超前地质预报

四、综合超前地质预报
瓦斯隧道综合地质预报流程
五、股份公司相关要求
• 1.项目经理部必须把隧道超前地质预报工作纳入关键工 序进行管理，并由项目经理部总工程师直接领导。确保数 据真实、分析认真、反馈及时。
• 2.项目经理部根据设计或批复的施工组织设计的要求， 配置能够满足施工现场需要的相应设备和人员开展超前地 质预报工作。相关设备配置可参照公司《关于隧道施工使 用先进设备和采用先进工艺的指导意见》（股司工函〔 2011〕160号）有关要求执行。
2、超前钻探预报法
• ⑴超前地质钻探：超前地质钻探是利用水平钻机在隧道 开挖工作面进行钻探，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 变化等获取地质信息的一种超前地质预报方法。超前每循 环钻探一般为30～50米，钻进过程中，应安设孔口止水装 置，连续预报时前后循环钻孔搭接长度不小于5米，每循 环不小于3个孔，上台阶1个，下台阶左右侧各1个。
二、超前地质预报的具体方法及认识
•
目前国内外超前地质预报手段分为：常规地质法、超
前导坑预报法、超前钻探预报法、物探方法四种。
• ⒈地质分析法：包括地质调查法、地质素描法、地质作 图法等；
• ⒉超前导坑预报法：包括平行导坑法、正洞导坑法；
• ⒊超前钻探预报法：包括深孔水平钻探、加深炮孔探测 及孔内摄影；
溶洞等点状地质体则不尽如人意，因其计算软件针对面状异常体设计 ，对点状异常体（如小溶洞等）反应不明显。
三、各种预报方法优缺点分析
• 4. TEM瞬变电磁法 • 优点：探测仪重量轻盈，操作简便，工作时间短，并且
数据处理快捷。 • 缺点：只能定性的判断掌子面前方是否存在含水构造，
而不能定量判断水量大小与含水构造距离。
谢 谢！
⒉进行超前地质预报能够作为动态设计基础资料的获取手段， 保证设计的质量。通过地质预报，可以获得开挖面前方存在的 特殊地质现象，以及岩层的物性和力学参数，为设计支护参数 的合理变更提供必要的依据。
2、国内常用的超前地质预报方法
• ⒈目前隧道施工地质超前预报的主要方法有：地质调查、地 质素描、炮孔加深、超前地质探孔、 TSP2003超前地质预报、 LDSN陆地声纳法 、GPR地质探地雷达法、TEM瞬变电磁法等 ，项目部根据设计文件结合项目实际可选择其中一种或几种进 行超前地质预报。
• ⒋物探方法：包括TSP2003超前地质预报、LDSN陆地声纳 法 、GPR地质探地雷达法、TEM瞬变电磁法等。此种方案应 联系第三方进行监测。
1、地质分析法
• 地质分析法是综合地质预报方法的中枢，主要完成地质 展示图进行地质预报，对其他预报方法能够进行验证和指 导。
• 具体为利用常规地质理论和作图法，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，结合已有勘测资料，进行隧道开挖面前方地质条件的 预测预报。该方法主要有以下几种形式：
四、综合超前地质预报
• 根据各种预报的优缺点，基于长短结合，洞内外结合， 地质、物探与钻探相结合的“三结合”的原则，并结合预 报手段优选的层次分析法，针对不同隧道，建立科学合理 的综合预报组织机构和预报体系，即先通过地质分析宏观 确定所要预报隧道各段的地质情况，在施工过程中判断可 能出现的异常地质体，再通过层次分析法确定预报手段， 必要时采用超前钻探确认地质异常，通过这几种手段基本 可保障施工过程不发生的地质灾害。
⒈作为一项安全施工措施，可以降低地质灾害发生的机率，确 保隧道施工安全。超前地质预报，可进一步查清因前期地质勘 察工作的局限而难以探查的、隐伏的重大地质问题，能够提前 了解开挖面前方围岩的地质情况，并在施工中有针对性地采取 预防措施。因此，能够有效地控制突泥、涌水、涌砂、坍方等 地质灾害的发生，从而避免或减少由此造成人员及设备的损伤 等。
三、各种预报方法优缺点分析
• 3.TSP2003超前地质预报 • ⑴优点： • ①适用范围广，适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况； • ②预报距离长，能预报掌子面前方100～350m范围内的地质状况，
围岩越硬越完整预报长度就越大； • ③对隧道施工干扰小，它可在隧道施工间隙进行，即使专门安排
此项工作，也不过40min左右。 • ⑵缺点： • 预报断层、弱硬岩接触面等面状结构反射信号较为明显。而预报三、各种预报方法优缺点分析
• 5.超前地质钻孔
• ⑴优点： • ①可比较直观地告诉我们钻孔所经过部位的地层岩性、
岩体完整程度、裂隙度、溶洞大小、有没有水以及可测水 压高低等。 • ②煤系地层可进行孔内煤与瓦斯参数测定，采取适宜防 治措施，防治煤与瓦斯突出危险性。 • ⑵缺点：费用高、占用隧道施工时间长，且资料只是一 孔之见。
• ⑵加深炮孔：加深炮孔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 炮孔深度应超过每循环进尺，且>3m，数量原则上不少于 5个，上台阶3个，下台阶2个。
2、超前钻探预报法
超 前 水 平 钻 探 场 景
3、物探方法
• ⑴地震波反射法（TSP2003）：进行长期地质预报，利 用波的反射原理，通过爆破产生地震波在地层中的发射和 得到的反射波图像，分析发射与反射间的时间差、相位差 和根据反射信号强弱、纵波与横波比率等，确定前方及周 围地质构造的位置和特征。 主要宏观预测地层岩性、构 造及是否有渗涌水的可能。
1、地质分析法
• ⑴地质调查：是通过对地形、地貌、地质进行调查，并与地质推 理相结合，提出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。
• ⑵地质素描：地质素描是开挖后通过对围岩类别、岩性的判断， 围岩风化程度、节理裂隙、产状，地下水等工程地质及水文地质情况 进行观察和测定后，绘制剖面、平面地质素描图，并结合位移量测和 超前地质预测、预报资料来判断前方地质情况，据以指导施工。洞内 地质素描随隧道开挖及时进行，地层岩性变化处、构造发育部位、岩 溶发育带附近等复杂、重点地段每开挖循环进行一次；一般地段每10 ～20米进行一次。
隧道施工超前地质预报
2012.12.16
目录
• 一、超前地质预报概述 • 二、超前地质预报的具体方法与认识 • 三、各种预报方法优缺点分析 • 四、综合超前地质预报 • 五、股份公司相关要求
一、超前地质预报概述
⒈超前地质预报:是利用一定的技术和手段收集隧道所在岩 体的有关资料，并运用相应的地质理论和灾害发生规律对 这些资料进行分析、研究，从而对施工掌子面前方岩体情 况及成灾可能性做出预报。
3、物探方法
技 术 人 员 隧 道 内 进 行 地 质 雷 达 探 测
3、物探方法
技 术 人 员 在 进 行 红 外 探 测
三、各种预报方法优缺点分析
• 1.地质调查法 • 施工前期和施工期间均可进行，可粗略预报掌子面前方
的工程、水文地质情况，但结果较为粗略，尤其在地质情 况复杂的地段难以发挥关键性作用。 • 2.地质素描 • 不占用施工时间，根据地质工程师丰富的地质经验推断 掌子面前方地质，但一般来说，经验法仍需其他物探手段 的验证。并且，一般施工单位都缺少经验丰富的地质工程 师。
• ⒉隧道超前地质预报应以地质调查法为基础，针对不同地段 地质情况和预报目的，进行必要的技术经济比选，选择有针对 性、适用性强的方法和设备，采用一种或几种预报方法的合理 组合，达到预报准确、费用低、占用时间短的目标。对重大物 探异常地段应加强钻探验证。
• ⒊地质条件复杂的隧道应采用多种手段进行综合预报，可采 用地质调查与勘探相结合、物探与钻探相结合、长距离与短距 离相结合、地面与地下相结合、超前导坑与主洞探测相结合的 方法，各种方法预报结果综合分析，相互验证，提高预报准确 性。
3、物探方法
• ⑶GPR地质探地雷达法。 • 利用发射天线将高频电磁波以宽频带短脉冲形式传入围
岩，通过测得反射波的双程走时分析其振幅、波形、波速 判断不良地质性质。 • ⑷TEM瞬变电磁法。 • 对岩溶水较为敏感的一种隧道超前预报技术，是以接地 导线或不接地回线通以脉冲电流做为场源，以激励探测目 的物，感生二次电流，在脉冲间隙测量二次场随时间变化 的响应。来判断前方水文地质情况。
• ⑵LDSN陆地声纳法。 • 进行中期地质预报，它是“陆上极小震—检距高频超宽
带弹性波反射连续剖面法”的简称。它在被测面表面用锤 击产生震动弹性波，弹性波在岩体中传播，检波器接收产 生的反射波，计算出反射面离掌子面的距离，经分析处理 判断地质异常的性质。
3、物探方法
技 术 人 员 进 行 TSP 203 操 作
五、股份公司相关要求
• 3.在资源组织困难时，可以委托有资质第三方开展此项 工作，但其工作必须在项目经理部总工程师领导下，严格 按设计和施组要求进行。
• 4.各种超前地质预报手段获得的地质信息，应及时综合 分析形成书面报告提交相关各方，作为制定或完善施工方 案的依据。对地质条件复杂的Ⅰ级高风险隧道，公司要求 超前地质预报必须全隧连续开展，并随时将预报资料报项 目经理部（指挥部）和所属子公司。
⒉超前地质预报：是隧道信息化的重要组成部分，施工阶 段应将超前地质预测、预报纳入正常的施工工序中，根据 工程地质、水文地质变化及时调整施工方法和采取相应的 技术措施。
1、超前地质预报的重要作用
复杂地区修建长大隧道，由于不良地质发育的不确定性、不可 预见性，在施工中进行超前地质预测预报工作，既是保证施工 安全的需要，也是保证工期、节约工程造价、优化设计方案的 需要。