[陕西]隧道工程超前地质预报方法施工技术_secret
浅谈隧道超前地质预报施工技术方法
浅谈隧道超前地质预报施工技术方法摘要：由于我国近些年来，国民经济发展迅速，高速铁路工程大规模地建设，隧道数量也越来越多，隧道施工进度经常成为控制整个工程进展的瓶颈。
这就对怎样能够解决加快隧道开挖、掘进的速度提出了新的课题，而掌子面前方地质环境方面、水文地质方面的不确定性控制着掘进的速度，如何获取掌子面前方的地质信息成为关键，地质超前预报是解决该难题的方法。
所以对地质超前预报技术的探讨、研究显得十分重要，通过地质超前预报才能准确、及时地预测掌子面前方的地质信息，为施工提供科学依据和合理的防治措施，从而在确保安全质量前提下加快隧道建设速度。
关键词：隧道施工；地质环境；超前地质预报；防治措施1.超前地质预报作用通过地质超前预报，及时发现异常情况，预报掌子面前方不良地质体的位置，产状及其围岩结构的完整性与含水的可能性，从而为隧道优化施工方案提供依据，为预防隧道突水、突泥、突气等可能形成的灾害性事故及时提供信息，提前做好施工准备，降低地质灾害发生的机率和危害程度。
通过预报，可以了解掌子面前方短距离内的工程地质条件、围岩类别，为施工正确选择开挖断面、支护设计参数和施工方法提供依据。
2.超前地质预报的理论基础施工超前地质预报的理论基础包括地层学理论、岩石学理论、地质构造学理论、水文地质学理论及地质一般规律。
2.1地层学理论地层学主要研究地层的层序关系﹑接触关系和空间变化关系。
利用已知的地层层序关系及各地层的岩性特征、地层产状、出露厚度，可以通过作图法预测开挖面前方的地层岩性特征。
自然界的岩石分类：岩浆岩、沉积岩、变质岩。
绝大多数岩浆岩是由结晶矿物所组成，岩浆岩通常具有较高的力学强度，可作为各种建筑物良好的地基及天然建筑石料。
但各类岩石的工程性质差异很大，如深成岩具晶粒粗大、均匀，孔隙率小、裂隙较不发育，岩块大、整体稳定性好的特点。
沉积岩中硅质成分化学岩的强度较高，但性脆易裂，整体性差。
碳酸盐类岩石如石灰岩、白云岩等强度中等，但具不同程度的可溶性，特别是灰岩，一般发育岩溶。
隧道施工地质超前预报方法
隧道施工地质超前预报方法随着城市发展和交通建设的不断推进，隧道施工已成为现代建设中一个不可或缺的环节。
然而，隧道施工面临的地质条件千差万别，地质灾害频发，给工程造成了巨大的风险和难题。
为了减少施工风险，提高施工效率，隧道施工地质超前预报方法应运而生。
隧道施工地质超前预报方法是通过对地质条件进行综合分析和评估，预测隧道施工中可能遇到的各种地质问题，并提前采取相应的措施，以确保施工的顺利进行。
这种方法能够帮助工程师更好地了解隧道施工地质特征，预先洞察潜在的地质问题，并通过调整设计和施工方案，合理选择施工技术和方法，最大限度地减少施工风险。
在隧道施工地质超前预报中，主要包括以下几个方面的内容。
第一，地质勘察。
地质勘察是隧道工程施工的基础。
通过对施工区域的各种地质资料的收集和综合分析，可以了解地质条件的分布和变化规律，为后续的超前预报提供可靠的依据。
地质勘察需要采用多种勘察方法，如地质测量、地质探测和地质钻探等，以获取准确的地质资料。
第二，地质分析。
地质分析是对勘察得到的地质资料进行解读和分析，找出其中的隐患和危险因素。
地质分析需要根据勘察资料中的地质构造、地层分布和岩石性质等信息，确定可能出现的地质问题和灾害类型，并进行风险评估，以便对施工中可能遇到的地质问题进行超前预测。
第三，数值模拟。
数值模拟是一种重要的地质超前预报方法。
通过建立合理的地质模型和施工模型，运用数值分析方法，模拟和预测隧道施工中的地应力、岩层位移和地下水变化等地质现象，为施工方案的选择和调整提供科学依据。
数值模拟需要综合考虑地质条件、隧道结构和施工工艺等因素，并进行多次仿真和优化，以获得准确的预测结果。
第四，地质监测。
地质监测是地质超前预报的重要手段之一。
通过在施工过程中对地应力、岩层位移和地下水等地质指标进行实时监测和记录，可以及时发现并评估地质问题的变化趋势，采取相应的对策和措施。
地质监测需要选取适当的监测点位和监测设备，合理进行数据采集和分析，以提供准确的地质预测和施工指导。
隧道施工地质超前预报技术
计算机成图软件的迅速发展，实现了隧道掌子面地质素描图、探测 原始波形及波谱图、计算分析图件的计算机化。 专用软件的开发，更大大加快了探测数据分析处理的速度和精确度。 国外进口的地震仪、面波仪、地质雷达探测仪、TSP-202、TSP-203均 带有专用软件；铁道部第一勘测设计院也研制了高分辩地质探测仪专用 软件；中铁西南科学研究院有限公司（原铁道部科学研究院西南分院） 结合智能工程声波仪研制成功开发了时域反射子波分析软件、频域反射 谱分析软件和跨孔声波CT软件，极大的提高了系统的分辨率和数据分析 处理的速度，使跨孔声波法隧道施工期地质预报实现了由探测结果的平 面展示到立体展示的转变。波反射成像软件的成功开发，更使探测结果 显示更加形象化。 即便如此，目前所有隧道施工期地质超前预报的方法亦仅是对施工 掌子面前方地质界面（不良地质体带）位置的预报，对不良地质体带成 灾的预报仍然是预报人员根据对施工掌子面前方地质界面性质即不良地 质体带的分析研究作出的判断；对隧道内涌水水压的预测几乎未予开展， 涌水水量则开展了隧道总涌水量和分段隧道涌水量的计算预测预报。
隧道施工地质超前预 报技术
中铁西南科学研究院有限公司
何发亮 教授级高级工程师 王石春 研 究 员
目录
一、概述 二、预报分类及工作方法简介 三、隧道施工地质超前预报主要技术方法 四、隧道地质灾害预报 五、涌水预测预报 六、若干问题讨论 七、典型实
严格意义而言，广义的隧道地质超前预报指采用隧道洞内外地质 调查、掌子面素描，根据隧道开挖揭示的洞身围岩条件的变化趋势、 洞内外构造相关分析结果，或采用地球物理探测手段对隧道施工掌子 面进行探测，运用地质学、数学、物理学、逻辑学、概率学、计算机 科学等各学科知识结合预报人员经验，对隧道工程可能遇到的各种不 良地质体及因此可能发生的各种地质灾害的性质、分布位置、规模的 判断和预报，根据判断和预报结果提出应采取的地质灾害预防和处理 措施建议。 因此，隧道地质超前预报包括隧道工程可行性研究阶段、勘察设 计阶段和施工阶段的预报。 隧道工程预可行性研究及可行性研究阶段的地质超前预报根据所 收集资料对隧道施工可能遇到的各种不良地质体及因此可能发生的地 质灾害的预判断。
隧道施工地质超前预报方法
隧道施工地质超前预报方法隧道施工是现代城市建设和交通运输发展中不可或缺的一部分。
然而，由于地质条件的复杂性和不确定性，隧道施工常常面临诸多挑战和风险。
为了有效地应对这些挑战和风险，隧道施工地质超前预报方法应运而生。
地质超前预报方法是指在隧道施工过程中，通过对地质情况的科学分析和预测，提前了解隧道施工所面临的地质条件和隐患，并制定相应的施工方案和安全措施。
这种方法可以提高施工的效率和质量，减少事故的发生，降低施工成本，是隧道施工中不可或缺的一环。
隧道施工地质超前预报方法主要包括以下几个方面：1.地质勘探：地质勘探是隧道施工地质超前预报的基础工作。
地质勘探包括地质地貌、岩土工程和水文地质等方面的调查和研究。
通过地质勘探，可以了解隧道施工区域的地质结构、岩土工程性质和水文地质条件，为隧道施工提供准确的地质数据和信息。
2.地质分析：地质分析是在地质勘探的基础上，对地质数据进行科学分析和综合评价。
地质分析可以通过地质剖面图、岩芯分析、地质构造分析等手段，对隧道施工区域的地质条件进行综合评估，确定可能存在的地质问题和风险。
3.地质预测：地质预测是在地质分析的基础上，对隧道施工过程中可能发生的地质灾害进行预测。
地质预测可以通过建立地质模型、数值模拟和经验方法等手段，对可能发生的地质灾害进行定量分析和预测，为隧道施工提供预警和控制措施。
4.施工监测：施工监测是在隧道施工过程中，对地质条件和隧道变形进行实时监测和记录。
施工监测可以通过使用传感器、监测仪器和遥感技术等手段，对隧道施工过程中的地质变化和隐患进行及时监测和预警，为施工方提供及时的决策依据和调整施工方案。
5.风险评估：风险评估是在地质预测和施工监测的基础上，对隧道施工过程中的地质风险进行定量评估和分析。
风险评估可以通过建立风险模型和评估方法，对隧道施工中可能发生的地质灾害的概率和影响进行评估，为施工方提供风险控制和决策支持。
通过以上几个方面的工作，隧道施工地质超前预报方法可以有效地减少隧道施工中的地质风险和事故发生的可能性，提高施工效率和质量，降低施工成本。
隧道超前地质预报方法
隧道超前地质预报方法
隧道超前地质预报方法是一种通过地质勘探和预测技术来预测隧道施工中可能遇到的地质条件，从而提前采取相应的措施来降低风险和成本。
这些方法包括：
1.地质勘察：通过地质调查、地质钻探等手段，获取隧道施工区域的地质资料，了解地层结构、岩石类型、地下水情况等信息，以及可能存在的地质灾害隐患。
2.地质预测技术：利用地球物理勘探、遥感技术、地质雷达等先进技术手段，对隧道施工区域进行地质预测，预测可能遇到的地质问题和隐患。
3.数值模拟和风险评估：通过数值模拟和风险评估技术，对隧道施工中可能遇到的地质条件进行量化分析，评估可能的影响和风险程度。
4.监测预警系统：建立地质监测预警系统，对隧道施工过程中的地质情况进行实时监测和预警，及时发现和应对地质灾害隐患。
通过以上方法，可以提前预测和控制隧道施工中的地质风险，为工程施工提供科学依据，降低工程风险和成本。
隧道地质超前预报技术
隧道地质超前预报技术1. 引言隧道建设是现代交通建设的重要组成部分，隧道地质条件的复杂性对隧道工程的施工和安全性提出了严峻的挑战。
为了解决隧道施工过程中可能遇到的地质风险，隧道地质超前预报技术应运而生。
本文将介绍隧道地质超前预报技术的原理、方法和应用，以及该技术在隧道施工中的重要性。
2. 隧道地质超前预报技术的原理隧道地质超前预报技术是通过对隧道施工前的地质条件进行详细的调查和分析，预测和评估可能出现的地质风险。
该技术主要基于以下原理：•地质调查和勘探：通过采集地质样本、进行地质勘探及地质灾害调查，了解地质构造、地层特征和地下水状况等，对地质风险进行定性和定量的评估。
•地质力学：通过地质力学原理，预测地下岩体的力学性质和变形规律，评估岩体的稳定性和支护设计，以减少隧道施工中的地质风险。
•数值模拟：通过数值模拟方法，建立地质构造与岩体的力学模型，预测隧道施工中可能遇到的地质情况，提供施工方案和应对措施。
3. 隧道地质超前预报技术的方法3.1 地质调查和勘探地质调查和勘探是隧道地质超前预报技术的基础，包括地质钻探、地质样本采集、地质地震勘测等方法。
通过这些方法可以获取地下岩体的物理、化学特征，了解地层的分布、厚度和理化性质等。
地质调查和勘探的结果对隧道施工提供前期的地质信息，为后续的超前预报提供可靠的数据支持。
3.2 地质力学分析地质力学分析是通过对地下岩体的力学性质和变形规律进行研究，预测岩体的稳定性和支护设计。
这包括进行岩石力学实验，获取岩体的强度、刚度、变形特性等参数。
通过将这些参数输入到数值模拟中，可以预测隧道施工中可能遇到的地质条件，提前做好施工方案和支护设计。
3.3 数值模拟技术数值模拟技术是隧道地质超前预报技术的核心方法之一，它通过建立地质构造和岩体的力学模型，模拟隧道施工中地质条件的变化和岩体的稳定性。
数值模拟可以预测隧道施工过程中可能出现的地质问题，如岩层塌方、地层变形、地下水突泉等，在预报结果的基础上制定相应的施工方案和措施。
隧道工程超前地质预报措施
隧道工程超前地质预报措施本工程超前地质预报工作已由业主另行招标，由专业公司进行施作；但为保证施工安全和超前预报的及时性，我部在施工中，也要进行必要超前地质预报工作。
隧道施工中的地质预报方法，主要是根据地表和已开挖的隧道地段的地质调查和各种探测方法取得的资料，以及地质推断法预测开挖工作面前方一定长度范围内(一般每次预测长度为10～20m)围岩的工程地质和水文地质条件。
（1）地质预报内容超前地质预报内容如下：①隧道穿越不稳定岩层较大断层预测；②出现岩溶地段预测；③出现涌水地段预测；④软岩出现内鼓、片劈掉块地段预测；⑤岩体突然开裂或原裂隙逐渐增宽等危害性预测；⑥位移变形加快影响围岩稳定预测；⑦可能出现塌方、滑动影响预测；⑧浅埋段下沉裂缝对隧道稳定预测；⑨地质条件变化对施工影响程度预测。
（2）超前地质探测①根据开挖工作面前推法预测；②用相似比拟法对隧道涌水预测；③根据超前炮眼钻孔对涌水量预测；④开挖工作面浅孔钻探预测；⑤在接近设计提供不良地质地段时，加强地质预报。
在开挖工作面进行浅孔钻探(每工作面两个钻孔)，用于探明前方地质，发现地下水较大时，则进一步钻孔放水，防止涌水发生。
断层破碎带及溶洞地段采用钻进式注浆锚杆超前预支护、钢架、喷锚网防护，缩短循环进尺，尽量采用人工开挖或机械开挖，减少对围岩的扰动，及时支护，做到随挖随护。
并进行隧道开挖面地质素描图和隧道地质展示图记录。
（3）超前预测方法施工中充分利用超前预报作用。
根据施工中记录的地质素描图和地质展示图组织施工，及时调整支护参数。
工作面上采用两个钻探孔辅助地质预报。
钻探孔长度一般为20m。
采用浅孔钻探方法，主要是在钻进过程中，从钻进的时间、速度、压力、冲洗液的颜色、成分以及卡钻、跳钻等和岩性、构造性质及地下水等情况掌握地质条件。
例如，在遇到断层泥时，钻进时间短、钻进速度快，钻孔冲洗液浑浊、呈白色；遇卡钻时，说明岩体破碎；遇跳钻时，则可能有空洞或溶洞等等。
隧道超前地质预报方法
隧道超前地质预报方法隧道超前地质预报是指在隧道开挖过程中，利用各种地质调查技术和方法对隧道未来施工区域的地质情况进行预测和评估。
通过提前对地质情况进行预测，可以有效降低隧道施工风险，保证施工进度，减少经济损失。
隧道超前地质预报的方法有很多种，主要包括实地地质调查、岩芯取样、地质勘探、灰色预测、神经网络、监测技术等。
下面我将对其中几种常用的方法进行简要介绍。
首先是实地地质调查，在开挖隧道之前，需要对隧道施工区域的地质情况进行详细调查。
这一步骤包括现场观察、地质剖面记录、地形测量等，通过对现场地质特征的观察和记录，可以初步了解地质情况，为后续的预测提供依据。
其次是岩芯取样。
隧道地质预报中，通过取样分析岩石的物理力学性质、构造和组成等，可以判断岩石的稳定性和隧道开挖后的变形情况。
岩芯取样需要在隧道开挖前进行，取得的岩芯样品需要送往实验室进行分析和测试。
第三种方法是地质勘探。
隧道开挖前需要进行地质勘探，主要包括地质雷达、地电阻率测量、地震勘探等技术。
地质勘探可以帮助了解地下结构和地质情况，通过对地质勘探数据的分析，可以预测隧道开挖过程中可能遇到的地质问题，如断层、脆弱带等。
另一种方法是灰色预测。
灰色预测方法是根据已知数据进行模型建立，通过建立若干个模型对未知数据进行预测，从而得出一种接近真实情况的预测结果。
在隧道超前地质预报中，可以通过灰色预测方法对隧道未来施工区域的地质情况进行预测和评估。
此外，神经网络也是一种常用的超前地质预报方法。
神经网络是一种模拟人类大脑学习和识别模式的计算模型，可以通过训练和学习来对未知数据进行预测。
在隧道地质预报中，可以通过建立神经网络模型，输入地质参数和已知的工况数据，得出一种可能的地质预测结果。
最后，隧道超前地质预报中的监测技术也是非常重要的一种方法。
通过在隧道开挖过程中对地下水位、地下位移、应力等进行实时监测，可以及时发现地质问题，并采取相应的措施进行处理和修补。
监测数据可以为隧道工程的现场管理提供科学的依据和指导。
隧道的地质超前预报方法与不良地质施工措施
隧道的地质超前预报方法与不良地质施工措施我们在隧道的施工过程中会遇到各种不良地质,为避免盲目性，使施工方案和技术措施更科学合理，开展地质超前预报十分必要。
地质超前预报对不良地质能做到早发现，早预防,从而采取恰当的处理措施,减少和化解不良地质给施工带来的不利影响。
1地质超前预报方法1。
1超前导坑法长隧道和特长隧道大都设有平行导坑。
平导一般与线路平行，距线路20m～30m 不等。
施工过程中利用平导先行的优势，认真收集和积累地质资料,并根据平导开挖过程中揭示的地质资料指导正洞施工，从而使正洞的施工方案和技术手段都建立在科学合理的基础上。
平导开挖断面小，即使出现不良地质也容易处理,对施工影响不大。
因此，超前导坑法在长隧道和特长隧道施工中被广泛采用。
1。
2 超前水平钻探法采用隧道专用钻机进行超前水平钻探，来探明开挖前方的地质情况。
超前水平钻探其实并非完全“水平"，带有一定的角度.与地震波反射法、地质雷达探测法相比，超前水平钻探法具有更直观、更准确的特点。
超前水平钻探法虽是“一孔之见”，却能起到“管中窥豹”的作用。
超前水平钻探法主要用于探测煤层、瓦斯、断层、溶腔、突水、涌泥等不良地质。
超前水平钻探法探测的距离长，探明的不良地质距工作面较远，便于提前调整施工方案和技术措施。
1.3 超长炮孔钻探法超长炮孔钻探法指的是在掘进过程中，每次打眼都用5m钻杆在隧道拱部和底部各钻两个探测孔，放炮则控制在3m以内，使工作面始终保持距不良地质2m以上的安全距离.当钻孔出现不良地质征兆时，可以及时采取应对措施。
采用超长炮孔钻探法，避免了钻机的频繁移动，可以不中断隧道的正常掘进，简便易行、事半功倍。
超长探孔还可兼做炮眼，节约成本,提高功效。
1.4 地震波反射法—-TSP-203系统TSP超前地质预报系统是目前隧道及地下工程地质预报工作中，采用的较为先进的设备。
其工作原理是利用地震波的回波原理,人工制造一系列有规则排列的轻微震源，形成一个地震源断面；同时，三维地震波接收器在计算机的监控下，采集这些震源所发出的震波沿隧道前方及四周区域传播而遭遇不良地质体(如地层层面、节理面、特别是断层破碎带界面和溶洞、暗河等）被反射返回的地震波数据。
隧道超前地质预报工作实施方案_secret
隧道超前地质预报工作实施方案一、编制依据：1、铁路隧道超前地质预报技术指南(铁建设[2008]105号)；2、向莆铁路FJ-3A标段隧道设计图纸；3、《向莆铁路中铁十四局集团五公司FJ-3A标段实施性施工组织设计》；二、工程概述：本标段共有隧道6座，总长22298延米，占线路长度85.7%。
其中IV 级围岩9082米，V级围岩8292米，合计17374米，占本标段隧道总长的69%，围岩类别差；不良地质突出，隧道区地层岩性复杂、（活动）断层与褶皱及节理裂隙发育、岩体被强烈挤压破碎（搓碎），施工期间可能会发生（活动）断层破碎带及影响带和（倾角平缓）破碎岩层（较）大规模塌方冒顶与大变形、局部还可能有大规模涌（突）水突泥工程地质问题。
此外，秀岩隧道是本标段重点控制工程，地质岩层较为复杂，断层破碎带处易发生大规模涌（突）水、岩爆、大变形等地质问题。
三、超前地质预报的目的：通过超前地质预报，可以了解和判断掌子面前方一定距离内不良地质的性质、位置、宽度和影响隧道的长度，由此判断地下水情况、围岩级别和对施工的影响，进而达到以下目的：1、为制定施工方案和措施提供可靠的参数，如地下水压力、水量、不良地质的位置、大小及规模等；2、为隧道安全施工，避免或最大限度的降低施工过程中突泥、涌水、塌方等灾害，从而不受或少受损失奠定了基础；3、为隧道在安全条件下实现快速施工、减小风险创造了条件；4、准确的地质预报可以减少施工中的盲目性，减少事故发生率，减少很多不必要的安全措施，从而降低了工程投资。
四、超前地质预报的主要项目及内容：我标段超前地质预报主要对隧道开挖面前方一定距离的浅埋段、突水（突泥）、断层破碎带、向斜带、背斜带、高地应力（可能产生硬岩爆和软弱围岩塑性变形）的灾害地质的施工探测。
对照勘测阶段的地质资料，预测、预报地质条件变化及其对施工的影响。
针对不同地段的工程地质情况采用不同的预报手段，以达到既预报准确又节省有限预报资源的目的。
隧道施工超前地质预报
隧道施工超前地质预报
1、预报原则
根据本隧道的地质情况，本着“以工程地质综合分析为核心，坚持粗查与精查相结合、物探与钻探相结合”的原则，做到有疑必探、先探后掘，充分发挥多种手段综合预报的优势，解决本管段隧道的超前地质预报和整治问题。
为了对掌子面前方地质情况进行超前预报并对初期支护和围岩变形状况进行有效监测，我项目部成立专门的施工监测及地质预报小组，由项目经理部的一工区负责组织实施。
2、超前地质预报纵断面示意图
3、预报方法
⑴综合物探超前探测
远距离超前探测:全隧正洞采用TSP203,对掌子面前方约100m范围内的地质构造的位置、规模、性质作较为详细的预报，预测岩体的完整性及岩溶和地下水的发育情况，每100m施作一次，当有异常情况时适当加密。
中近距离超前探测：全隧正洞采用地质雷达探测法（探测前方距离20～30m），验
证TSP超前探测的异常地段。
⑵超前钻孔探测
在综合物探远距离及中距离预报的基础上，采用超前钻孔验证物探异常段，一般正洞采用超前水平钻孔（φ100，每孔长30m，每循环25m）对物探超前探测的异常地段进行验证。
超前钻孔一般每个断面设3个孔并至少保证1孔可以取芯。
超前地质预测预报施工方法工艺及技术措施
超前地质预测预报施工方法工艺及技术措施1.1超前地质预报的原则本着“地表和洞内相结合、构造探测和水探测相结合、长中短期分阶段预报相结合”的原则，做到有疑必探、先探后掘，把超前地质预报纳入工序中；充分利用综合探测手段，进行超前地质预报，对不良地质段施工制定相应的技术措施。
1.2超前地质预报的方案根据现有的地质勘测资料，对隧道不良地质段进行补充地质探查。
在隧道工作面按照“由远至近，逐步加密”的方法进行探测。
⑴地面物探施工前期有条件时拟与设计单位或其它有资质的勘测单位对地表重点区段进行补充探查，从宏观上查明隧道通过的地层分布、构造及范围较大的不良地质体的空间位置，进一步掌握地表水的活动规律和分析与地下工程的相关性。
⑵洞内超前地质预报根据《铁路隧道超前地质预报规程》采用地质方法、钻探方法、物探方法相结合，长距离、中长距离、短距离预报相结合的综合预测预报手段。
①长距离地质预报主要采用地质分析法，根据设计提供的地层岩性、地质构造、围岩级别、储水构造、富水规模、岩溶发育规律及特征、其它不良地质及特殊地质发育情况进行宏观预测预报，预报距离一般在掌子面前方200m以上，并根据揭示情况进行不断的修正。
②中长距离预报是在长距离预报的基础上采用地震波反射法或声波反射法、深孔水平钻探等对掌子面前方30～200m范围内的地质情况作进一步的预报，如对不良地质体的位置、规模、性质作较为详细的预报，粗略的预报围岩级别和地下水情况等。
③短距离预报是在中长距离预报的基础上采用掌子面素描、红外探测、地质雷达和超前钻孔等方法进行预报，探明掌子面前方30m范围内地层岩性、地质构造、不良地质及地下水出露情况等，对可能有突泥、突水和其它不良地质情况的地段应进行钻孔验证。
1.3超前地质预报方法及工艺⑴超前地质预报方法超前地质预报方法主要有地质分析法、钻探法、物探法和超前导坑法等，采用单一的超前地质预报手段，不能够取得满意的效果时，应该将几种预报手段综合运用，取长补短，相互补充、印证。
隧道施工期地质超前预报技术
隧道施工期地质超前预报技术隧道工程地质情况的复杂多变性，导致在隧道施工过程中经常会遇到地质条件与勘查设计不符、围岩条件变化大以及突发性地质灾害等情况，地质超前预报能够对隧道前方围岩的不良地质情况进行及时预测，以达到提前预防、及时发现、及时处理、降低工程风险的目的。
本文就隧道施工期地质超前预报技术的发展进行探讨。
标签：隧道施工；地质状况；超前预报技术引言由于实际情况的复杂性，当施工过程中遇到复杂地质情况时，采用综合超前地质预报技术措施往往比单一技术手段更具工程实用价值，因此如何结合实际情况针对不同的超前地质预报结果进行综合分析和解释，对于实际工程而言更具实际意义。
一、工程概况某隧道长4884.14m，属特长隧道。
其西段为陡崖，东段为斜坡。
隧址区地形总体呈不规则M 形状。
地势总体西高东低，西部属中低山峡谷地貌，绝对高程170～1035m。
不良地质现象有：岩溶及岩溶水，穿煤压煤及有害气体等。
由于隧道区紧邻峡谷，处于地下水季节变化地带附近，地下水的运动相当强烈，分布数量众多的大型复杂干溶洞、充填溶洞及地下暗河，对工程影响较大。
二、隧道超前地质预报设计采取多种预报手段相结合的综合预报方法，以工程地质法（地质素描法）进行超前宏观预报为前提，结合TSP-203 超前地質预报系统、探测仪、超前探孔、超前导洞、经验法等综合手段，分长期预报、中期预报、短期预报三个阶段对岩体特征、涌水、瓦斯等不良工程地质进行超前预测预报，具体方法如下：采用TSP 系统与地质分析法相结合进行长期（长距离、大于100m 范围）地质预报；采用仪器和钻孔进行30～100m 距离的中期地质预报；采用在钻爆循环中加深炮眼钻孔或超前探水进行掌子面前方几十米范围探测。
结合掌子面地质素描进行掌子面作业影响区域内的当前地质预报。
三、超前地质预报的措施及方法说明3.1 施工经验法预测根据投标文件中提供的地质资料及隧道施工经验，对洞内渗水、涌水特性以及施工方法、工艺类比地质情况、施工方法及工艺。
隧道施工超前地质预报方案
隧道施工超前地质预报方案一、超前地质预报系统超前地质预报流程图掌子面超前探测地质观测、编录、分析信号处理目标识别与地质解释提交报告有无不良地质有 无根据需要布设探孔按原设计文件施工必要时采取工程技术措施或调整支护参数二、地质分析方法地质调查：对地貌、地质进行调查与地质推理相结合的方法有针对性的补充地质资料。
补充地质资料的主要内容包括：不同岩性、地层在隧道地表的出露及接触关系，岩层产状及变化情况；构造在隧道地表的出露、分布、性质、变化规律及产状变化；地表岩溶发育情况和分布规律。
地质调查方法：地质预报组人员根据建立的标准地层剖面，结合沉积规律，确定各岩层层序、厚度、位置。
对地质构造进行跟踪调查后，展开有针对性的地质调会，详尽地核对细化勘察设计资料，为地质预报做好基础工作。
隧道开挖面地质素描：地质预报人员对隧道开挖面的地质状况作如实的调查和编录，采集必要的数据，具体包括：开挖面地层、岩性、节理发育程度、受构造影响程度、围岩稳定状态等进行编录。
地质素描方法和预报成果见表。
地质素描方法和预报成果表1、TSP203超前地质预报TSP203超前地质预报系统，采用TSP203隧道地质超前预报系统，预测掌子面前方100m至200m范围不良地质，包括断层、特殊软岩、煤系地层中的煤层、富水砂岩层和煤系地层与其它地层的界线，TSP203系统工作示意如下图：TSP探测布置与原理平面示意图掌子面不良地质体爆炸点接收仪测量操作方法和要求：在隧道边墙上布置爆破孔和接收器孔：在内轨顶面上1m高的一侧边墙同一水平线上，按间距1.5m、孔深1.5～2.0m、孔径35～38mm，下倾15～20°的参数钻24个炮孔，最后一个炮孔距掌子面0.5 m左右。
在距第一个炮孔15～20m 处，按孔深2.0m、孔径42～45mm，上倾5～10°的标准在边墙两侧对称钻两个接收孔。
将传感器套管借助风钻安置在接收孔中。
每开挖100m预报一次，预报作业安排在交接班期间完成，每次预报时间不超过2小时。
隧道施工地质超前预报
隧道施工地质超前预报
摘要：隧道隧道中，超前预报相当重要。
地质法，水文法是重点，也要结合其它的物探等方法综合预报。
它是施工安全的保障，施工质量的前提，施工进度的关键。
关键词：围岩级别，涌水，构造带，围岩稳定性，地质超前预报
1地质超前预报内容
1.1不良地质预报及灾害地质预报:预报掌子面前方15～100m范围内有无突水、突泥、坍塌、有害气体等地质灾害，并查明其范围、规模、性质，提出施工措施意见。
1.2水文地质预报:预报洞内涌水量大小及其变化规律，并评价其对环境地质、水文地质的影响。
1.3断层及其破碎带的预报:主要预报断层的位置、宽度、产状、性质、充填物的状态，是否为充水断层，并判断其稳定性程度，提出施工对策。
1.4围岩级别及其稳定性的预报:预报开挖面前方的围岩级别与设计是否吻合，并判断其稳定性，随时提出修正设计，调整支护类型，确定二次衬砌时间的意见，报专家组审批。
1.5查明并预测隧道内有害气体含量、成分及动态变化。
1.6查明并预测膨胀岩的膨胀力、膨胀量及主要矿物成分，为工程防治提供可靠依据。
隧道超前地质预报施工工法
隧道超前地质预报施工工法一、前言隧道工程在城市建设和交通基础设施建设中起着重要的作用，是一项复杂的工程。
由于隧道的特殊地理环境和复杂的地质条件，需要研究出适合的施工工法和方法。
超前地质预报施工工法就是新开挖隧道的一种先进施工工法，它是对隧道工程中难点问题的有效解决，可以大大提高施工效率，减少工程成本，保证工程质量。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点超前地质预报施工工法是一种基于地质勘查和预报的隧道先导施工思想。
它主要包括以下特点：1. 基于先进的地质勘查技术，对隧道施工过程中遇到的地质问题进行精准预报，并提出有针对性的施工方案；2. 在现场操作中，充分利用现代化的机械化工具，减少人工操作，减轻工人负担，保证工作效率；3. 施工成本低，工程周期短，既保证了工程质量，又降低了工程成本；4. 针对不同的隧道地貌和地质条件，可以选择合适的工程方案，提高施工效率。
三、适应范围超前地质预报施工工法适用于地质条件较为复杂的隧道工程，特别是隧道地质条件具有特殊性、多变性和难度大的工程。
比如在长隧道、大断层和恶劣地形地貌等条件下，超前地质预报工法可以轻松应对。
四、工艺原理该工法的核心原理是先行预测地质情况，再因势利导，采取相应的施工方案和措施。
所以，在施工前，需要对隧道所在地内部结构、地层划分、地下水情况等进行严密的勘查和预测，确定施工方案，达到预测施工效果的目的。
该工法的具体工艺原理如下：1. 前期实地检测。
这是超前地质预报工法中最为重要的一步。
在施工前，工作团队需要走进隧道现场，判断隧道施工地的地形、地貌、岩体性质等重要因素，收集地质数据和实验样本。
2. 地质预报和施工方案的制定。
通过根据地质问题，制定和选择相应的工程方案和施工计划，拟定出方案设计图，确保在施工中达到预测的效果。
3. 根据施工方案进行施工作业。
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隧道施工超前地质预报方法综述xxx(中xx局集团有限公司隧道工程公司）摘要：本文简述了各种超前地质预报方法的特点，提出在复杂地质条件下，运用多种方法进行综合预报，并以xx省xx高速公路xx隧道为例，说明综合预报的有效性。
关键词：复杂地质条件；超前地质预报；隧道施工隧道的设计、施工、工期、造价均受到地质条件的制约。
因此，了解隧道穿过地段的地质条件不仅是隧道建设的需要，也是隧道工程地质工作的目的。
由于隧道及其他地下工程深埋地下，工程岩体的水文地质与工程地质条件复杂多变，根据现有的地质勘探技术水平及手段，对所取得的资料不能完全满足施工要求，因此，这些问题的解决还有待在施工中开展深入的超前地质预报工作。
目前在隧道施工期间采用的超前地质预报方法从专业技术方面可分为常规地质法和物探法两大类，具体有以下几种：（1）超前导坑；（2）正洞地质素描；（3）水平超前探孔；（4）声波测试；（5）红外探水；（6）弹性波法；（7）电磁波法。
1 常规地质法（1）超前导坑法超前导坑法可分为超前平行导坑和超前正洞导坑。
平行导坑的布置平行于正洞，断面小而且和正洞之间有一定的距离，在施工过程中对导坑中遇到的构造、结构面或地下水等情况作地质素描图，通过做地质素描图对正洞的地质条件进行预报。
采用平行导坑预报的优点是：平行导坑超前的距离越长，预报也越早，施工中就有充分的准备时间，可以增加工作面，加快施工进度，还可以起到排水减压放水，改善通风条件和探明地质构造条件的作用。
采用超前平行导坑进行预报比较直观，精度高，预报的距离长，便于施工人员安排施工计划和调整施工方案。
超前正洞导坑布置在正洞中，其作用与平行导坑相比，效果更好。
但是采用超前导坑法进行预报也有缺陷：一是成本太高，有时需要全洞进行平导开挖；二是在构造复杂地区准确度不高。
（2）正洞地质素描地质素描是对开挖面的地质情况如实而准确的反映。
素描的主要内容包括地层岩性、构造发育情况（含断层、贯穿性节理、夹层或岩脉）、地下水的出水状态、围岩的稳定性及初期支护采用的方法等。
正洞地质素描是利用所见到正洞已开挖段的地质情况预报前方可能出现的不良地质条件（断层等）。
针对断层而言，又分断层露头作图法和断层前兆特征法。
断层露头作图法对结构面向开挖后方倾斜的断层预报效果较好，因为断层先在隧道底出露，对岩体稳定性影响不大时就可以发现；对于向掌子面前方倾斜的结构面因为先在顶部出现，预报时效果相对较差。
正洞地质素描的优点是不占用施工时间，设备简单，不干扰施工，出结果快，预报的效果好，而且为整个隧道提供了完整的地质资料；缺点是对与隧道夹角较大而又向前倾的结构面容易产生漏报。
（3）水平超前探孔水平超前探孔方法是在隧道内安放水平钻机进行水平钻进，根据隧道中线水平方向上钻孔资料来推断隧道前方的地质情况。
钻孔的数量、角度及钻孔长度可人为设计和控制。
一般可根据钻进速度的变化、钻孔取芯鉴定、钻孔冲洗液的颜色、气味、岩粉以及在钻探过程中遇到的其他情况来判断。
这种方法可以反映岩体的大概情况，比较直观，施工人员可根据现场的地质情况来安排下一步的施工组织。
但该方法也存在不足之处：①在复杂地质条件下预报效果较差，很难预测到正洞掌子面前方的小断层和贯穿性大节理，特别是与隧道轴线平行的结构面，其预报无反映；②钻孔与钻孔之间的地质情况反映不出来。
2 物探方法地球物理探测是间接、无损的测试手段，在隧道超前地质预报中，常用的方法有地震反射法、声波测试、红外探水、电磁波法等。
（1）声波测试声波对裂隙反应很敏感，遇到裂隙即发生介面效应（反射、折射和绕射），耗损波能，波形变复杂，波速减缓，此外，声波速度的大小还和岩体强度有关。
声波测试方法有多种，主要有岩面测试和孔内测试两种，其中孔内测试又分为单孔和双孔测试两种。
①岩面测试是在已开挖地段进行的，由于隧道开挖放炮形成许多张裂隙，所测波速表面岩石比实际岩体的波速略偏低。
②孔内测试分单孔和双孔两种。
单孔测试是把发射源和接收器放在同一孔内，但只能测到钻孔周围一倍波长左右范围内的地质情况。
双孔测试是把发射源和接收器放在不同的钻孔内，测试两孔之间的岩体波速。
③孔内测试按耦合方式又分为干孔和湿孔两种。
湿孔测试是向钻孔内灌水耦合，但由于水充填了裂隙影响测试结果，往往使测试波速偏高，岩石越破碎偏差越大。
干孔测试是在发射器和接收器的外面套上环行胶囊，然后再向胶囊内注水，使接收器、发射器和孔壁耦合，其测试结果比较真实。
（2）红外探测所有物体都发射出不可见的红外线能量，这能量的大小与物体的发射率成正比。
而发射率的大小取决于物体的物质和它的表面状况。
当隧道掌子面前方及周边介质单一时，所测得的红外场为正常场，当前面存在隐伏含水构造或有水时，他们所产生的场强要叠加到正常场上，从而使正常场产生畸变。
据此判断掌子面前方一定范围内有无含水构造。
现场测试有两种方法：一是在掌子面上，分上、中、下及左、中、右六条测线的交点测取9个数据，根据这9个数据之间的最大差值来判断是否有水；二是由掌子面向掘进后方（或洞口）按左边墙、拱部、右边墙的顺序进行测试，每5m或3m测取一组数据，共测取50m或30m，并绘制相应的红外辐射曲线，根据曲线的趋势判断前方有无含水。
掌子面上9个数据的最大差值大于10μw/cm2，就可以判定有水；红外辐射曲线上升或下降均可以判定有水，其他情况判定无水。
红外探测的特点是可以实现对隧道全空间、全方位的探测，仪器操作简单，能预测到隧道外围空间及掘进前方30m范围内是否存在隐伏水体或含水构造，而且可利用施工间歇期测试，基本不占用施工时间。
但这种方法只能确定有无水，至于水量大小、水体宽度、具体的位置没有定量的解释。
（3）弹性波法弹性波超前预报技术按观测系统可分为地震反射法（负视速度法）和水平声波剖面法。
当弹性波向地下传播时，遇到波阻抗不同的地层界面时，将遵循反射定律发生反射现象。
当介质的波阻抗差异愈大，反射回来的信号就愈强。
①地震负视速度法地震负视速度法的原理是利用地震波在不均匀地层中产生的反射波特征，来预报隧道掌子面前方及周围区域的地质情况。
在隧道侧壁的一定范围内布置激震点，进行激发，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时，比如有断层或岩层变化，地震波信号的一部分将返回，这个信号称为反射波。
反射界面与测线直立正交时，所接收的反射波与直接由震源发出的信号（称为直达波）在记录图象呈负视速度，其延长线与直达波延长线的交点即为反射界面的位置见图1。
现场测试时，采用的方式有多炮共道、多道共炮两种。
前者记录方式有利于保证激发条件的一致图1 负视速度法工作原理图性，后者则有利于记录条件的一致性。
当偏重于运动学特征参数的应用时共炮与共道两种记录方式可任意选用；当要求测试设备简化与强调接收条件一致性时，宜采用多炮共道式；当强调动力学参数的对比利用时，则宜选用多道共炮方式。
观测系统沿开挖工作面后面巷道侧壁或底部布置。
为获取“负视速度”，震源应在预报目的物的远端，接收点间距采用小道间距（一般2～5m），12道或24道接收。
根据需要与设备条件，测点可采用单分量、三分量或组合检波器。
②水平声波剖面法图2相错斜交观测方式示意图该方法(接收频率为声波频段的地震波)是利用孔间地震剖面法(ABSP)的原理及相应软件开发的一种超前预报方法。
震源和检波器的布置除脱离开挖工作面对施工干扰小外，还因反射波位于直达波、面波延续相位之外不受干扰，因此做到记录清晰、信噪比高，使反射波同相轴明显。
观测时在隧道的两个侧壁分别布置震源和检波器，按其相对位置设计成两种观测方式即固定激发点（或接收点）和激发与接收点相错斜交方式，详见图2。
③TSP203超前地质预报系统TSP203隧道地质超前预报系统是采用地震勘探原理对隧道未开挖区段地质情况进行超前预报的设备。
它是目前隧道超前地质预报中采用的最新的地球物理探测方法，属多波多分量地震探测技术。
该技术主要是在隧道已开挖的左边墙或右边墙布设地震激发点和接收点，采用固定接收点、改变激发点的方法采集反射波信号。
信号的接收采用高灵敏度的三分量加速度地震检波器，可以比较准确的确定反射波的空间位置。
运用地震勘探原理对所得地震波进行处理分析可以分辨隧道开挖面前方地质体的性质、位置和规模，包括软弱岩石带、含水情况、节理裂隙发育带、断层及其影响带等，在地质情况较好时预报深度可达200m左右。
TSP202超前地质预报系统示意图见图3。
TSP203隧道地质超前预报系统还可以计算出围岩的动态弹性模量、泊松比、体积模量、剪切模量、拉梅常数、纵波速度、纵波横波速度比、密度。
结合围岩的岩性、含水、节理发育、结构面等情况可对围岩的类别进行评估。
图3TSP203超前地质预报示意图（4）电磁波法电磁波法是利用电磁波在不同介质中产生透射、反射的特性来进行地质预报工作的，目前常用的方法有地质雷达。
利用地质雷达进行超前预报时，当前方岩石完整的情况下，可以预报30 m的距离；当岩石不完整或存在构造的条件下，预报距离小于10m。
雷达探测的效果主要取决于不同介质的电性差异，即介电常数，若介质之间的介电常数差异大，则探测效果就好。
在洞内测试时，由于受干扰因素较多，往往造成假的异常，形成误判3 工程实例xx隧道是xx省小河至安康高速公路的控制性工程，全长11.19km，隧道地势险要，山高沟深，岩性多变，施工难度大，其长度在国内排名第三预报方法采用了地质素描、水平超前探孔、红外探水及TSP203隧道地质超前预报系统等方法进行综合预报。
预报成果与开挖结果基本对应，取得了较好的地质预报效果。
4 体会在隧道施工过程中进行地质预报，各种方法都有其长处和短处，特别是在地质条件复杂的隧道中，应综合运用各种预报方法，互相印证、取长补短、综合解释，可以取得较好的地质效果。