【正文】 20xx； ⑷ 《鐵路 工程特殊巖土勘察規(guī)程》 TB1003820xx J12620xx； ⑸ 《鐵路工程水文地質(zhì)勘察規(guī)程》 TB1004920xx J33920xx； ⑹ 《鐵路工程物理勘探規(guī)程》 TB1001320xx； 新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段 站前工程 施工 CLZQ9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專(zhuān)項(xiàng)施工方案 5 ⑻ 《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB5011120xx； ⑼ 《巖土工程勘察規(guī)范》 BG500220xx； ⑽ 《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》 GB 1830620xx； ⑾ 《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》 JB1000320xx； 施工超前預(yù)報(bào)的目的 ⑴ 進(jìn)一步查清隧道開(kāi)挖工作面前方的工程地質(zhì)與水文 地質(zhì)條件， 指導(dǎo) 工程施工的順利進(jìn)行； ⑵ 降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的 機(jī) 率和危害程度； ⑶ 為優(yōu)化工程設(shè)計(jì)提供地質(zhì)依據(jù)； ⑷ 為編制竣工文件提供地質(zhì)資料。 短距離預(yù)報(bào) 短距離預(yù)報(bào)是在中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上采用掌子面素描 、紅外探測(cè)、地質(zhì)雷達(dá)和超前鉆孔等方法進(jìn)行預(yù)報(bào)，探明掌子面前方 30m 范圍內(nèi)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)及地下水出露情況等，對(duì)可能有突泥、突水和其新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段 站前工程 施工 CLZQ9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專(zhuān)項(xiàng)施工方案 6 它不良地質(zhì)情況的地段應(yīng)進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證。 ⑵ 洞內(nèi)地質(zhì)素描：對(duì)隧道全段（包括正洞 、 輔助坑道 ），進(jìn)行地質(zhì)素描。 ⑹ 超前地質(zhì)鉆孔：對(duì)于隧道可溶巖巖溶弱發(fā)育段，采用一孔超前探孔貫通，對(duì)于巖溶中等～強(qiáng)烈發(fā)育及復(fù)雜地段（勘察期間發(fā)現(xiàn)的斷層破碎帶、褶皺地段、溝谷地段、可溶巖與非可溶巖接觸帶、裂隙發(fā)育帶、巖脈出露帶及其他預(yù)報(bào)手段探測(cè)到的異常地段）必要時(shí)采用多孔探測(cè)；重點(diǎn)復(fù)雜地段（其他預(yù)報(bào)手段探測(cè)到的重大異常地段）采用超前地質(zhì)探孔進(jìn)行超前驗(yàn)證探測(cè)。 常規(guī)預(yù)報(bào)：主要采取以地質(zhì)分析為基礎(chǔ)、物探方法 結(jié)合鉆探方法 為手段，宏觀預(yù)報(bào)（地表調(diào)查）、中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)（ TSP 預(yù)報(bào)）、短距離預(yù)報(bào)（表面地質(zhì)雷達(dá)、 超前地質(zhì)鉆孔和加深炮眼） 相結(jié)合的預(yù)報(bào)體系。 新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段 站前工程 施工 CLZQ9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專(zhuān)項(xiàng)施工方案 8 圖 342 加強(qiáng)預(yù)報(bào)工藝流程 隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的對(duì)策 ⑴ 巖溶及涌水、突泥預(yù)報(bào) 首先利用地質(zhì)調(diào)查與地質(zhì)素描手段，確定隧道可溶巖發(fā)育的大致里程，再通過(guò) TSP203A 對(duì)巖溶及地下水發(fā)育的位置、規(guī)模及性質(zhì)作較為詳細(xì)的預(yù)報(bào)，然后采用掌子面素描、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探測(cè)等方法更加準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)掌子面前方 30m 范圍內(nèi)巖溶的發(fā)育情況，對(duì)可能有巖 溶、突泥涌水的地段特別是可溶巖與非可溶巖的接觸帶應(yīng)進(jìn)行水平鉆驗(yàn)證，超前鉆探時(shí)必須設(shè)有防突裝置，具體為在鉆孔時(shí)安設(shè)孔口管及高壓閘閥，當(dāng)遇有高壓水時(shí)，要立即拔出鉆具，關(guān)閉孔口管的高壓閥門(mén)，等待制定處理措施。 新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段 站前工程 施工 CLZQ9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專(zhuān)項(xiàng)施工方案 9 涌 水 突 泥 預(yù) 報(bào)熟 悉 隧 道 勘 察 設(shè) 計(jì) 文 件 資 料補(bǔ) 充 隧 道 地 表 地 質(zhì) 調(diào) 查隧 道 地 表 巖 溶 出 露 位 置 、 斷 層 出 露 位 置 、 產(chǎn) 狀 、 寬 度巖 溶 在 隧 道 中 可 能 出 露 的 位 置巖 溶 、 斷 層 及 節(jié) 理 密 集 帶 出 露 預(yù) 兆 電 磁 波 反 射 法 探 測(cè)紅 外 探 測(cè) 超 前 鉆 孔涌 水 突 泥 位 置 、 水 量 、 水 壓地 震 波 、 聲 波 反 射 法 或 高 分 辨 電 法 探 測(cè)地 表 地 下 巖 溶 、 構(gòu) 造 相 關(guān) 分 析洞 內(nèi) 地 質(zhì) 調(diào) 查 圖 351 隧 道涌水突泥預(yù)報(bào)程序框圖 ⑵ 斷層破碎帶預(yù)報(bào) 首先利用地質(zhì)調(diào)查與地質(zhì)素描手段，確定在勘察階段發(fā)現(xiàn)的寬大斷層的大致里程，此外，由于地殼中許多斷層并未延伸至地表或被覆蓋層所覆蓋，所以隧道在開(kāi)挖過(guò)程中所揭露的斷層往往多于地表所發(fā)現(xiàn)的數(shù)量，鑒于沿線隧道屬巖溶隧道，故應(yīng)進(jìn)行 TSP203A、地質(zhì)雷達(dá)和紅外探水貫通性探測(cè)，探測(cè)掌子面前方圍巖的強(qiáng)度、完整性、富水性，然后根據(jù)掌子面素描觀察隧道圍巖的變化，統(tǒng)計(jì)節(jié)理組數(shù)及其形態(tài)的變化，推測(cè)前方可能出現(xiàn)斷層的位置，對(duì)可能出現(xiàn)斷層的地段進(jìn)行水平鉆驗(yàn)證，鉆孔時(shí)需安設(shè)孔口管及高壓閘閥，當(dāng) 遇有高壓水時(shí)，要立即拔出鉆具，關(guān)閉孔口管的高壓閥門(mén)，等待制定處理措施。 ⑵ 調(diào)查范圍 根據(jù)勘察單位提供的隧道工程地質(zhì)圖，調(diào)查范圍主要為隧道進(jìn)出口及隧道中線兩側(cè)各 1～ 的范圍。 ③ 不良地質(zhì) 主要調(diào)查巖溶的發(fā)育程度及發(fā)育規(guī)模；隧址內(nèi)滑坡的性質(zhì)、規(guī)模、以及對(duì)隧 道的影響； 斷層破碎帶、巖性接觸帶、 膨脹 頁(yè)巖 的分布范圍及 規(guī)模 。核對(duì)地層界線在隧道洞身的實(shí)際位置。 ④ 特殊地層 膨脹巖層等應(yīng)單 獨(dú)進(jìn)行描述。 ⑦其他 在對(duì)巖體受構(gòu)造影響程度、節(jié)理發(fā)育程度、巖體完整程度、 富水程度及圍巖穩(wěn)定狀態(tài)等進(jìn)行詳細(xì)編錄的基礎(chǔ)上，對(duì)圍巖級(jí)別及其他地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行修正，并提出有針對(duì)性的支護(hù)、襯砌或超前加固措施意見(jiàn)。編錄的原始記錄、圖、表當(dāng)天整理（繪制）。 新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段 站前工程 施工 CLZQ9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專(zhuān)項(xiàng)施工方案 21 TSP的基本原理 隧道地震波超前預(yù)報(bào)方法是利用地震波在不均勻、不連續(xù)地質(zhì)界面產(chǎn)生反射，實(shí)現(xiàn)隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的目的。地震反射波信號(hào)的旅行時(shí)間與距離成正比，與傳播速度成反比，通過(guò)分析各種波型的傳播時(shí) 間、波形特征和強(qiáng)度變化，實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)隧道掌子面前方地質(zhì)條件的目的。185% ，頻率范圍為 10～ 5000Hz，共振頻率 9000Hz，橫向 靈敏度＞ 1%，操作溫度 0℃ ～ 65℃ 。（激發(fā)時(shí)水封填炮孔）； 高度：離地面約 1m。 A、 鉆接收器孔 2 個(gè)，見(jiàn) 圖 443； B、 鉆爆破孔 24 個(gè)，見(jiàn) 圖 443； C、 接收 探頭的安裝 。 b、 接收探頭的安裝 接收探頭屬于精密設(shè)備，要輕拿輕放。 D、裝藥：每爆破孔裝藥量大約 75g（巖石 2乳 化炸藥），根據(jù)圍巖軟硬完整破碎程度與距接收器位置的遠(yuǎn)近而不同； E、 聯(lián)線：將設(shè)備各組件及爆破導(dǎo)火線聯(lián)接好； 新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段 站前工程 施工 CLZQ9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專(zhuān)項(xiàng)施工方案 24 F、 放炮、接收信號(hào) ； G、 拆線、清理設(shè)備。 提交資料 室內(nèi)分析處理一般在 24 小時(shí)內(nèi)完成并可提交正式成果 報(bào)告，報(bào)告一般包括如下內(nèi)容： ①工作概況；②探測(cè)的方法、設(shè)備及原理；③測(cè)線布置；④對(duì)測(cè)試結(jié)果的初步分析 。 高分辨直流電法 （ 1）基本原理 由于巖石電阻率大小主要取決于空隙內(nèi)的富水性和孔隙空間特性，利用這種電性的差異，結(jié)合全空間電場(chǎng)理論以及相應(yīng)的資料解釋處理系統(tǒng)，就可以使用直流電法進(jìn)行探測(cè)。這時(shí)地下電場(chǎng)可認(rèn)為是由一個(gè)點(diǎn)電源 A 產(chǎn)生的，而無(wú)窮遠(yuǎn)電極 B 的影響可以忽略不計(jì)。超前探測(cè)是研究掘進(jìn)前方地層電性變化規(guī)律，預(yù)測(cè)掘進(jìn)前方含、導(dǎo)水構(gòu)造的分布和發(fā)育情況的一種電法探測(cè)新技術(shù)。 YZXN MA ( + I )巷道 圖 447 點(diǎn)電源電流場(chǎng)的球形分布 根 據(jù)電場(chǎng)球殼原理， 任意等半徑球面上的電位是相等的，兩個(gè)等位面上的點(diǎn) M、 N 之間形成電位差 ?UMN，利用發(fā)射電流可計(jì)算出 MN 球環(huán)上的視電阻率。比如，圖 449 是隧道迎頭前方存在高阻異常體 時(shí)，因其排斥電流而引起整個(gè)電流場(chǎng)的畸變，使測(cè)量電極附近的電流密度增大，故視電阻率增大。 新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段 站前工程 施工 CLZQ9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專(zhuān)項(xiàng)施工方案 29 PrA1A2A31 1 圖 4410 幾何交匯原理 （ 2）測(cè)點(diǎn)的布置 采用點(diǎn)源三極裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，供電極 A A A3，間距 4m，接收極 M、 N，極間距 4m，距供電極 A14 米開(kāi)始自動(dòng)跑極，觀測(cè)記錄各點(diǎn)視電阻率 254。 圖 4411 超前探測(cè)布置示意圖 （ 3）現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集 新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段 站前工程 施工 CLZQ9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專(zhuān)項(xiàng)施工方案 30 嚴(yán)格按照測(cè)試要求進(jìn)行，保證數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量，并符合下列要求： ①開(kāi)機(jī)檢查儀器是否正常； ②發(fā)射、接收電極間距測(cè)量準(zhǔn)確，誤差小于 5cm； ③無(wú)窮遠(yuǎn)電極大于 4~5 倍的探測(cè)距離； ④發(fā)射接收電極接地良好； ⑤電池電量充足； ⑥數(shù)據(jù)重復(fù)測(cè)量誤差小于 5%，否則檢查電極和儀器電源是否正常、工頻干擾是否過(guò)大。 ② 數(shù)字濾波，壓制干擾 一般來(lái)說(shuō)，兩種不同介質(zhì)的物理性質(zhì)變化在其接觸面可能是明顯和突變的，但由于電法勘探體積效應(yīng)的存在，用儀器觀測(cè)到的變化特征一般是新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段 站前工程 施工 CLZQ9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專(zhuān)項(xiàng)施工方案 31 連續(xù)和漸變的，突變信號(hào)往往是各種干擾噪聲引起的，一些對(duì)觀測(cè)的 電壓按照規(guī)律做初步的圓滑處理，或者設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的濾波因子對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)做相應(yīng)的濾波處理，可以有效的壓制或消除干擾信號(hào)而突出需要的地質(zhì)異常信號(hào)。另外其他條件 的影響如對(duì)因積水影響而減少的 s? 值采用對(duì)比法修正，即在同一巖層中，有水與無(wú)水同時(shí)測(cè)量，經(jīng)過(guò)多組數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)后計(jì)算出修正系數(shù)，再將有水時(shí)的 s? 值乘相應(yīng)的修正系數(shù)后得到真實(shí)的 s? 值。 ⑧ 成果圖件繪制 新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段 站前工程 施工 CLZQ9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專(zhuān)項(xiàng)施工方案 32 將解釋推斷的地質(zhì)成果 以直觀形象的圖予以展示。 預(yù)報(bào)方法 ① 測(cè)線布置和信號(hào)觸發(fā)方式選則 探測(cè)的具體布置根據(jù) TSP203A 的預(yù)報(bào)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)掌子面的具體情況，測(cè)線主要布置在掌子面上，正洞每個(gè)掌子面布置四條測(cè)線， 輔助坑道 每個(gè)掌子面布置三條測(cè)線。因?yàn)?隧道掌子面凹凸不平，所以一般不能保證測(cè)量輪的正常工作，因此不采用這種觸發(fā)方式；時(shí)間觸發(fā)方式是地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)按照一定的時(shí)間間隔自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，要求天線按照合適的速度勻速前進(jìn)，天線底部和測(cè)量表面允許一定的間隙，一般 ≯20cm ，無(wú)論天線是否移動(dòng)，系統(tǒng)都會(huì)按照設(shè)定好的速度自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，因此雷達(dá)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度會(huì)與實(shí)際測(cè)線長(zhǎng)度不符，所以最好不要采用這種觸發(fā)方式；鍵盤(pán)觸發(fā)方式是通過(guò)電腦鍵盤(pán)發(fā)送指令給雷達(dá)控制系統(tǒng)，按一下鍵盤(pán)采集一道數(shù)據(jù)。掌子面前方探測(cè)，數(shù)據(jù)采集前要求 工區(qū) 配合對(duì)掌子面進(jìn)行平整處理，使雷達(dá)天線與掌子面能有較好的耦合，移走掌子面附近其他的金屬物體。在時(shí)間剖面中應(yīng)標(biāo)出探測(cè)對(duì)象的反射波組，確定反射體的形。 資料整理和處理要求： 新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段 站前工程 施工 CLZQ9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專(zhuān)項(xiàng)施工方案 34 雷達(dá)記錄應(yīng)清晰，反射波形、同 相軸明顯，不合格的記錄應(yīng)重測(cè)。 探測(cè)范圍 地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)主要用于巖溶探測(cè)，亦可用于斷層破碎帶、軟弱夾層等不均勻體的探測(cè)，每 25m 一次，一次范圍為 30m，兩次重疊長(zhǎng)度應(yīng)在 5m 以上。 圖 4414 輔助坑道 掌子面地質(zhì)雷達(dá) 測(cè)線布置示意圖 新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段 站前工程 施工 CLZQ9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專(zhuān)項(xiàng)施工方案 33 圖 4415 正洞掌子面地質(zhì)雷達(dá)測(cè)線布置示意圖 地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)采集時(shí)的信號(hào)觸發(fā)方式一般有三種，即測(cè)量輪觸發(fā)、時(shí)間觸發(fā)和鍵盤(pán)觸發(fā)。 （ 5）高分辨電法的探測(cè)范圍 測(cè)試距離不超過(guò) 80m，連續(xù)預(yù)報(bào)時(shí)， 前后兩次搭接長(zhǎng)度不小于 10m。 ⑥ 異常圈定和確認(rèn) 對(duì)經(jīng)過(guò)以上校正的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常圈定、分級(jí)以及可靠性評(píng)價(jià)，保留前方目標(biāo)異常并確定其位置、范圍、強(qiáng)弱等特性。 ④ 全空間和隧道影響的校正 全空間的影響可以根據(jù)一定的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)進(jìn)行校正。 數(shù) 據(jù) 整 理 ， 預(yù) 處 理數(shù) 字 濾 波 ， 壓 制 干 擾數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 換 與 計(jì) 算全 空 間 校 正假 異 常 提 出綜 合 分 析 前 方 異 常 確 認(rèn)異 常 地 質(zhì) 判 斷繪 制 成 果 圖依 地 質(zhì) 資 料 解 釋隧 道 影 響 校 正 圖 4412 數(shù)據(jù)處理與解釋流程圖 ① 數(shù)據(jù)整理，預(yù)處理 首先從儀器將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，對(duì)那些明顯不符合規(guī)律和實(shí)際情況的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，以及重復(fù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪減和改正。以各條曲線上距 A1 供電點(diǎn)等距低阻點(diǎn)為依據(jù)，分別以 A A A3 點(diǎn)為圓心繪圓，三圓相交點(diǎn)即為隧道掘進(jìn)工作面前方相應(yīng)地點(diǎn)的視電阻率，根據(jù)視電阻率的高低可判斷前方是 否存在低阻異常區(qū)。為了達(dá)到超前探測(cè)的目的，采用三個(gè)供電電極交替供電分別測(cè)量的方式，利用幾何交匯的原理（如圖 4410 所示），只反映出迎頭前 方的異常情況。 圖 448 超前勘探原理示意圖 新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段 站前工程 施工 CLZQ9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專(zhuān)項(xiàng)施工方案 28 若電流分布范圍內(nèi)存在電性異常（如含水地質(zhì)異常體），不論異常體在隧道迎頭前方還是其它方位，都會(huì)引起