黃洞嶺隧道超前地質預報施工方案
一、 工程概況
黃洞嶺隧道起訖里程為dk167+700～dk170+132，為雙線鐵路隧道，全長2432m，最大埋深170m。本隧道發育兩斷層：dk168+200～dk168＋255段劉厝埔斷層及dk168+610～dk168+885段錢東～惠來斷裂，節理較發育，岩體破碎，無不良地質及特殊岩土。
dk167+715～dk167+990、dk169+880～dk169+980、dk170+020～dk170+100均為ⅴ級圍岩淺埋段。地下水對混凝土有弱硫酸型酸性和中等溶出型侵蝕，其環境作用等級為h1。隧道估算湧水量q＝13400t/d，進出口風化層較厚，區域性地段特別是斷層附近可能發生突泥突水現象。
二、超前地質預報的主要內容
隧道施工中的地質預報，是在探測或**開挖工作面前方幾公尺至幾十公尺，甚至幾百公尺以上的圍岩工程地質和水文地質條件的基礎上，結合掘進中地質條件的變化，及時提出預報，以保證超前地質勘探滿足施工要求。本隧道施工期地質**、預報的主要內容有：
1、對照設計圖的地質資料，預報地質條件的變化情況及對施工的影響程度。
2、斷層及斷層影響帶的位置、規模及其性質。
3、預報可能出現突泥突水地點、湧水量大小、地下水泥砂含量及對施工的影響。
4、不同岩性、圍岩級別變化介面的位置。
5、淺埋段地面出現下沉或裂縫時，預報其對隧道穩定和施工的影響程度。
6、 工程地質災害可能發生的位置和規模。
三、超前地質預報的主要方法
（一）地質超前預報計畫表
加強超前地質預報，採用地質素描、tsp-203系統、紅外線探水儀、超前水平鑽孔等綜合勘探的方法進行探測，超前地質預報是制定施工方案和工程措施的主要依據，也是隧道施工的一道重要工序。本隧道施工中，在重點地段,上述各種預報手段並用，一般地段以地質素描和tsp-203系統為主。實行動態監控，資訊化施工。
加強對圍岩監測，進一步掌握圍岩的特性，為施工提供可靠的技術依據。具體見「地質超前預報計畫表」。
地質超前預報計畫表
（二）超前地質預報施工流程圖
超前地質預報施工流程圖
（三）實施方法
1、操作方法
在隧道的掘進範圍內均採用tsp203**波探測儀進行超前探測，每 100m～150m 施作一次，具體長度根據實際探測效果確定,保證探測段連續。地質素描每掘進迴圈進行一次，並將tsp203**波探測儀探測結果和地質素描以及設計提供的地質情況進行對比，核實其探測的準確度。對於設計提供的不良地質地段和tsp203**波探測儀探測到的富水地段，提前 50m 用hy303 紅外線探水進行探測，同時用超前水平鑽孔（每斷面布置五孔，其中乙個孔鑽取巖芯）30m 乙個迴圈，每迴圈搭接長度 5m；；根據幾種探測手段的探測結果進行綜合分析，互相驗證，提出**預報意見和工程措施建議，及時反饋，以調整優化設計，進一步改進和完善施工工藝和方法，實施資訊化動態施工管理。
補充地質調查是在設計提供的地質資料的基礎上，實地調查核實：不同地層、岩性、岩層產狀在隧道地表的出露及接觸情況等。
2、tsp-203 地質預報系統
tsp203 。它是在掌子面後方邊牆上一定範圍內布置一排爆破點，依此進行微弱爆破，產生的**波訊號在隧道周圍岩體內傳播，當岩石強度發生變化，比如有斷層或岩層變化時，會造成一部分訊號返回，介面兩側岩石的強度差別越大，反射回來的訊號也就越強。返回的訊號被經過特殊設計的接收器接收轉化成電訊號並進行放大，根據訊號返回的時間和方向，通過專用資料處理軟體處理，可以得到岩體強度變化介面的方位。
tsp-203 是利用**波進行長距離探測的一種方法。該系統具有**波發射、接收、電腦自動分析成圖等功能。
本隧道採用 tsp-203 探測，主要用於預報掌子面前方100m～ 150m範圍內的斷層破碎帶、富水帶、不同岩層接觸帶等不良地質體的介面位置。
tsp-203 ，即採用在隧道掘進面後方一定距離內的鑽孔中進行微型爆破來發射聲波訊號，爆破引發的**波在岩體中以球面的形式向四周傳播，其中一部分**波向隧道前方傳播，經隧道前方的介面反射回來，反射訊號經接收感測器轉換成電訊號並放大。從起爆到反射訊號被接收的這段時間是與反射面的距離成比例的。通過反射時間與**波傳播速度的換算就可以將反射面的位置、與隧道軸線的夾角以及與隧道掘進面的距離確定下來，同時將隧道中存在的岩性變化帶的位置方便地探測出來。
tsp-203 **波探測系統由資料採集系統和處理系統兩部分組成。
tsp203 隧道**超前地質預報分為洞內資料採集和室內計算機分析處理兩大部分，洞內資料採集主要由接收器、資料記錄裝置以及起爆裝置三大部分組成。接收器主要用來接收**訊號；資料記錄裝置是將接收器接收到的訊號放大、數模轉換並進行測量過程控制、訊號資料記錄；起爆裝置主要是用來引爆電雷管和炸藥的。上述各部分的組合見上圖示。
洞內資料採集包括打接收器孔和爆破孔、埋置接收器管、連線接收器訊號儀器及爆破訊號等過程。tsp203 超前地質預報系統洞內布置的接收器孔和爆破孔不是在掌子面上，而是在掌子面附近的邊牆上，一般情況下，它是由乙個接收器孔和 24 個爆破孔組成。接收器距掌子面約 55m，最後乙個爆破孔距掌子面約 0.
5m。爆破孔間距 1.5m，孔深 1.
5m，孔徑 19～45mm，孔口距隧道底約 1.0m，向掌子面方向傾斜約 10o，向下傾斜 10 o～20 o；接收器與第乙個孔間距 20m，接收器孔深 2.4m，孔徑 32～45mm，孔口距隧道底 1.
0m，向洞口傾斜約 10o，向下傾斜10o～20o。為使接收器能與周圍岩體很好地耦合以保證採集訊號的質量，採集訊號前至少 12h 時應將乙個保護接收器的接收器套管插入孔內，並用含兩種特殊成分的不收縮水泥砂漿使其與周圍岩體很好地粘結在一起。每個爆破孔裝藥量 10～40g，根據圍岩軟硬和完整破碎程度以及距接收器位置的遠近而不同。
若地質情況特別複雜，有時需要在隧道另一邊牆上也布置乙個接收器和 24 個爆破孔，通過左右邊牆所測資料的對比分析，取得較為準確的判斷結果。
3、地質素描
地質素描**法分為岩層岩性及層位**法、條帶狀不良地質體影響隧道長度**法以及不規則地質體影響隧道長度**法三種。
對掌子面已揭露的岩層進行地質素描（觀察岩石礦物成分及其含量，結構構造特徵和特殊標誌），給予準確定名，測量岩層產狀和厚度。
隧道爆破開挖後通過地質素描手段，及時檢視掌子面地質狀況，通過和設計資料對比，為隧道掘進提供地質情況預報（設平行導坑時先行提供的地質資料）。掌子面地質素描應在隧道作業每一開挖迴圈後立即進行，根據掌子面暴露岩層的層理、節理、裂隙結構狀況，岩體軟硬程度，出水量大小判斷開挖前方地質情況。觀察中應具體記錄以下各項，並描繪掌子面地質素描圖：
地質狀況及其分布、性質和掌子面自穩性；圍岩的軟硬、裂隙間距及方向等圍岩狀態；斷層的分布、走向、粘土化程度等。出水地點、湧水量及其狀態；軟弱層的分布。有必要時採用數位相機，拍攝掌子面**。
4、紅外探水
根據構造探測結果，趨近不良地質體和地質異常體時，在富水地段利用可攜式紅外線探水儀進行含水構造探測。紅外探水儀通過接收岩體的紅外輻射強度，根據圍岩紅外輻射場強的變化值來確定掌子面前方或洞壁四周是否有隱伏的含水體。紅外探水有較高的準確率，但是它對水量、水壓等重要引數無法預報。
採用 hy-303 型紅外線探測儀探測隧道隱伏含水構造，利用不同物體輻射場場強差異，對隧道前方的隱伏含水構造進行跟蹤探測。即採用紅外測溫儀跟蹤測量隧道開挖面的岩石溫度，連續地獲取岩石的溫度資訊，從溫度異常點判斷含水構造。在各次測定完成後，立即將資料進行分析處理，按照工程平面圖的比例繪製探測成果圖。
採用**法和電探三極裝置解析法進行分析處理，算出含水構造的部位及出水面積，並最終求出含水構造至工作面的距離。根據資料處理，準確測定正常輻射場和區域背景場的 t-s 特徵曲線，並以此作為超前探測隱伏含水構造體的判釋標準。紅外線探測儀主要在 tsp-203 **波探測儀和超前水平鑽孔初步確定含水地段 30m 左右開始探測，以進一步確定含水體位置、規模。
5、超前水平鑽探
超前鑽探是隧道施工期超前地質**預報最直接、最有效的方法，也是對其他探測手段成果的驗證和補充。通過鑽孔鑽進速度測試和對鑽孔岩芯的觀察及相關試驗獲取隧道掌子面前方岩石的強度指標、可鑽性指標、地層岩性資料、岩體完整程度及地下水等諸方面的資料。
預報為單孔，孔深為30m，採用地質鑽機接桿鑽孔，孔徑75mm。
為防止遇高壓水時突水失控，開孔採用φ120鑽頭，孔內放入3.0m長的φ108鋼管做為孔口管，孔口管伸出掌子面50cm，孔壁間用環氧樹脂加水泥漿錨固，孔口管伸出部分安封閉裝置，並與注漿幫浦聯接，以便遇高壓水時及時封堵並注漿。
鑽孔時作業平台要求平穩、牢固，鑽機施工時不晃動。
施鑽過程中，由地質工程師詳細記錄鑽速、水質、水量變化情況，並對岩芯進行統一編錄、收集，綜合判斷預報前方水文、地質情況。
通過洞內外觀察與地質描述、tsp-203 **波探測儀、hy-303 型紅外線探測儀探水等有關地質與水文資料分析，配合採用超前水平地質鑽探加以驗證。通過超前水平鑽孔岩芯的分析，進一步探明掌子面前方的隧道圍岩地質狀況與水文地質的具體情況，根據探孔鑽進的時間、速度、壓力、成分以及卡鑽力、鑽芯和岩性構造性質及地下水情況，掌握隧道前方的地質條件與水文條件。這是最直觀、最可靠的超前探測手段。
在本隧道不良地質體多的地段，實施 5 孔超前鑽孔。探孔布置位置：隧道斷面周邊均勻布置 5 個。
本隧道採用 zyg-150 型全液壓鑽機，超前鑽孔深 30m。主要用於在 tsp203 **到的不良地質體前 50m 進行鑽探，以準確探測掌子面前方不良地質體的位置、規模、性質及地下水水量和水壓等。超前探孔施工時應注意前一迴圈鑽孔與後一迴圈鑽孔之間要搭接 5m。
另外在鑽爆破孔之前，利用加長的鑽桿，在開挖斷面的中部和周邊施鑽 5 個孔，均水平施鑽。鑽孔位置：中部 1 個，周邊 4 個。
孔深 5～8m。該孔既作為探測孔，又可作為爆破孔。該短孔探測法是在 tsp-203、地質雷達、紅外線探水儀等物探方法探測的情況下，了解掌子面前方圍岩無明顯的不良地質體的基礎上採用的一種既保證施工安全，又加快施工進度的一種施工方法。
施工中，對於已出水的超前鑽孔，要進行不間斷的水流量、水壓的監測，繪製水量、水壓的變化曲線，為制定地下水處理方案提供依據。
超前地質預報方案 jsp
新建鐵路大同至西安客運專線站前工程1標 地質超前預報實施方案 編制 審核 批准 中鐵二十五局集團大西鐵路指揮部 二 一 年四月 目錄1 隧道施工地質工作和地質預報 1 2 大西鐵路1標地質概況及主要不良地質 2 3 本標段超前地質預報內容 4 3.1 隧道地質分析和地質災害巨集觀預報 4 3.2 長...
隧道超前地質預報方案
太中銀鐵路工程zq v標段 編制 楊毅輝 審核 孫國華 中國建築總公司太中銀鐵路工程第六專案部 2006年12月20日 隧道超前地質預報方案 一 隧道超前地質預報 隧道施工地質超前預報是隧道掘進施工中的一部分，貫穿於隧道施工的全過程。通過隧道地質超前預報所收集的資料整理分析及時反饋資訊，用於指導隧道...
超前地質預報專項方案
1 隧道施工技術規範 jtj042 94 2 鐵路隧道監控量測技術規程 tb10121 2007 3 設計檔案 圖紙和現場調查的相關地質資料。編制範圍為znti 12標dk547 200 dk578 880段內的所有隧道。本段主要隧道工程有7座總長23375m，分別為 南山隧道1590m 立家長隧道...