地质预报中地质雷达的应用
隧道超前地质预报中地质雷达的应用摘要：本文引见了地质雷达的原理及详细的应用办法，并分离工程实例，论述了地质雷达在隧道超前地质预告中的应用方式，标明了地质雷达在隧道超前地质预告中的优越性。
随着经济实力的加强，交通运输事业的重要性日益凸显，故我国加大了对高速公路的建立力度。
隧道作为高速公路施工中的重点环节，对缩短公路里程、节约投资本钱等都起到很重要的作用。
由于在不同的地质状态下岩土的岩性等变化较大，在隧道施工过程中，对掌子面前方的地质条件和可能的地质灾祸展开超前地质预告，将对隧道的正常施工和顺利贯穿发挥无足轻重的作用。
胜利的预测促使施工及时采取应对措施，防备于已然。
为了能更好地指导隧道的开挖工作，采用地质雷达对掌子面前方的地质情况进行预告就显得尤为重要。
一、地质雷达原理地质雷达由一体化主机、天线及相关配件组成。
它是应用高频电磁脉冲波的反射原理来完成探测目的。
地质雷达属电磁波探测技术中的一种。
它经过发射天线向测试面前方发射宽频带短脉冲的高频电磁波信号，当电磁波遇到有电性差别(介电常数、电磁导率等)的界面或其它目的体(如围岩性质、地质构造结构、围岩完好性、公开水和溶洞等状况)时，就会发作反射、绕射等电磁波特有现象。
依据这些特性，我们经过接纳天线拾取响应信号，并记载到计算机上，根据电磁波的波形、相位、振幅、频谱等时域、频域特征，可取得测试面前方不同电性体的散布特征，经过反射波双程游览时间，可计算前方分界面或目的体的深度。
二、地质雷达应用办法(一)雷达主频选择。
由于雷达的天线型号与中心频率的选择是逐个对应的，在进行地质雷达测试时。
地质预告为简化操作，减小施工干扰，普通只需求100MHz的屏蔽天线，但地质雷达100MHz的天线实践测试有效间隔是5～30m，也就是说前5m是个含糊区，这在理想中是不允许的，所以我们能够有两种选择，一种是采用100MHz的天线和400MHz的天线共同来完成测试;另一办法为只用100MHz天线测试，但是前后两次测试需搭接上5m，实践每次测试间隔依据实践状况再定。
浅谈TGS超前地质预报技术在深埋长施工隧道中的应用
建筑技术
Construction & Decoration
（4）杨氏模量 杨氏模量E是描述岩体抵抗形变能力的物理量。
式中，p表示为岩体密度。通过切片图中E值的变化情况来 分析判断围岩中软硬岩的变化情况。
（5）危险等级 比尼奥斯基（Bieniawski）提出的地质力学分级法RMR （Geomechanics Classification System）来进行预测围岩的危险 情况。根据岩石的单轴抗压强度、RQD、节理间距、地下水等 七个因素对岩体进行综合评价，分值总和称为岩体质量分数， 用RMR（Rock Mass Rating）表示，取值范围0~100。
1.2 TGS系统组成 TGS系统组成主要包括控制单元、接收单元和附件。 ①控制单元：控制单元的主要作用是记录地震波信号和控 制地震波信号的质量。②接收单元：接收单元的主要作用是通 过检波器检测并接收地震波信号的X、Y和Z轴的三个分量。③ 附件：隧道现场数据采集过程中，还需要卷尺、大锤、电缆线 等其他配件。 1.3 TGS技术物理力学参数 TGS技术涉及的岩石物性参数主要有应力梯度、含水可能 性、泊松比、杨氏模量和危险等级。 （1）应力梯度 假设瞬时振幅的平均值和瞬时相位的导数（瞬时频率）为 研究区域内初始压力，随着局部区域应力的异常卸载，使得该 区域的应力偏离这一初始应力形成一个减压和压缩的区域，通 过这种应力变化多次叠加获得的信息可以用来确定地下流体的 存在性，有助于提高地下水预报的可靠性。应力变化与瞬时振 幅和瞬时频率关系式为：
式中，Gs（ti）、A（ti）和F（ti）分别代表某一地质界面 在时间ti时刻的应力值、频率值和振幅值，A-（ti）和F-（ti）分 别代表该时刻瞬时频率和瞬时振幅的平均值[2]。