隧道地质超前预报技术课件

隧道地质超前预报技术隧道地质超前预报技术 隧道是修筑在岩体、土体或水底的，两端有隧道是修筑在岩体、土体或水底的，两端有出入口的，供车辆、行人、水流、及管线等通过出入口的，供车辆、行人、水流、及管线等通过的通道。的通道。包括交通运输方面的铁路、道路、水（海）包括交通运输方面的铁路、道路、水（海）底隧道和各种水工隧洞。底隧道和各种水工隧洞。一、地质超前预报的提出一、地质超前预报的提出隧道设计与施工之前，要对拟建隧道工隧道设计与施工之前，要对拟建隧道工程地段的工程地质条件进行详细勘察；程地段的工程地质条件进行详细勘察；但由于岩体的复杂性，使得勘察所获得但由于岩体的复杂性，使得勘察所获得的资料与隧道开挖后实际揭露出来的情况可的资料与隧道开挖后实际揭露出来的情况可能会有较大的出入。能会有较大的出入。由于对掌子面前方地质条件了解不清，隧由于对掌子面前方地质条件了解不清，隧道施工就带有很大盲目性，施工中经常出现预道施工就带有很大盲目性，施工中经常出现预料不到的塌方、冒顶、涌水等事故。料不到的塌方、冒顶、涌水等事故。这些事故一旦发生，轻则影响工期，增加这些事故一旦发生，轻则影响工期，增加工程投资；重则砸毁机械设备，甚至造成人员工程投资；重则砸毁机械设备，甚至造成人员伤亡，而且事故发生后的处理工作难度较大。伤亡，而且事故发生后的处理工作难度较大。地质超前预报的提出地质超前预报的提出如何解决这一难题？如何解决这一难题？备受世界各国隧道工程界的关注！备受世界各国隧道工程界的关注！隧道施工地质超前预报正是在这种情况下隧道施工地质超前预报正是在这种情况下提出的。提出的。地质超前预报的提出地质超前预报的提出什么是隧道超前地质预报什么是隧道超前地质预报隧道超前地质预报：隧道超前地质预报：就是利用就是利用一定的技术和手段收集隧道所在岩一定的技术和手段收集隧道所在岩体的有关资料，并运用相应的理论体的有关资料，并运用相应的理论和规律对这些资料进行分析、研究，和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或从而对施工掌子面前方岩体情况或成灾可能性做出预报。成灾可能性做出预报。？！地质预测预报设备表我国目前正在进行的大规模的基础设施建设中，包括有大我国目前正在进行的大规模的基础设施建设中，包括有大量的铁路、公路、引水等隧道（隧洞）建设，其中有不少隧道量的铁路、公路、引水等隧道（隧洞）建设，其中有不少隧道处在复杂岩性、构造、高地应力地区，有些地区甚至被专家称处在复杂岩性、构造、高地应力地区，有些地区甚至被专家称为为“地质博物馆地质博物馆”。在我国隧道施工中由于对施工前方地质条件的不了解造成在我国隧道施工中由于对施工前方地质条件的不了解造成的隧道坍塌、突水等事故时有发生。的隧道坍塌、突水等事故时有发生。因此普遍在隧道施工中采用地质超前预报技术，特别是采因此普遍在隧道施工中采用地质超前预报技术，特别是采用国际先进的地质超前预报技术（用国际先进的地质超前预报技术（TSP等）对提高我国隧道施等）对提高我国隧道施工技术水平大有裨益。工技术水平大有裨益。地质超前预报的提出地质超前预报的提出二、隧洞施工中的主要地质灾害二、隧洞施工中的主要地质灾害 隧洞内的突隧洞内的突(涌涌)水一般均发生在岩溶地水一般均发生在岩溶地区区,赋存有丰富的地下水赋存有丰富的地下水,由岩溶裂隙、溶洞、由岩溶裂隙、溶洞、地下暗河构成地下水的运移网络。地下暗河构成地下水的运移网络。在隧洞开挖过程中将遇突水及突泥现象在隧洞开挖过程中将遇突水及突泥现象,且具有水压力大、突发性的特点且具有水压力大、突发性的特点 。岩溶突水一直被认为是世界性的难题。岩溶突水一直被认为是世界性的难题。我国境内岩溶分布广泛，约占国土面积的我国境内岩溶分布广泛，约占国土面积的1/3。随着技术的进步和交通事业的加速发展，在岩随着技术的进步和交通事业的加速发展，在岩溶地区修建的隧道工程将会越来越多溶地区修建的隧道工程将会越来越多Gushing Water宜万铁路隧道突水事故n位于巴东县位于巴东县野野三关三关镇的大山深镇的大山深处，全长处，全长3.65公公里，所处山体岩里，所处山体岩溶发达、水系丰溶发达、水系丰富，地质结构异富，地质结构异常复杂，是沪蓉常复杂，是沪蓉西高速公路最为西高速公路最为艰难的关键控制艰难的关键控制性施工项目。性施工项目。20072007年年年年8 8月月月月4 4日晚，野三关隧道出口日晚，野三关隧道出口日晚，野三关隧道出口日晚，野三关隧道出口I I线线线线DK124DK124602602掌子面爆破、排险后正常出碴，掌子面爆破、排险后正常出碴，掌子面爆破、排险后正常出碴，掌子面爆破、排险后正常出碴，5 5日凌晨日凌晨日凌晨日凌晨0:570:57分，分，分，分，出碴接近尾声时，装载机司机突然发现掌子面后右出碴接近尾声时，装载机司机突然发现掌子面后右出碴接近尾声时，装载机司机突然发现掌子面后右出碴接近尾声时，装载机司机突然发现掌子面后右侧向上涌水，随即撤离出井报警。侧向上涌水，随即撤离出井报警。侧向上涌水，随即撤离出井报警。侧向上涌水，随即撤离出井报警。之后，突发大规模突水突泥，峰值涌水量之后，突发大规模突水突泥，峰值涌水量之后，突发大规模突水突泥，峰值涌水量之后，突发大规模突水突泥，峰值涌水量3030万万万万方方方方/小时小时小时小时，持续持续持续持续3030分钟后稳定，总突水量分钟后稳定，总突水量分钟后稳定，总突水量分钟后稳定，总突水量15.115.1万方，万方，万方，万方，突泥石突泥石突泥石突泥石5.355.35万方。万方。万方。万方。突水点附近约突水点附近约突水点附近约突水点附近约200m200m被块石、泥沙充满；被块石、泥沙充满；被块石、泥沙充满；被块石、泥沙充满；距突水点距突水点距突水点距突水点500m500m处淤积泥沙厚度约处淤积泥沙厚度约处淤积泥沙厚度约处淤积泥沙厚度约3 3米米米米。野三关隧道野三关隧道野三关隧道野三关隧道.突水突泥及整治突水突泥及整治突水突泥及整治突水突泥及整治 龙麟宫隧道龙麟宫隧道DK231+796DK231+796半充填大型溶洞半充填大型溶洞20062006年年8 8月月5 5日揭示该溶洞。溶洞发育纵向长日揭示该溶洞。溶洞发育纵向长100m100m、横、横向宽向宽150m150m、向上高出拱顶以上、向上高出拱顶以上10m10m、向下深、向下深21m21m。齐岳山隧道进口正洞齐岳山隧道进口正洞DK363+090DK363+090超前探测涌水超前探测涌水齐岳山隧道进口正洞齐岳山隧道进口正洞DK363+629DK363+629超前探测涌水超前探测涌水齐岳山隧道出口齐岳山隧道出口F11F11断层超前探孔涌水断层超前探孔涌水齐岳山隧道出口齐岳山隧道出口PDK366+195PDK366+195高压水高压水20042004年年5 5月月3131日，齐岳山隧日，齐岳山隧道平导施工至道平导施工至PDK361+870PDK361+870处，采处，采用用超前炮眼孔进行超前探测超前炮眼孔进行超前探测时，时，探孔中射出高压水，射程探孔中射出高压水，射程5m5m，单，单孔涌水量孔涌水量6060方方/小时。小时。随后加强探测：随后加强探测：前方发育充前方发育充水溶槽，溶槽由左上向右下发育，水溶槽，溶槽由左上向右下发育，最大宽度最大宽度12m12m。测试水压力为。测试水压力为0.26MPa0.26MPa，预测涌水量为，预测涌水量为30003000方方/小时。小时。云云雾山隧道山隧道“617、526溶腔溶腔”突水突水涌砂涌砂：2008年年7月月21日，隧道出口日，隧道出口DK245+645超前探孔超前探孔时发生突水涌生突水涌砂，瞬砂，瞬间涌水量达涌水量达780方方/小小时，涌，涌砂砂约1000方，涌水造成方，涌水造成线淹井淹井1035m、线淹井淹井710m。8月月26日完成抽水及清砂。日完成抽水及清砂。9月月6日，日，10#横通道超前探孔横通道超前探孔时又又发生突水涌砂，再次造成淹井。生突水涌砂，再次造成淹井。10月月12日，隧道日，隧道进口口线遭遇遭遇DK245+526溶腔，溶腔内充填泥溶腔，溶腔内充填泥砂，探砂，探测期期间突出泥砂突出泥砂约250方，涌方，涌水量水量约为90方方/小小时。云雾山隧道云雾山隧道DK245+617DK245+617溶腔溶腔突水突泥后进洞观察照片突水突泥后进洞观察照片马鹿箐隧道鹿箐隧道“978溶腔溶腔”突水突泥突水突泥：2006年年1月月21日，日，马鹿箐隧道出口平鹿箐隧道出口平导反坡施工到反坡施工到PDK255+978时，发生突水突泥。平生突水突泥。平导施工人施工人员立即逃生。立即逃生。突水突水经横通道涌入正洞，横通道涌入正洞，使正洞作使正洞作业人人员遇遇难。突。突水水时最大涌水量最大涌水量为30万方万方/小小时，持，持续7小小时后，涌后，涌水量水量稳定定为300方方/小小时。马鹿箐隧道马鹿箐隧道1-211-21突水突泥录像突水突泥录像锦屏二屏二级水水电站站长探洞内曾探洞内曾发生瞬生瞬时涌水量大于等于涌水量大于等于0.1 m3/s 的突水突泥点的突水突泥点10 处,最大突水点的最大瞬最大突水点的最大瞬时涌水量达涌水量达4.91m3s,造成施工造成施工设备被淹被淹,严重影响施工工期。重影响施工工期。武隆铁路隧道施工过程中遭遇到三条地下暗河,最大平均涌水量达16.2m3s,冲毁路基及洞口。这些涌水点除具有突发性的特点外,其涌水初期均携带有大量砂粘土,造成洞内淤积。且大多隧洞施工过程中所出现的涌水现象,已引起一定的环境地质问题。圆梁山隧道圆梁山隧道是渝怀铁路线上最长的隧道，全长是渝怀铁路线上最长的隧道，全长 11.068 km，为已建和在建铁路隧道中施工难度最大的工程之一。，为已建和在建铁路隧道中施工难度最大的工程之一。该隧道穿越高压富水的毛坝向斜、桐麻岭背斜和冷水河浅该隧道穿越高压富水的毛坝向斜、桐麻岭背斜和冷水河浅埋段，地貌形态明显受地质构造控制，岩层具带状展布特征。埋段，地貌形态明显受地质构造控制，岩层具带状展布特征。隧道穿越的可溶性灰岩地层总长约隧道穿越的可溶性灰岩地层总长约7 100 m，占隧道总长的，占隧道总长的64%。在隧道施工中，先后遇到了。在隧道施工中，先后遇到了5 个深埋充填型溶洞，充填个深埋充填型溶洞，充填介质为粉细砂、粉质黏性土和黏土等。介质为粉细砂、粉质黏性土和黏土等。预估正常涌水量为预估正常涌水量为9.8104 m3/d，最大涌水量为，最大涌水量为14.5104 m3/d，其中毛坝向斜存在，其中毛坝向斜存在 两层承压水，承压水压力高达两层承压水，承压水压力高达4.44.6 MPa。由于受高压、富水、岩溶等诱导因素的影响，多次发生突由于受高压、富水、岩溶等诱导因素的影响，多次发生突水事故，施工难度较大水事故，施工难度较大。（1）较软弱岩、断较软弱岩、断层破碎带等由于自身的层破碎带等由于自身的稳定能力低稳定能力低,其变形破坏其变形破坏则主要表现为大的则主要表现为大的变形变形位移和坍塌位移和坍塌等。等。宜万铁路隧道出口岩崩事故宜万铁路隧道坍塌（2）高地应力和岩爆高地应力和岩爆是我国西部工程的主是我国西部工程的主要地质问题之一。要地质问题之一。岩爆：岩爆：是洞内高地应力引起的岩石脆性破坏是洞内高地应力引起的岩石脆性破坏形式：形式：有剥落、松脱、弹射、强烈弹射有剥落、松脱、弹射、强烈弹射;类型类型：零星、成片、连续型：零星、成片、连续型;等级等级：有弱岩爆、中等岩爆、强岩爆等。：有弱岩爆、中等岩爆、强岩爆等。Disking of a 150 mm core of granite as a result of high stresses in situ RockburstThe results of a rockburst in an underground mine in brittle rock subjected to very high stresses宜万铁路隧道发生岩崩宜万铁路隧道发生岩崩 载有载有30人客车被埋人客车被埋（3）块状围岩的）块状围岩的掉块、崩坍破坏：掉块、崩坍破坏：主要是受到不同结构面相互组合所控制主要是受到不同结构面相互组合所控制（1）高地温）高地温地下工程若处在高地温梯度或地热异常区地下工程若处在高地温梯度或地热异常区,极可能遭遇高地温极可能遭遇高地温;在各国修建深埋隧洞时在各国修建深埋隧洞时,已有不少工点出已有不少工点出现不同程度的热害。现不同程度的热害。（2）有害气体）有害气体隧洞围岩中产生的有害气体主要为瓦斯隧洞围岩中产生的有害气体主要为瓦斯（主要为甲烷（主要为甲烷CH4）、）、H2S 和和施工引起的施工引起的CO、CO2、粉尘等。、粉尘等。内昆铁路线朱嘎隧道位于云贵高原的乌蒙山中内昆铁路线朱嘎隧道位于云贵高原的乌蒙山中,有有240 m 高瓦斯煤系地层高瓦斯煤系地层;意大利亚平宁隧道（意大利亚平宁隧道（18.518 km）曾发生）曾发生4 次瓦斯次瓦斯爆炸爆炸,停工长达停工长达7 个月个月;锦屏二级水电站在施工过程中大理岩会产生锦屏二级水电站在施工过程中大理岩会产生H2S 气体气体,含量较低含量较低,一般不会构成对人员的伤害。一般不会构成对人员的伤害。对施工过程中产生的有害气体或有害物对施工过程中产生的有害气体或有害物质质,通过监测、试验通过监测、试验,并加强通风，控制有害并加强通风，控制有害气体和粉尘含量，气体和粉尘含量，满足生产要求满足生产要求。三、三、研究历史研究历史隧道施工超前地质预报是隧道施工地质工作最主要的任务。1972年8月在美国芝加哥召开了快速掘进与隧道工程会议，在迄今为止的十几次的类似会议中,隧道施工超前地质预报一直受到重视。上世纪80年代世界各国都将这类问题列为重点研究课题。AbroadAbroad我国自上世纪80年代在大瑶山隧道、南岭隧道、军都山隧道和其它一些隧道的施工中,才开始其研究和试验工作。我国铁道部第一勘测设计院是较早研究隧道地震超前预报的单位，其物探队提出了“负视速度方法”。HomeHome四四超前地质预报内容内容隧道施工超前地质预报主要内容包括：隧道施工超前地质预报主要内容包括：地层岩性、褶皱、断层、岩脉、破碎带、地层岩性、褶皱、断层、岩脉、破碎带、长大节理、地下水状况、地应力状况、岩性和长大节理、地下水状况、地应力状况、岩性和围岩类别等。围岩类别等。超前地质预报内容超前地质预报内容 预报的重点：预报的重点：是是断层、岩脉、破碎带、溶洞、暗河、断层、岩脉、破碎带、溶洞、暗河、煤系地层及其它不良地质体煤系地层及其它不良地质体在掌子面前方的在掌子面前方的出露位置和对施工的影响。出露位置和对施工的影响。五、预报分类五、预报分类超前地质预报包括：隧道所在地区地质分析与宏观预报隧道洞身不良地质体及灾害地质超前预报重大施工地质灾害临警预报（1）地区地质分析与宏观地质预报）地区地质分析与宏观地质预报预报开挖面前方的围岩级别、稳定性，随时提预报开挖面前方的围岩级别、稳定性，随时提出修改设计，调整支护类型出修改设计，调整支护类型;预报洞内涌水量大小和变化规律以及对环境地预报洞内涌水量大小和变化规律以及对环境地质与工程的影响。质与工程的影响。Advanced detection Advanced detection(超前探超前探测)（2）不良地质及灾害地质超前预报预报掌子面前方岩性变化和不良地质体的范围、预报掌子面前方岩性变化和不良地质体的范围、规模、性质，以及突水、突泥、坍塌、岩爆、有害气规模、性质，以及突水、突泥、坍塌、岩爆、有害气体等灾害地质的发生概率，体等灾害地质的发生概率，提出施工预防措施提出施工预防措施。预报断层的位置、宽度、产状、性质、破碎带物预报断层的位置、宽度、产状、性质、破碎带物质状态、充水情况、稳定程度等，质状态、充水情况、稳定程度等，提出施工对策提出施工对策。（3）重大施工地质灾害临警预报）重大施工地质灾害临警预报 重大施工地质灾害重大施工地质灾害临警预报：针对掌子面前方有临警预报：针对掌子面前方有可能引发的大规模突水、突泥、坍塌、冒落、变形、可能引发的大规模突水、突泥、坍塌、冒落、变形、瓦斯爆炸等重大地质灾害建立临警预报系统。瓦斯爆炸等重大地质灾害建立临警预报系统。主要预报：主要预报：隧道洞身所通过的深大富水断裂、富隧道洞身所通过的深大富水断裂、富水向斜的核部、富水砂层、软土、极软岩、煤系地层水向斜的核部、富水砂层、软土、极软岩、煤系地层等，评判其危害程度，提出施工方案对策。等，评判其危害程度，提出施工方案对策。n也可分为直接法和间接法。也可分为直接法和间接法。n直接方法：直接方法：就是通常所说的就是通常所说的地质法地质法和和钻探法钻探法。n例如在隧道勘测设计阶段，对隧道沿线进行地质调查，观察例如在隧道勘测设计阶段，对隧道沿线进行地质调查，观察地表岩层露头，钻孔勘探，从而获得地质信息，作为隧道预地表岩层露头，钻孔勘探，从而获得地质信息，作为隧道预设计的依据。设计的依据。n在开挖过程中，采用地质跟踪调查推断法，通过观测已开挖在开挖过程中，采用地质跟踪调查推断法，通过观测已开挖的围岩状况，进行地质描述，做出施工记录，推断前方围岩的围岩状况，进行地质描述，做出施工记录，推断前方围岩状况，或进行超前钻探，即在掌子面进行钻孔取芯，直接获状况，或进行超前钻探，即在掌子面进行钻孔取芯，直接获得前方短距离地质信息。得前方短距离地质信息。n间接法：间接法：就是使用地球物理技术进行勘探，亦称为就是使用地球物理技术进行勘探，亦称为物探法物探法。n目前，国内外采用的目前，国内外采用的物探预报方法物探预报方法主要有：主要有：n地面电测深法地面电测深法n地面浅层地震法地面浅层地震法n地震反射波预报法（包括地震反射波预报法（包括TSPTSP、TRTTRT等）等）n洞内地质雷达法洞内地质雷达法n洞内瞬变电磁法洞内瞬变电磁法n数值模拟分析等。数值模拟分析等。6.1地质法地质法地质法地质法地质法是指用地质锤、放大镜和地质罗盘等野外地是指用地质锤、放大镜和地质罗盘等野外地质工具直接观察岩石的岩性，并判断周围的岩性。质工具直接观察岩石的岩性，并判断周围的岩性。通过收集分析地质资料通过收集分析地质资料,地表详细调查地表详细调查,隧道内地质隧道内地质编录、素描、数码照相、超前风钻、涌水量预测等方法编录、素描、数码照相、超前风钻、涌水量预测等方法,了解隧道所处地段的地质条件了解隧道所处地段的地质条件,运用地质学理论运用地质学理论,对比、对比、论证、推断论证、推断,预报特长隧道施工前方的工程地质、水文预报特长隧道施工前方的工程地质、水文地质情况。地质情况。地表调查及掌子面地质编录法地表调查及掌子面地质编录法地表调查及掌子面地质编录法地表调查及掌子面地质编录法 通过通过地表地质调查地表地质调查方法方法,可以补充一些图纸中遗可以补充一些图纸中遗漏或忽视的地质构造漏或忽视的地质构造,校核原设计图中的地质构造的校核原设计图中的地质构造的位置、产状和规模位置、产状和规模;通过通过地质界面、地质体投射技术地质界面、地质体投射技术求得其穿过隧道求得其穿过隧道的位置、规模等的位置、规模等,从而对整座隧道的工程地质状况有从而对整座隧道的工程地质状况有一个宏观的把握一个宏观的把握,并确定预报的并确定预报的重点区段重点区段。Site Geology investigation(现场地地调查)Geology investigation隧道施工掌子面地质素描隧道施工掌子面地质素描是超前地质预报技是超前地质预报技术中最基本的一种方法术中最基本的一种方法,可根据掌子面的地质变可根据掌子面的地质变化趋势来推测前方地质情况。化趋势来推测前方地质情况。隧道掌子面地质素描的内容包括隧道掌子面地质素描的内容包括:掌子面的地层岩性描述掌子面的地层岩性描述,包括岩石类别、包括岩石类别、颜色、矿物成分等颜色、矿物成分等;地质结构及构造描述地质结构及构造描述;节理裂隙发育及分布情况节理裂隙发育及分布情况,包括节理裂隙包括节理裂隙发育组数、性质、形态、密度及延伸长度等发育组数、性质、形态、密度及延伸长度等;结构面的性质、产状等结构面的性质、产状等;地下水情况地下水情况,包括地下水类型、涌出形式包括地下水类型、涌出形式及流量等及流量等;工作面的地质展示图等。工作面的地质展示图等。通过对洞内掌子面涌水量动态变化的长期观测记通过对洞内掌子面涌水量动态变化的长期观测记录录,掌握地下水初期涌水量、衰减涌水量和稳定涌水量掌握地下水初期涌水量、衰减涌水量和稳定涌水量的变化规律的变化规律,综合分析地层、断层等构造以及基岩裂隙综合分析地层、断层等构造以及基岩裂隙水的运动特点水的运动特点,查明地下水的补给、径流及排泄途径查明地下水的补给、径流及排泄途径,预报未开挖段水文地质情况。预报未开挖段水文地质情况。对隧道开挖前涌水量的定量预测对隧道开挖前涌水量的定量预测,往往与隧道开挖往往与隧道开挖实际涌水量有一定的差距实际涌水量有一定的差距,应进行对比分析应进行对比分析,总结经验总结经验,提高预报水平。提高预报水平。涌水量动态变化的长期观测涌水量动态变化的长期观测地质法有可靠的理论基础，不占或很少占地质法有可靠的理论基础，不占或很少占用施工时间，适用性强，成本低，操作简便。用施工时间，适用性强，成本低，操作简便。但靠但靠有限之有限之“见见”预报范围很有限，特别预报范围很有限，特别是在地层岩性变化极为复杂（如强烈褶皱地层）是在地层岩性变化极为复杂（如强烈褶皱地层）的隧道中预报的难度很大。的隧道中预报的难度很大。地质法地质法渝怀线歌乐山隧道渝怀线歌乐山隧道进口进口工区工区,运用了地质分运用了地质分析法析法,准确或基本准确地预测出掌子面前方多段准确或基本准确地预测出掌子面前方多段煤层采空区、破碎灰岩、涌水涌砂、溶洞等不煤层采空区、破碎灰岩、涌水涌砂、溶洞等不良地质体的位置规模和性质。良地质体的位置规模和性质。6.2超前导洞(坑)法 超前导洞超前导洞(坑坑)法包括超前法包括超前平行平行导洞导洞(坑坑)法和超前法和超前正正洞导洞洞导洞(坑坑)法。法。（1）超前平行导坑法超前平行导坑法超前平行导坑法超前平行导坑法超前平行导坑法超前平行导坑法是在隧道上导坑或隧道的附近开是在隧道上导坑或隧道的附近开挖一平行的小断面导坑挖一平行的小断面导坑,对导坑出露的地质情况进行对导坑出露的地质情况进行地质编录、素描、做图地质编录、素描、做图,综合分析其地层岩性、地质综合分析其地层岩性、地质构造、水文地质情况构造、水文地质情况,根据地质理论预测相应段隧道根据地质理论预测相应段隧道的工程地质和水文地质条件的工程地质和水文地质条件,以及可能发生地质灾害以及可能发生地质灾害的位置、性质、规模的位置、性质、规模,并提出防治措施意见。并提出防治措施意见。在超前平行导坑中辅助以室内物理力学测试、现在超前平行导坑中辅助以室内物理力学测试、现场点荷载测试、地应力测试、物探地震反射等方法场点荷载测试、地应力测试、物探地震反射等方法,可以完善地质超前预报的内容。可以完善地质超前预报的内容。超前平行导坑法超前平行导坑法超前平行导坑法超前平行导坑法超前平行导坑法最为直观，精确度很高超前平行导坑法最为直观，精确度很高,通过直观通过直观的地质情况的地质情况,施工单位可提前了解主隧道开挖断面的地施工单位可提前了解主隧道开挖断面的地质情况质情况,以便采取相应的工程防护措施。以便采取相应的工程防护措施。缺点缺点是成本高是成本高,对施工影响大，且隧道与导坑间距对施工影响大，且隧道与导坑间距过大、地层变化复杂时准确率明显降低，因此适用于过大、地层变化复杂时准确率明显降低，因此适用于设计间距较小、地层受构造变动小的平行隧道工程。设计间距较小、地层受构造变动小的平行隧道工程。超前平行导坑法超前平行导坑法超前平行导坑法超前平行导坑法在秦岭特长双线隧道施工中,运用超前平行导坑法超前预报断层破碎带、富水段、挤压破碎带、岩爆点(段)、坍塌、涌水取得了成功。超前正洞导洞超前正洞导洞(坑坑)法：法：先沿隧道正洞轴线开挖小先沿隧道正洞轴线开挖小导洞导洞(坑坑),),探明前方的地质情况探明前方的地质情况,再将导洞再将导洞(坑坑)扩扩为隧道断面。为隧道断面。在国外在国外,在一些特殊地段为了探明地质情况往往在一些特殊地段为了探明地质情况往往不惜花费高昂代价不惜花费高昂代价,甚至利用正洞导洞甚至利用正洞导洞(坑坑)来进行超来进行超前地质预报；但前地质预报；但在国内在国内采用正洞导坑法的并不多见采用正洞导坑法的并不多见,北京八达岭高速公路隧道北京八达岭高速公路隧道部分地段的施工过程中采用部分地段的施工过程中采用了超前正洞导洞了超前正洞导洞(坑坑)法。法。（2）超前正洞导洞超前正洞导洞(坑坑)法法 超前水平钻孔法超前水平钻孔法超前水平钻孔法超前水平钻孔法是用钻探设备向掌子面前方钻探，是用钻探设备向掌子面前方钻探，从而直接揭示隧道掌子面前方地层岩性、构造、地下从而直接揭示隧道掌子面前方地层岩性、构造、地下水、岩溶洞穴充填物及其性质、岩石（体）的可钻性、水、岩溶洞穴充填物及其性质、岩石（体）的可钻性、岩体完整程度等资料，还可通过岩芯试验获得岩石强岩体完整程度等资料，还可通过岩芯试验获得岩石强度等定量指标，度等定量指标，是最直接有效的地质超前预报方法。是最直接有效的地质超前预报方法。（一孔之见一孔之见）6.36.3超前水平钻孔法超前水平钻孔法 n目前国内这种方法主要应目前国内这种方法主要应用于水工隧道工程中用于水工隧道工程中,国国外已经较为普遍外已经较为普遍,英吉利英吉利海峡隧道、日本青函海底海峡隧道、日本青函海底隧道更是大量采用了超前隧道更是大量采用了超前水平钻孔进行施工期地质水平钻孔进行施工期地质超前预报。超前预报。DDW-150型水平钻机 超前水平钻孔法超前水平钻孔法超前水平钻孔法超前水平钻孔法 超前水平钻孔法一次钻探距离短，费用高，且占超前水平钻孔法一次钻探距离短，费用高，且占用施工时间长。超前水平钻孔的方向控制和钻探工艺用施工时间长。超前水平钻孔的方向控制和钻探工艺有一定的技术难度有一定的技术难度,对施工干扰大。对施工干扰大。HL518B水平定向钻机JS8030水平定向钻机圆梁山隧道PDK354+255+275段通过采用超前水平钻探法预报岩溶情况,取得了较好效果。水平钻机在贵州凤凰山施工水平钻机在大瑶山隧道超前预报施工6.46.4波反射法波反射法 波反射法常见的有波反射法常见的有地质雷达法地质雷达法地质雷达法地质雷达法和和TSP TSP TSP TSP 隧道地震波法隧道地震波法隧道地震波法隧道地震波法（1 1）地质雷达）地质雷达Ground Penetrating Radar（GPRGPR）地质雷达属于电磁波探测技术地质雷达属于电磁波探测技术,电磁波通过天线电磁波通过天线发射发射,遇到不同阻抗介面时遇到不同阻抗介面时,将产生反射波和透射波。将产生反射波和透射波。接收机利用分时采样原理和数据组合方式接收机利用分时采样原理和数据组合方式,把天把天线接收的信号转化为数字信号线接收的信号转化为数字信号,主机系统再将数字信主机系统再将数字信号转化为模拟信号或彩色线迹信号号转化为模拟信号或彩色线迹信号,并以时间剖面的并以时间剖面的形式显示出来。形式显示出来。探测距离一般小于探测距离一般小于30m,30m,在潮湿含水层中小于在潮湿含水层中小于10m10m地质超前预报地质雷达地质雷达其分辨率高、无损伤、其分辨率高、无损伤、探测和数据处理速度快、机探测和数据处理速度快、机动灵活、操作方便、抗干扰动灵活、操作方便、抗干扰能力强，可对隧道一定范围能力强，可对隧道一定范围内进行全方位探测内进行全方位探测 .但但预预报报距距离离较较短短，只只能能预预报报掌掌子子面面前前方方40-50m 40-50m 处处的的工工程程地地质质、水水文文地地质质条条件件，而而较较准准确确预预报报的的距距离离只有十几米只有十几米 .地质雷达系统地质雷达（拉脱维亚）SIR-3000型地质雷达地质雷达该方法主要是配合地震反射法该方法主要是配合地震反射法,通过测定与岩溶通过测定与岩溶含水性有关介电常数的变化来探测充水地质体含水性有关介电常数的变化来探测充水地质体,如含如含水的断层、岩性界面和溶洞等。水的断层、岩性界面和溶洞等。试验表明试验表明,采用地质雷达对隧底、边墙、隧顶外采用地质雷达对隧底、边墙、隧顶外围岩的不良地质探测效果最好围岩的不良地质探测效果最好,在超前平导中应用可在超前平导中应用可对正洞起到超前预报的作用。对正洞起到超前预报的作用。地质雷达（地质雷达（GPR）地质雷达工作时，在雷达主机控制下，脉冲源产生周期性的毫微秒信号，并直接馈给发射天线，经由发射天线耦合到地下的信号在传播路径上遇到介质的非均匀体（面）时，产生反射信号。地面接收天线在接收到地下回波后，直接传输到接收机，信号在接收机经过整形和放大等处理后，经电缆传输到雷达主机，经处理后，传输到微机。地质雷达（地质雷达（GPR）工作原理简介电磁波遇到地下物体后的反射示意图 探地雷达记录的回波曲线 在微机中对信号依照幅度大小进行编码，并以伪彩色电平图/灰色电平图或波形堆积图的方式显示出来，经事后处理，可用来判断地下目标的深度、大小和方位等特性参数。五孔小桥的探地雷达伪彩色图 公路下的脱空检测剖面采用地质雷达等手段搜救被困人员地质雷达在检测路面结构层地质雷达在地下水和土壤污染调查中隧道地震波超前预报隧道地震波超前预报系统由系统由瑞士瑞士Amberg量测技术量测技术公司公司为隧道及地下工程施工期地质超前预报而研发的，为隧道及地下工程施工期地质超前预报而研发的，具有适用范围广、预报距离长、时间短、对施工干扰具有适用范围广、预报距离长、时间短、对施工干扰小、费用少等优点。小、费用少等优点。它的预报范围是地质雷达的它的预报范围是地质雷达的4-12倍，预报费用是倍，预报费用是超前水平钻探的超前水平钻探的1/101/20。TSP203 是目前国内外这个领域里最先进的工程测是目前国内外这个领域里最先进的工程测试设备。试设备。（2 2）隧道地震波超前预报）隧道地震波超前预报Tunnel seismic Prediction（TSPTSP）TSP203TSP200隧道地质超前预报系统 安伯格公司安伯格公司TSP203系统成果图系统成果图 图中上半部分为三项参数的直方图，由上往下为岩体分段的纵，横波速度参数值、岩体的分段密度值和岩体的分段动弹性模量值。图的下半部分为反射界面的分布图。首先在洞内指定的震源点用小量炸药激发首先在洞内指定的震源点用小量炸药激发,产生的产生的地震波在岩石中以地震波在岩石中以球面波球面波的形式向前传播的形式向前传播,当地震波遇当地震波遇到到岩石物性界面岩石物性界面(即波阻抗界面即波阻抗界面,如断层、岩石破碎带、如断层、岩石破碎带、岩性突变等岩性突变等)时时,一部分地震信号反射回来一部分地震信号反射回来,一部分地震一部分地震信号透射进入前方介质信号透射进入前方介质,反射的地震信号将被两个三维反射的地震信号将被两个三维高灵敏度的地震检波器接收。高灵敏度的地震检波器接收。通过对接收信号的运动学和动力学特征进行分析通过对接收信号的运动学和动力学特征进行分析,可推断断层和岩石破碎带等不良地质体的位置、规模、可推断断层和岩石破碎带等不良地质体的位置、规模、产状及岩石动力参数。产状及岩石动力参数。TSP基本原理基本原理地质超前预报TSP探测仪由于TSP有诸多优点，它的出现解决了工程界对超前预报的诸多难题，代表了当今世界隧道施工超前预报的最先进技术。隧道地震波超前预报及TSP技术，已经列入我国客运专线铁路隧道施工技术指南TZ214-2005的第5.0.8条中。在渝怀线金顶隧道、祁连山乌鞘岭特长隧道中在渝怀线金顶隧道、祁连山乌鞘岭特长隧道中应用应用TSPTSP超前预报系统超前预报系统,对煤层、断层、岩溶等不良对煤层、断层、岩溶等不良地质与特殊地质进行超前预报地质与特殊地质进行超前预报,效果明显。效果明显。（1 1）适用范围广，即适用于极软岩至极硬岩的任）适用范围广，即适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况。何地质情况。（2 2）预报距离长，理论上能预报掌子面前方）预报距离长，理论上能预报掌子面前方500m500m，考虑地震波干扰等因素能准确预报掌子面前方，考虑地震波干扰等因素能准确预报掌子面前方100-100-350m350m（3 3）对隧道施工干扰小，它只要求在接收信号时）对隧道施工干扰小，它只要求在接收信号时为减少噪音干扰作短暂停工。为减少噪音干扰作短暂停工。TSP优点优点（4 4）探测时间短，一次完整的探测仅仅需要）探测时间短，一次完整的探测仅仅需要4545分钟，分钟，加上探测前的准备工作和探测以后系统清除所用的时加上探测前的准备工作和探测以后系统清除所用的时间也不过间也不过2 2小时，另外探测前的准备工作可以在施工的小时，另外探测前的准备工作可以在施工的同时执行。同时执行。（5 5）节约投资费用，据国外隧道施工经验估计，采）节约投资费用，据国外隧道施工经验估计，采用用TSP TSP 法比不进行预报节省费用是全部工程的法比不进行预报节省费用是全部工程的15%15%。（6 6）提交资料及时，在现场采集数据的第二天即可）提交资料及时，在现场采集数据的第二天即可提交正式成果报告。提交正式成果报告。TSP优点优点6.56.5声测法声测法声测法声测法声测法声测法是利用声波在岩石中的传播规律来判别是利用声波在岩石中的传播规律来判别岩石性质的一种方法。岩石性质的一种方法。它利用不同岩石它利用不同岩石(体体)有不同的物理力学性质有不同的物理力学性质,因而声波传播速度亦有不同因而声波传播速度亦有不同,因此可根据岩石因此可根据岩石(体体)的的声波传播速度判断围岩的工程力学情况声波传播速度判断围岩的工程力学情况,当岩石当岩石(体体)的波速越高的波速越高,则岩体越完整坚硬则岩体越完整坚硬,岩体质量越好。岩体质量越好。声测法占用施工时间短，但预报距离受声测法占用施工时间短，但预报距离受孔深限制，一般小于孔深限制，一般小于15m15m。由于该法施工麻烦由于该法施工麻烦,而且效果有限而且效果有限,因此因此实际应用中一般较少采用。实际应用中一般较少采用。HSP HSP 声波反射法声波反射法 HSP HSP声波反射法和地震波探测原理基本相声波反射法和地震波探测原理基本相同同,它是建立在弹性波理论基础上的它是建立在弹性波理论基础上的,传播过程传播过程遵循惠更斯遵循惠更斯-菲涅尔原理和费马原理。菲涅尔原理和费马原理。其物理前提是岩体间或不同地质体间明显其物理前提是岩体间或不同地质体间明显的声学特性差异。的声学特性差异。声波在岩土体中的传播速度和幅度等参数与岩土体的组成声波在岩土体中的传播速度和幅度等参数与岩土体的组成成分、密度、弹性模量及岩体的结构状态等有关。成分、密度、弹性模量及岩体的结构状态等有关。当声波传播路径中存在两种不同固体介质的界面时当声波传播路径中存在两种不同固体介质的界面时,波的传波的传播将发生折射、反射和波型转换。播将发生折射、反射和波型转换。声波由完整岩体传播至碎裂声波由完整岩体传播至碎裂岩或土组成的破碎带时岩或土组成的破碎带时,就是声波从低阻抗介质到高阻抗介质的就是声波从低阻抗介质到高阻抗介质的典型情况。典型情况。通过探测反射波信号通过探测反射波信号,根据不良地质体根据不良地质体(带带),),如断层、如断层、风化破碎带、岩溶洞穴、地下水富集带等风化破碎带、岩溶洞穴、地下水富集带等,与周边地质体的声学与周边地质体的声学特性差异明显特性差异明显,便可了解前方岩体的变化情况。便可了解前方岩体的变化情况。HSP HSP 声波反射法声波反射法声波反射法声波反射法HSP HSP 声波反射法声波反射法声波反射法声波反射法HSP水平声波探水平声波探测时,在掌子面或在掌子面或边墙一点一点发射射低低频声波信号声波信号,在另一点接收反射波信号在另一点接收反射波信号,可以快速完可以快速完成声波信号的采集成声波信号的采集,它具有不受工作面岩体条件限制、它具有不受工作面岩体条件限制、作作业时间短等特点。短等特点。地地质预报设备为中中铁西南科学研究院研制的西南科学研究院研制的ZGS-系列（如系列（如ZGS16、ZGS1610、ZGS1610-2）智能工程声波探智能工程声波探测仪及采集、分析及采集、分析软件系件系统。ZGS-1610 ZGS-1610 型声波仪系统型声波仪系统型声波仪系统型声波仪系统6.66.6电测法电测法电测法电测法是根据岩石与电阻的关系来推断其性是根据岩石与电阻的关系来推断其性质的一种方法，分为质的一种方法，分为电位法电位法和和电阻率电阻率法。法。电测法简便、成本低，但必须是以各层间电电测法简便、成本低，但必须是以各层间电阻值有一定的差别为前提。阻值有一定的差别为前提。6.7红外探水法红外探水法红外探水法红外探水法红外探水法红外探水法：地下水的活动会引起岩体红外辐射地下水的活动会引起岩体红外辐射场强的变化场强的变化,探测掌子面或洞壁四周这种变化，可以推探测掌子面或洞壁四周这种变化，可以推测是否有隐伏的含水体。测是否有隐伏的含水体。该方法测量快速，施工干扰小，有较高的定性判该方法测量快速，施工干扰小，有较高的定性判别准确率，但无法预报水量和含水体前方具体位置等别准确率，但无法预报水量和含水体前方具体位置等定量指标。定量指标。圆梁山隧道在进出口正洞、平导和泄水洞采用圆梁山隧道在进出口正洞、平导和泄水洞采用了红外探水法了红外探水法,判断有水的准确率较高。判断有水的准确率较高。6.8现场测试法现场测试法 钻速测试钻速测试 压水试验压水试验 地应力现场测量（试）地应力现场测量（试）钻速测试钻速测试该法是让钻机在钻进过程中保持压力不变该法是让钻机在钻进过程中保持压力不变,测测试钻进速度试钻进速度,根据钻进速度的不同来确定软弱层的根据钻进速度的不同来确定软弱层的位置。位置。优点：优点：设备简单、操作简单、不占开挖时间。设备简单、操作简单、不占开挖时间。缺点：缺点：在硬岩破碎带中钻速变化不大在硬岩破碎带中钻速变化不大,预测效预测效果不佳。果不佳。压水试验压水试验 该法是通过现场压水试验来测定岩体的该法是通过现场压水试验来测定岩体的单位吸水量单位吸水量,从而了解岩体的破碎情况和裂从而了解岩体的破碎情况和裂隙的充填情况。隙的充填情况。优点：优点：所需设备简单、操作方便；所需设备简单、操作方便；缺点：缺点：测试时间较长。测试时间较长。地应力现场测量（试）地应力现场测量（试）直接测量法直接测量法是由测量仪器直接测量和记录各种应是由测量仪器直接测量和记录各种应力量力量,并由这些应力量和原岩应力的相互关系并由这些应力量和原岩应力的相互关系,通过通过计算获得原岩应力值计算获得原岩应力值,在计算过程中并不涉及不同物在计算过程中并不涉及不同物理量的相互换算。理量的相互换算。应用较广泛的有扁千斤顶法、水压致裂法、刚性应用较广泛的有扁千斤顶法、水压致裂法、刚性包体应力计法和声发射法等。包体应力计法和声发射法等。地应力现场测量（试）地应力现场测量（试）间接测量法间接测量法不是直接测量应力量不是直接测量应力量,而是借助传感而是借助传感元件或某些媒介元件或某些媒介,测量和记录岩体中某些与应力有关测量和记录岩体中某些与应力有关的间接物理量的变化的间接物理量的变化,然后由测得的间接物理量的变然后由测得的间接物理量的变化化,通过已知的公式计算出岩体中的应力值。通过已知的公式计算出岩体中的应力值。目前国内外普遍采用的发展较为成熟的是套孔应目前国内外普遍采用的发展较为成熟的是套孔应力解除法。力解除法。6.8数值模拟法数值模拟法 在隧道施工中在隧道施工中,为了对隧道整体原始地应为了对隧道整体原始地应力状态以及二次应力场的发育分布规律进行宏力状态以及二次应力场的发育分布规律进行宏观预测观预测,常采用数值模拟的方法来进行反演分常采用数值模拟的方法来进行反演分析和研究析和研究超前地质预报依据预报距离可分为：长期（长距离）和短期（短距离）两种预报形式。七、超前地质预报的工作步骤七、超前地质预报的工作步骤长期超前地质预报分为两个部分：地面不良地质体预报勘察和隧洞内长距离仪器探测，它是由两种或两种以上的勘查技术手段和技术进行的综合预报。长期超前地质预报分为两步进行。7.17.1长期超前地质预报长期超前地质预报（1）长期超前地质预报的步骤）长期超前地质预报的步骤（2）地面超前地质预报工作方法地面超前地质预报工作方法 首先收集、整理工程区区域地质资料，首先收集、整理工程区区域地质资料，结合地质调查进行资料分析，研究区域断裂发结合地质调查进行资料分析，研究区域断裂发育规律，从而判断工程区优势断裂发育方向、育规律，从而判断工程区优势断裂发育方向、规模及可能出现的地质灾害；规模及可能出现的地质灾害；仔细分析前期地质资料，并进行现仔细分析前期地质资料，并进行现场复核和勘察，在地表准确鉴别不良地质场复核和勘察，在地表准确鉴别不良地质体的性质、位置、岩体质量，精确调查和体的性质、位置、岩体质量，精确调查和测量不良地质体空间展布参数；测量不良地质体空间展布参数；应用地面地质界面和地质体的延展规律及推算应用地面地质界面和地质体的延展规律及推算理论进行室内分析；理论进行室内分析；依据前述的分析结果，对可能出现不良地质体依据前述的分析结果，对可能出现不良地质体的性质和位置进行初步预报。的性质和位置进行初步预报。7.2短期超前地质预报短期超前地质预报短期超前地短期超前地质预报是在是在长期超期超前地前地质预报的基的基础上上进行的，行的，预报距离距离为掌子面前方掌子面前方1550m。对于短期超前地于短期超前地质预报，主要，主要是通是通过开挖石渣开挖石渣识别、掌子面地、掌子面地质素描，更重要的是采用地素描，更重要的是采用地质雷达或雷达或超前超前钻孔孔进行探行探测。开挖石渣识别、掌子面地质素描开挖石渣识别、掌子面地质素描，是通过对不同，是通过对不同地质体标志的确认，以及不良地质体出现前的前兆标地质体标志的确认，以及不良地质体出现前的前兆标志，对不良地质体可能出露的位置进行预测和判断，志，对不良地质体可能出露的位置进行预测和判断，必要时辅助进行超前地质钻探；必要时辅助进行超前地质钻探；地质雷达地质雷达探测属于电磁波物探技术，通过电磁波探测属于电磁波物探技术，通过电磁波的反射波和透射波的分时采集和数据组合分析，对不的反射波和透射波的分时采集和数据组合分析，对不良地质体的类型、规模、位置进行预测。良地质体的类型、规模、位置进行预测。短期超前地质预报短期超前地质预报 短期超前地质预报的步骤一般性超前地质预报一般性超前地质预报是根据掘进的石渣（常规是根据掘进的石渣（常规钻爆法还包括掌子面）、洞壁揭露的结构面及岩层钻爆法还包括掌子面）、洞壁揭露的结构面及岩层与地表结构面及岩层的对应关系、以及揭露的不良与地表结构面及岩层的对应关系、以及揭露的不良地质体的特征，通过类比、推测预报掌子面前方是地质体的特征，通过类比、推测预报掌子面前方是否存在不良地质体。否存在不良地质体。不良地质体在被揭露之前往往表现出一些明显或不明显前兆标志，这些标志的出现，预示着隧洞即将临近不良地质体，它们是超前地质预报的重要信息。因此，仔细观察、描述开挖石渣、洞壁结构面及岩层形态、量测结构面及岩层特征参数，是正确进行超前地质预报的关键。宜万铁路岩崩不良地质体的前兆标志：不良地质体的前兆标志：不良地质体的前兆标志：不良地质体的前兆标志：断层破碎带前兆标志：断层破碎带前兆标志：节理裂隙组数及密度剧增、节理裂隙组数及密度剧增、岩石强度降低、出现压裂岩、碎裂岩、岩石风化相对强岩石强度降低、出现压裂岩、碎裂岩、岩石风化相对强烈、泥质含量增加等。烈、泥质含量增加等。突水、突泥前兆标志：突水、突泥前兆标志：节理裂隙渗水量和组数增加、节理裂隙渗水量和组数增加、且常常含有泥质物或浑浊（常规钻爆法的炮孔中的涌水且常常含有泥质物或浑浊（常规钻爆法的炮孔中的涌水量剧增、且夹有泥沙或碎石）等。量剧增、且夹有泥沙或碎石）等。岩爆前兆标志：岩爆前兆标志：“饼饼”状开挖石渣的数量增加、洞状开挖石渣的数量增加、洞壁在短时间内出现壁在短时间内出现“饼饼”状脱落体或出现状脱落体或出现“片邦片邦”现象，现象，以及轻微的岩石崩裂声等，严重时洞壁出现飞石。以及轻微的岩石崩裂声等，严重时洞壁出现飞石。短期超前地质预报的特点：短期超前地质预报的特点：短期超前地质预报的特点：短期超前地质预报的特点：由于短期预报是在长期预报的基础上进行的，由于短期预报是在长期预报的基础上进行的，所以，预报的精度一般要超过长期超前地质预报，特所以，预报的精度一般要超过长期超前地质预报，特别是对不良地质体性质的预报。别是对不良地质体性质的预报。短期超前地质预报针对性较强，一般不适合短期超前地质预报针对性较强，一般不适合在隧洞全程进行，结合长期地质预报适时进行。在隧洞全程进行，结合长期地质预报适时进行。八、工程实例八、工程实例（1）预测方法）预测方法 地质编录预测法地质编录预测法(图解法、类比法、断层参数法图解法、类比法、断层参数法)；超前物探预测法：包括超前物探预测法：包括TSP-203、地质雷达、地质雷达、超前钻孔预测法；超前钻孔预测法；超前平导预测法；超前平导预测法；8.1 宜万宜万铁路复路复杂隧道超前地隧道超前地质预报（2）综合超前预报内容）综合超前预报内容 地层、完整性及含水情况；地层、完整性及含水情况；断层及富水情况；断层及富水情况；大型岩溶及富水情况；大型岩溶及富水情况；暗河。暗河。（3）超前地质灾害警报内容）超前地质灾害警报内容 大型塌方；大型塌方；突水突泥；突水突泥；煤与瓦斯突出、天然气、瓦斯煤与瓦斯突出、天然气、瓦斯 燃烧爆炸；燃烧爆炸；岩爆、软岩大变形岩爆、软岩大变形 宜万铁路复杂隧道超前地质预报内容 8.2 武广线隧道预测预报武广线隧道预测预报（1）TSP（掌子面岩溶探（掌子面岩溶探测）查断断层破碎破碎带、溶洞、溶洞规模大于模大于3米的岩溶米的岩溶异常等不良地异常等不良地质，适用于地，适用于地质复复杂隧道及隧道及长大隧道。按每次大隧道。按每次100m计算工作量算工作量（2 2）地质雷达（基底岩溶探测）地质雷达（基底岩溶探测）主要适用于规模较小的岩溶异常带，一主要适用于规模较小的岩溶异常带，一般在隧底中心和两侧各布置一条测线。般在隧底中心和两侧各布置一条测线。地质雷达作连续测量。地质雷达作连续测量。主要在隧道仰拱施工前进行。主要在隧道仰拱施工前进行。（3）地）地质雷达（掌子面岩溶探雷达（掌子面岩溶探测）主要适用于主要适用于规模模较小的岩溶异常小的岩溶异常带，考，考虑到有效探到有效探测距离距离为20米，两次重复探米，两次重复探测不小不小于于5米。米。主要在隧道施工主要在隧道施工过程中程中进行。按井字型或行。按井字型或纵、横、横测线布置，按布置，按15米每次米每次计。（4）地震反射波法（基底岩溶探）地震反射波法（基底岩溶探测）探探测基底岩溶，主要适用于基底岩溶，主要适用于规模模较大的岩溶大的岩溶异常异常带（一般在隧底中心和两（一般在隧底中心和两侧各布置一条各布置一条测线，间距宜距宜为米）。米）。主要在隧道仰拱施工后主要在隧道仰拱施工后进行。行。主要主要问题是是验证异常孔异常孔须穿越隧道穿越隧道砼仰拱仰拱（5）红外探水外探水 应用于用于长大复大复杂隧道可能隧道可能产生涌水涌泥生涌水涌泥的地段，如断的地段，如断层带或岩溶富水或岩溶富水带等。等。每天每天进行行测量。量。红外探水的有效探外探水的有效探测距离一般小于距离一般小于10m，考，考虑每两次探每两次探测应重复重复5m。（6 6）超前水平钻探）超前水平钻探 单孔水平钻探（一般钻孔深度可达4060米）孔内数码成象多孔水平钻探、多孔CT（按6孔计）单孔水平钻探：单孔水平钻探：一般浅埋地段、断层、岩溶段。一般浅埋地段、断层、岩溶段。多孔水平钻探、多孔多孔水平钻探、多孔CT：对隧道工程影响较大的对隧道工程影响较大的浅埋段、断层、岩溶、暗河、煤层、小煤窑等。浅埋段、断层、岩溶、暗河、煤层、小煤窑等。孔内数码成象孔内数码成象：应用于长大复杂隧道的岩溶带、应用于长大复杂隧道的岩溶带、破碎带、断层带等破碎