【正文】 瓦斯壓力P≥,瓦斯放散初速度△P≥10，煤的堅固性系數(shù)f≤,煤的破壞類型為Ⅲ及以上高瓦斯：全工區(qū)的瓦斯涌出量≥ m3/min低瓦斯：全工區(qū)的瓦斯涌出量﹤ m3/min無地質(zhì)因素對隧道施工的影響程度危及施工安全，可能造成重大安全事故存在安全隱患可能存在安全問題局部可能存在安全問題誘發(fā)環(huán)境問題的程度可能造成重大環(huán)境災(zāi)害施工、防治不當(dāng)，可能誘發(fā)一般環(huán)境問題特殊情況下可能出現(xiàn)一般環(huán)境問題無注：RC為巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度（MPa）；σmax為最大地應(yīng)力值（MPa）。 預(yù)報方法（地質(zhì)調(diào)查法）地質(zhì)調(diào)查法是根據(jù)隧道已有勘察資料、地表補充地質(zhì)調(diào)查資料和隧道內(nèi)地質(zhì)素描。通過層層序?qū)Ρ取⒌貙臃纸缇€及構(gòu)造線地下和地表相關(guān)性分析、斷層要素與隧道幾何參數(shù)的相關(guān)性分析、臨近隧道內(nèi)不良地質(zhì)體的前兆分析等，利用常規(guī)地質(zhì)理論、地質(zhì)作圖和趨勢分析等，推測開挖工作面前方可能揭示地質(zhì)情況的一種超前地質(zhì)預(yù)報方法。地質(zhì)調(diào)查法適用于各種地質(zhì)情況下隧道的超前地質(zhì)預(yù)報。地質(zhì)調(diào)查法包括隧道地表補充地質(zhì)調(diào)查和隧道內(nèi)地質(zhì)素描等。超前地質(zhì)鉆探是利用鉆機(jī)（或者隧道開挖時采用風(fēng)鉆）在隧道開挖面進(jìn)行鉆探獲取地質(zhì)信息的一種超前地質(zhì)預(yù)報方法。超前地質(zhì)鉆探法適用于各種地質(zhì)條件下的隧道超前地質(zhì)預(yù)報，在富水軟弱斷層破碎帶、富水巖溶發(fā)育區(qū)、重大物探異常區(qū)等地質(zhì)條件復(fù)雜地段必須采用。本隧道全隧均采用ZT5進(jìn)行探測，主要手段為：加深炮眼（10孔）+超前鉆孔（5孔）。對實施超前地質(zhì)鉆探的人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和考核，經(jīng)考核合格后方可上崗。本隧道超前鉆探由項目部實施。超前地質(zhì)鉆孔：擬采用單孔水平取巖芯鉆探法，超前探測20～30m，驗證中近距離物探超前探測的異常地段。鉆孔勘探在巖溶發(fā)育區(qū)采用，共需鉆5個孔作為探測孔，所有探測孔長30m，搭接長度為5～8m，是否取巖芯根據(jù)不同地質(zhì)條件確定，開孔位置按下圖辦理；1孔原則上為超前水平探測孔，其余探測孔均需有一定的外插角，有外插角的超前鉆孔一般應(yīng)終孔與開挖輪廓線外3～4m，當(dāng)位于富水巖溶區(qū)時，終孔于開挖輪廓線外4～6m。各孔開孔位置應(yīng)根據(jù)超前物探資料、現(xiàn)場地質(zhì)情況進(jìn)行合理優(yōu)化，以達(dá)到預(yù)報目的為原則。加深炮孔：即加深炮眼超前探測，利用在隧道開挖工作面上的炮眼鉆孔來探測前方圍巖的地質(zhì)情況，本隧道全隧均采用ZT5法探測，每一循環(huán)鉆設(shè)炮眼時布設(shè)10個鉆孔較爆破孔加深3m以上作為探測孔?？讖揭伺c爆破孔相同。在保證施工安全的前提下，加深炮孔為10孔時應(yīng)有不少于4孔向開挖輪廓線有一定的外插角，其終孔于隧道開挖輪廓線以外不小于1m。其開孔斷面布置如下圖，也可根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況和物探資料進(jìn)行合理優(yōu)化，以達(dá)到預(yù)報目的為原則。在富水巖溶發(fā)育區(qū)每循環(huán)必須按照設(shè)計及相關(guān)規(guī)范認(rèn)真實施，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時反饋信息，嚴(yán)禁盲目裝藥放炮。鉆到巖溶和巖溶水時，應(yīng)視情況采用超前地質(zhì)鉆探和其他探測手段，查明情況，確保施工安全。加深炮孔探測嚴(yán)禁在爆破殘眼中實施。中近距離超前物探：采用紅外探水儀器、地質(zhì)雷達(dá)等物探手段對掌子面前方先進(jìn)行中距離綜合超前預(yù)測、預(yù)報；地質(zhì)雷達(dá)主要應(yīng)用于洞口段、斷層破碎段、軟弱夾層、巖溶等不均勻地質(zhì)段，探測距離一般在20～30m范圍內(nèi)，連續(xù)預(yù)報時前后兩次重疊長度應(yīng)在5m以上；紅外探測儀進(jìn)行含水體探測，探測距離一般小于30m，連續(xù)預(yù)報時前后兩次重疊長度大于5m。本隧道物探由第三方預(yù)報機(jī)構(gòu)實施，施工單位予以配合。本隧道物探法采用WT2，采取TSP203+紅外探測。具體操作方法見下面描述：TSP超前探測長距離預(yù)報采用地震反射波探測儀(TSP203地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng))進(jìn)行。(1)時間安排地震反射波探測儀（TSP預(yù)報系統(tǒng)）一般對隧道進(jìn)行連續(xù)跟蹤測試，前后兩次搭接長度大于10m。根據(jù)預(yù)報計劃，提前做好測試準(zhǔn)備，在前次預(yù)報里程還余10m以上時提前和駐地地質(zhì)工程師聯(lián)系做好準(zhǔn)備工作，并提前24小時書面通知施工單位做好TSP預(yù)報的鉆孔配合工作。現(xiàn)場共需在邊墻施做26個鉆孔，由駐地地質(zhì)工程師配合施工單位提前施做，鉆孔工作一般需3～4個小時，在儀器到場前施做完成?，F(xiàn)場預(yù)報測試過程包括儀器設(shè)備安裝連接、現(xiàn)場參數(shù)測量記錄、儀器調(diào)試及24炮點逐個引爆和數(shù)據(jù)采集，共需時間約2小時。(2)人員安排現(xiàn)場由地質(zhì)工程師、物探工程師進(jìn)行測試，由施工單位配合施做鉆孔。測試時需有監(jiān)理旁站、施工單位到場。(3)TSP探測的方法及儀器①TSP原理及方法TSP方法屬于多波多分量高分辨率地震反射法。地震波在設(shè)計的震源點（24個炮點，通常布置在隧道軸向與構(gòu)造走向相交為銳角的隧道邊墻，）用小量炸藥激發(fā)產(chǎn)生。當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅綆r石波阻抗差異界面（如斷層、破碎帶和巖性變化等)時，一部分地震信號反射回來（圖2），一部分信號透射進(jìn)入前方介質(zhì)。反射的地震信號將被高靈敏度的地震檢波器（加速度型）接收。數(shù)據(jù)通過TSPwin軟件處理，便可了解隧道掌子面前方地質(zhì)體的性質(zhì)（軟弱巖帶、破碎帶、斷層、含水巖層等）和位置及規(guī)模。地層或斷層入射波前反射波前震源檢波器檢波器隧道圖2 TSP探測原理②儀器采用新購進(jìn)的TSP203型超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)。系統(tǒng)主要組成：：12道，24位A/D轉(zhuǎn)換，，記錄帶寬8000Hz和4000Hz，動態(tài)范圍120dB。（檢波器）：三分量加速度型地震檢波器，靈敏度為1000mV/g177。5%，～5000Hz，共振頻率9000Hz，橫向靈敏度＞1%，操作溫度0℃～65℃。：數(shù)據(jù)采集和處理集于一體，高度智能化。(4)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集①觀測系統(tǒng)設(shè)計接收器位置在R1，掌子面位置為R1+55，設(shè)計為24炮，2個接收器（檢波器）在隧道左右邊墻同時接收。觀測系統(tǒng)設(shè)計如表3：表3 地震波反射法觀測系統(tǒng)設(shè)計接 收(檢波) 器 孔炮 孔數(shù)量2個，位于隧道左右邊墻24個, 位于隧道左邊墻直徑Φ45mm鉆頭鉆孔φ38～Φ45mm鉆頭鉆孔深度定向垂直隧道軸向，上傾5176?！?0176。垂直隧道軸向，下傾10176?！?0176。高度離隧底高1m離隧底高1m位置距離掌子面55m第1個炮點離同側(cè)檢波器20m，接收器R1掌子面55米接收器R220米炮孔S1 S2 S3 S23 S24隧道軸TA圖3 TSP觀測系統(tǒng)示意圖觀測系統(tǒng)示意圖見圖3。②儀器采集參數(shù)數(shù)據(jù)采集時，采用XYZ三分量同時接收，設(shè)置適合的采樣間隔、記錄長度。采樣前，檢測噪音，當(dāng)噪音振幅值小于78dB時方接收數(shù)據(jù)。激發(fā)地震波時，采用無爆炸延遲時的瞬發(fā)電雷管，乳化炸藥，藥量通過試驗確定。數(shù)據(jù)記錄時準(zhǔn)確填寫隧道內(nèi)記錄，在放炮過程中采用炮點號遞增或遞減的方式進(jìn)行，確保炮點號正確。(5)數(shù)據(jù)處理采集的數(shù)據(jù)采用配套的TSPwin專用軟件進(jìn)行處理。處理時，首先正確輸入隧道及炮點和接收點的幾何參數(shù)。剔除不合格的地震道。質(zhì)量合格的地震道才用于數(shù)據(jù)處理和解釋。根據(jù)預(yù)報長度選取合適的用于處理的時間長度。處理流程主要包括11個主要步驟，即：數(shù)據(jù)設(shè)置→帶通濾波→初至拾取→拾取處理→炮能量均衡→Q估計→反射波提取→P、S波分離→速度分析→深度偏移→提取反射層。處理的最終成果包括頻譜、P波、SH波、SV波的時間剖面、深度偏移剖面、提取的反射層、巖石物理力學(xué)參數(shù)、各反射層能量大小等，以及反射層在探測范圍內(nèi)的2D和3D空間分布。(6)處理結(jié)果解釋與評估對處理成果的解釋與評估，主要根據(jù)以下幾點進(jìn)行：①反射振幅越強(qiáng)，反射系數(shù)和波阻抗的差別越大。②正反射振幅（紅色）表明正的反射系數(shù)，表明剛性巖層；負(fù)反射振幅（藍(lán)色）指向軟弱巖層。③若S波反射比P波強(qiáng)，則表明巖層飽含水。④Vp/Vs較大的增加或泊松比δ突然增大，常常因流體的存在而引起。⑤若Vp下降，則表明裂隙密度或孔隙度增加。解釋及評估結(jié)果結(jié)合隧道地質(zhì)勘察資料、設(shè)計資料、施工地質(zhì)資料、反射波分析成果顯示圖及巖體物理力學(xué)參數(shù)等進(jìn)行。綜合上述成果資料，推斷隧道開挖工作掌子面前方圍巖的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，如軟弱夾層、斷層破碎帶、節(jié)理密集帶等地質(zhì)體的性質(zhì)、規(guī)模和位置等。結(jié)合巖體物理力學(xué)參數(shù)、圍巖軟硬、含水情況、構(gòu)造影響程度、節(jié)理裂隙發(fā)育程度等資料，對圍巖穩(wěn)定性做出評價，并可參照有關(guān)規(guī)范對圍巖級別初步評估。紅外探水超前探測紅外探水一般在TSP及瞬變電磁法預(yù)測的地下水異常段、重點難點段對含水體做短距離精確探測，重點對地下水（特別是對巖溶管道水、富水?dāng)鄬?、富水褶皺軸及富水地層等）的有無及其方位進(jìn)行探測。在隧道開挖接近前期探測的異常體或重點段時，進(jìn)場開展探測工作。紅外探測測試過程簡單，不需要進(jìn)行儀器設(shè)備安裝連接?，F(xiàn)場參數(shù)測量及記錄及數(shù)據(jù)采集共需約20分鐘。(2)人員安排 由地質(zhì)工程師、物探工程師進(jìn)行測試。測試時需有監(jiān)理旁站、施工單位到場。(3)紅外探測方法及儀器系統(tǒng)紅外探測是根據(jù)紅外輻射原理，即一切物質(zhì)都在向外輻射紅外電測波的原理，通過接收和分析紅外輻射信號進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報的一種物探方法。本項目采用煤炭科學(xué)研究總院唐山分院泰