新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段站前工程超前地質(zhì)預(yù)報專項施工方案(方案計劃書)

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1、新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段站前工程 CLZQ-9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報專項 施工方案 中鐵隧道集團有限公司成蘭鐵路工程指揮部 二〇一三年七月 58 / 64文檔可自由編輯打印 新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段站前工程 CLZQ-9標(biāo) 超前地質(zhì)預(yù)報專項 施工方案 編 制： 年 月 日 復(fù) 核： 年 月 日 審 核： 年 月 日 中鐵隧道集團有限公司成蘭鐵路工程指揮部 二〇一三年七月

2、 目 錄 第一章 編制依據(jù) - 1 - 1.1 編制依據(jù) - 1 - 第二章 工程概況 - 1 - 2.1 地理位置及工程范圍 - 1 - 2.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì) - 2 - 2.2.1 地形地貌 - 2 - 2.2.2 地層巖性 - 2 - 第三章 施工超前地質(zhì)預(yù)報實施方案 - 4 - 3.1 施工超前預(yù)報工作執(zhí)行的規(guī)程、規(guī)范和指南 - 4 - 3.2 施工超前預(yù)報的目的 - 5 - 3.3 施工超前預(yù)報方法及其內(nèi)容 - 5 - 3.3.1 長距離預(yù)報 - 5 - 3.3.2 中長距離預(yù)報 - 5 - 3.3.3 短距離預(yù)報 - 5 - 3.

3、4 施工超前預(yù)報工作流程 - 6 - 3.5 隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報關(guān)鍵技術(shù)問題的對策 - 8 - 第四章 施工超前地質(zhì)預(yù)報方法 - 10 - 4.1 施工段落與對應(yīng)的地質(zhì)預(yù)測預(yù)報方法 - 10 - 4.2 地面調(diào)查 - 18 - 4.3 地質(zhì)素描 - 19 - 4.3.1素描內(nèi)容 - 19 - 4.3.2 圍巖穩(wěn)定性評價和預(yù)報 - 20 - 4.3.3 資料提交 - 20 - 4.4 物探法 - 20 - 4.4.1 TSP超前地質(zhì)預(yù)報（地震波反射法） - 20 - 4.4.2 高分辨直流電法 - 26 - 4.4.3 地質(zhì)雷達探測法 - 32 - 4.4.4

4、紅外探測法 - 34 - 4.5 超前鉆探法 - 37 - 4.5.1 超前地質(zhì)鉆孔 - 37 - 4.5.2加深炮眼 - 38 - 4.6 綜合地質(zhì)預(yù)報 - 38 - 4.7 成果資料 - 40 - 4.7.1 即時報告 - 40 - 4.7.2 日常報告 - 40 - 4.7.3 最終成果報告 - 40 - 第五章 隧道地質(zhì)復(fù)雜程度分級 - 41 - 第六章 施工超前地質(zhì)預(yù)報工程數(shù)量 - 44 - 第七章 施工超前地質(zhì)預(yù)報組織結(jié)構(gòu)及職責(zé)分工 - 45 - 7.1超前地質(zhì)預(yù)報組織機構(gòu) - 45 - 7.2超前地質(zhì)預(yù)報職責(zé)分工 - 45 - 第八章 質(zhì)量管理

5、體系及質(zhì)量、安全、進度、環(huán)保保證措施 - 45 - 8.1 建立超前地質(zhì)預(yù)報質(zhì)量管理體系 - 45 - 8.2 思想保證措施 - 46 - 8.3 制度保證措施 - 46 - 8.3.1建立質(zhì)量責(zé)任制度 - 46 - 8.3.2 建立質(zhì)量檢查考核制度 - 46 - 8.4 超前地質(zhì)預(yù)報的質(zhì)量保證措施 - 46 - 8.5 超前地質(zhì)預(yù)報的安全保證措施 - 47 - 8.5.1 安全保證體系 - 47 - 8.5.2 安全工作制度 - 49 - 8.6 超前地質(zhì)預(yù)報的進度保證措施 - 52 - 8.7 超前地質(zhì)預(yù)報的環(huán)保保護措施 - 52 - 8.7.1 噪聲污染控制 -

6、52 - 8.7.2 水環(huán)境保護 - 52 - 8.7.3 大氣、環(huán)境保護 - 53 - 第一章 編制依據(jù) 1.1 編制依據(jù) ⑴《高速鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》鐵建設(shè)[2010]241號； ⑵《高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準》（TB10753-2010）； ⑶《鐵路隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)指南》（鐵建設(shè)【2008】105號）； ⑷《鐵路工程基本作業(yè)施工安全技術(shù)規(guī)程》（TB10301-2009） ⑸《關(guān)于進一步明確軟弱圍巖及不良地質(zhì)鐵路隧道設(shè)計施工有關(guān)技術(shù)規(guī)定的通知》（鐵建設(shè)【2010】120號） ⑹ CLZQ-9標(biāo)設(shè)計文件、CLZQ-9標(biāo)承包合同文件、《新建鐵路

7、成都至蘭州線成都至川主寺段站前工程CLZQ-9標(biāo)段實施性施工組織設(shè)計》； ⑺ 成蘭鐵路CLZQ-9標(biāo)設(shè)計文件及圖紙。 第二章 工程概況 2.1 地理位置及工程范圍 本標(biāo)段起訖里程左線D8K149+550～D8K170+850，右線YD8K148+753～YD8K170+935，主要包括榴桐寨隧道出口段、龍?zhí)琳舅木€大橋、平安隧道進口段。榴桐寨隧道出口段設(shè)2#橫洞一座，平安隧道進口段設(shè)1#、2#、5#、6#橫洞和3#斜井。標(biāo)段工程位置示意如圖2-1-1。 圖2-1-1 標(biāo)段工程位置示意圖 2.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì) 2.2.1 地形地貌 榴桐寨隧道地形溝谷縱橫，地形起伏大，地面高

8、程1600~3255m，出口位于龍?zhí)翜?，與龍?zhí)链髽蛳噙B，自然橫坡25°～60°，局部為陡壁，植被較差，屬越嶺隧道。 平安隧道位于茂縣桃花寨溝與平安溝之間，最低高程1690m，最高高程4200m，相對高差2510m，自然坡度30°～75°，局部為陡壁，植被茂盛。山高谷深，嶺谷相間，隧道橫穿龍?zhí)翜?，石大關(guān)等多條間溪流，大致沿岷江上行，為傍山隧道。 2.2.2 地層巖性 2.2.2.1 榴桐寨隧道 主要穿越泥盆系危關(guān)群下組（Dwg(1)）炭質(zhì)千枚巖、千枚巖夾石英巖、灰?guī)r；志留系茂縣群第五組（Smx(5)）千枚巖夾灰?guī)r、砂巖；第四組（Smx(4)）千枚巖夾泥質(zhì)灰?guī)r；第三組（Smx(3)）千枚巖

9、與炭質(zhì)千枚巖、灰?guī)r、砂巖、石英巖互層；第二組（Smx(2)）千枚巖、炭質(zhì)千枚巖夾砂巖、灰?guī)r；隧區(qū)發(fā)育3條斷層，2條向斜，1條背斜，受構(gòu)造影響，附近巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，完整性差，富水性好。 2.2.2.1平安隧道 主要穿越泥盆系危關(guān)群上組（Dwg(2)）炭質(zhì)千枚巖、砂質(zhì)千枚巖、石英巖；泥盆系危關(guān)群下組（Dwg(1)）含炭質(zhì)千枚巖、絹云石英千枚巖夾石英巖、灰?guī)r；石炭系、二疊系灰?guī)r夾炭質(zhì)千枚巖、炭質(zhì)頁巖（C+P），三疊系下統(tǒng)菠茨溝組石英砂巖、炭質(zhì)千枚巖夾灰?guī)r（T[1]b）以及三疊系中統(tǒng)雜谷腦組千枚巖、砂巖、灰?guī)r（T[2]z）； 本段隧道通過桃花寨向斜、石大關(guān)斷層、水溝子弧形同斜倒轉(zhuǎn)背斜、平安1#

10、倒轉(zhuǎn)向斜、小關(guān)子逆沖斷層、平安1#斷層、平橋溝推斷逆沖斷層、洗澡塘弧形同斜倒轉(zhuǎn)向斜、觀音崖倒轉(zhuǎn)背斜等。圍巖穩(wěn)定性差，節(jié)理較發(fā)育。 榴桐寨隧道、平安隧道、橫洞及斜井具體圍巖等級見表2-2-1、2-2-2。 表2-2-1 榴桐寨隧道、平安隧道具體圍巖等級表 序號 名稱 里程 長度 圍巖分級計算長度(m) (m) II Ⅲ Ⅳ Ⅴ 1 榴桐寨隧道 左線D8K149+550～D8K151+598 2048 0 0 480 1568 右線YD8K148+753～YD8K151+573.5（含明洞10m） 2820.5 0 0 807 2003

11、.5 2 平安隧道 左線D8K151+760～D8K170+850 19090 200 3565 8808 6537 右線YD8K151+735.5～YD8K170+935 19199.5 200 3446 8850 6703.5 合計 43158 400 7011 18945 16812 占總隧長比例(%) 0.9% 16.2% 43.9% 39.0% 榴桐寨隧道、平安隧道大變形段長度總計11280m，占隧道總長的27.5%。 表2-2-2 橫洞及斜井具體圍巖情況 隧道名稱 序號 輔助坑道名稱 總長度 圍巖分級長度（m）

12、 （m） Ⅲ Ⅳ Ⅴ 榴桐寨隧道 1 2#橫洞 263 　 263 平安隧道 2 1#橫洞 365 　 365 3 2#橫洞 754 　 754 4 5#橫洞 2699 850 1547 302 5 6#橫洞 2852 450 1752 650 6 3#斜井 1893 700 1193 合計(m) 8826 1300 3999 3527 占總長比例(%) 　 14.73 45.31 39.96 2.2.2.3地質(zhì)構(gòu)造 本標(biāo)段隧道受區(qū)域構(gòu)造影響，斷層、褶皺發(fā)育。平安隧道以石大關(guān)斷

13、層為界，分為2大構(gòu)造帶：石大關(guān)弧形構(gòu)造帶、較場山字形構(gòu)造帶。 2.2.2.4 地震動參數(shù) 根據(jù)2011年8月中國地震局對成蘭鐵路地震安評報告的審查和批復(fù)，本標(biāo)段沿線地震參數(shù)如表2-2-3所示。 表2-2-3 地震動參數(shù) 序號 里程 長度（km） 地震動峰值加速度 1 D8K149+550～D8K170+850 21.3 0.3g 2.2.2.5 水文地質(zhì) 本標(biāo)段地表水主要為江溪水、溝水，岷江水。沿線地表和地下水豐富，山間溪流一般長年有?？傮w上地表水集中在溝谷，徑流快、靜藏量小。 2.2.2.6 不良地質(zhì)與特殊巖土地段 ⑴不良地質(zhì)體：本標(biāo)段地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖體破碎，

14、不良地質(zhì)發(fā)育，主要有滑坡、泥石流、巖堆、危巖落石、巖溶、地震區(qū)、人為坑洞、斷層破碎帶等。 ⑵特殊巖土：主要為軟土、松軟土、膨脹土、膨脹巖、人工填土、濕陷性黃土、板巖、炭質(zhì)板巖、灰?guī)r等。 第三章 施工超前地質(zhì)預(yù)報實施方案 3.1 施工超前預(yù)報工作執(zhí)行的規(guī)程、規(guī)范和指南 ⑴ 《鐵路隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)指南》鐵建設(shè)[2008]105號； ⑵ 《鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》 TB10012-2007 J124-2007； ⑶ 《鐵路工程不良地質(zhì)勘察規(guī)程》TB10027-2001 J125-2001； ⑷ 《鐵路工程特殊巖土勘察規(guī)程》TB10038-2001 J126-2001；

15、⑸ 《鐵路工程水文地質(zhì)勘察規(guī)程》TB10049-2004 J339-2004； ⑹ 《鐵路工程物理勘探規(guī)程》 TB10013-2004； ⑻ 《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》 GB50111-2006； ⑼ 《巖土工程勘察規(guī)范》 BG5002-2001； ⑽ 《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》 GB 18306-2001； ⑾ 《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》 JB10003-2005； 3.2 施工超前預(yù)報的目的 ⑴ 進一步查清隧道開挖工作面前方的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，指導(dǎo)工程施工的順利進行； ⑵ 降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的機率和危害程度； ⑶ 為優(yōu)化工程設(shè)計提供地質(zhì)依據(jù)； ⑷ 為編制竣工文件提供地質(zhì)資料

16、。 3.3 施工超前預(yù)報方法及其內(nèi)容 根據(jù)隧道地質(zhì)條件、風(fēng)險源及其風(fēng)險等級，采取不同的超前探測方法，分別為地質(zhì)調(diào)查法、物探法及超前鉆探法。 3.3.1 長距離預(yù)報 長距離預(yù)報主要采用地質(zhì)分析法，根據(jù)地面測繪和其它基礎(chǔ)資料對隧道通過區(qū)的地質(zhì)界線、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、圍巖級別、儲水構(gòu)造、富水規(guī)模、巖溶發(fā)育規(guī)律及特征、其它不良地質(zhì)及特殊地質(zhì)發(fā)育情況進行長距離、宏觀預(yù)測預(yù)報，分析和把握存在的主要工程地質(zhì)問題、主要地質(zhì)災(zāi)害隱患及其分布范圍、在隧道內(nèi)揭示的大致里程等，從而制定預(yù)報預(yù)案，預(yù)報距離一般在掌子面前方100m 以上，并根據(jù)揭示情況進行不斷的修正。 3.3.2 中長距離預(yù)報 中長距離預(yù)報

17、是在長距離預(yù)報的基礎(chǔ)上采用地震波反射法或聲波反射法、高分辨電法、深孔水平鉆探等對掌子面前方30～100m 范圍內(nèi)的地質(zhì)情況作進一步的預(yù)報，如對不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模、性質(zhì)作較為詳細的預(yù)報，粗略的預(yù)報圍巖級別和地下水情況等。 3.3.3 短距離預(yù)報 短距離預(yù)報是在中長距離預(yù)報的基礎(chǔ)上采用掌子面素描、紅外探測、地質(zhì)雷達和超前鉆孔等方法進行預(yù)報，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，對可能有突泥、突水和其它不良地質(zhì)情況的地段應(yīng)進行鉆孔驗證。 本標(biāo)段隧道施工超前預(yù)報主要采用地質(zhì)調(diào)查法、物探法、超前鉆探法。施工地質(zhì)預(yù)報是一項系統(tǒng)性的工作，需納入施工工序。根據(jù)以

18、上原則，制定具體預(yù)報方案如下： ⑴地面調(diào)查：對隧道范圍內(nèi)地形、地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件，不良地質(zhì)作用等進行進一步的全面核查。 ⑵洞內(nèi)地質(zhì)素描：對隧道全段（包括正洞、輔助坑道），進行地質(zhì)素描。 ⑶TSP超前探測：采用TSP超前探測，重點查明隧道巖體完整性，軟弱結(jié)構(gòu)面，斷層破碎帶，裂隙發(fā)育帶規(guī)模、大小、發(fā)育位置，對隧道進行貫穿性探測。 ⑷紅外探測法：采用紅外線探測儀對隧道前方掌子面水文地質(zhì)條件進行探測，宏觀掌握掌子面前方短距離（大約30m）范圍內(nèi)的富水帶位置及富水情況。 ⑸地質(zhì)雷達探測：采用地質(zhì)雷達對可溶巖段、向斜核部、侵入接觸帶、軟硬巖接觸帶、斷層及其影響帶或 TSP 超

19、前探測發(fā)現(xiàn)的異常地帶，進行短距離精確探測，精確查明巖溶裂隙發(fā)育位置、大小規(guī)模、形態(tài)、充填及富水狀況以及斷層破碎帶、裂隙發(fā)育帶位置、規(guī)模、接觸帶巖體完整性等工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件。 ⑹超前地質(zhì)鉆孔：對于隧道可溶巖巖溶弱發(fā)育段，采用一孔超前探孔貫通，對于巖溶中等～強烈發(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)報手段探測到的異常地段）必要時采用多孔探測；重點復(fù)雜地段（其他預(yù)報手段探測到的重大異常地段）采用超前地質(zhì)探孔進行超前驗證探測。 ⑺掌子面加深炮眼：利用在隧道開挖工作面上炮眼鉆孔，選擇3～5個鉆孔加深3m以上，探測掌子

20、面前方的地質(zhì)情況。 3.4 施工超前預(yù)報工作流程 隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報工作采用長短結(jié)合、上下對照、定性與定量相結(jié)合，多方法、多頻次相互印證的原則，進行綜合施工超前地質(zhì)預(yù)報。 針對沿線各隧道洞身段地質(zhì)復(fù)雜程度，具體預(yù)報分為常規(guī)預(yù)報和加強預(yù)報兩種情況。 常規(guī)預(yù)報：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（地表調(diào)查）、中長距離預(yù)報（TSP 預(yù)報）、短距離預(yù)報（表面地質(zhì)雷達、超前地質(zhì)鉆孔和加深炮眼）相結(jié)合的預(yù)報體系。其流程見圖3-4-1。 圖3-4-1 常規(guī)預(yù)報工藝流程圖 加強預(yù)報：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（地表調(diào)查）、

21、中長距離預(yù)報（TSP 預(yù)報）、短距離預(yù)報（表面地質(zhì)雷達、紅外線預(yù)報、超前地質(zhì)鉆孔和加深炮眼）相結(jié)合的預(yù)報體系。其流程見圖3-4-2。 圖3-4-2 加強預(yù)報工藝流程 3.5 隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報關(guān)鍵技術(shù)問題的對策 ⑴巖溶及涌水、突泥預(yù)報 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TSP203A對巖溶及地下水發(fā)育的位置、規(guī)模及性質(zhì)作較為詳細的預(yù)報，然后采用掌子面素描、地質(zhì)雷達、紅外探測等方法更加準確地預(yù)報掌子面前方30m范圍內(nèi)巖溶的發(fā)育情況，對可能有巖溶、突泥涌水的地段特別是可溶巖與非可溶巖的接觸帶應(yīng)進行水平鉆驗證，超前鉆探時必須設(shè)有防突裝置，具體為在鉆

22、孔時安設(shè)孔口管及高壓閘閥，當(dāng)遇有高壓水時，要立即拔出鉆具，關(guān)閉孔口管的高壓閥門，等待制定處理措施。對巖溶強烈發(fā)育地段可增加鉆孔的數(shù)量及增加地質(zhì)雷達探測的頻率，并對開挖后的隧道底板用地質(zhì)雷達進行隧底巖溶檢測。 斜井工區(qū)、隧道反坡施工地段處于富水區(qū)時，超前鉆探作業(yè)時應(yīng)做好突涌水處治的方案。隧道涌水、突泥預(yù)報程序，見圖3-5-1。 圖3-5-1 隧道涌水突泥預(yù)報程序框圖 ⑵斷層破碎帶預(yù)報 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，所以隧道在開挖過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

23、道屬巖溶隧道，故應(yīng)進行TSP203A、地質(zhì)雷達和紅外探水貫通性探測，探測掌子面前方圍巖的強度、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)計節(jié)理組數(shù)及其形態(tài)的變化，推測前方可能出現(xiàn)斷層的位置，對可能出現(xiàn)斷層的地段進行水平鉆驗證，鉆孔時需安設(shè)孔口管及高壓閘閥，當(dāng)遇有高壓水時，要立即拔出鉆具，關(guān)閉孔口管的高壓閥門，等待制定處理措施。斷層預(yù)報程序框圖，見圖3-5-2。 圖3-5-2 斷層預(yù)報程序框圖 第四章 施工超前地質(zhì)預(yù)報方法 結(jié)合沿線隧道地質(zhì)條件，超前地質(zhì)預(yù)報工作采用由面到點、長短結(jié)合、地面調(diào)查與洞內(nèi)預(yù)報相結(jié)合、定性與定量相結(jié)合的方法，確保預(yù)報的準確性。 4.1 施工

24、段落與對應(yīng)的地質(zhì)預(yù)測預(yù)報方法 表4-1-1 榴桐寨隧道左線各施工段落對應(yīng)的地質(zhì)預(yù)測預(yù)報方法統(tǒng)計表 序號 里程 圍巖級別 物探法 超前鉆探法 1 H2D8K0+000～+263 Ⅴ WT-1 ZT-1 2 D8K149+150～D8K149+200 Ⅳ WT-1 ZT-2 3 D8K149+200～D8K149+910 Ⅳ WT-1 ZT-2 4 D8K149+910～D8K150+120 Ⅴ WT-2 ZT-2 5 D8K150+120～750 Ⅳ WT-1 ZT-2 6 D8K150+750～850 Ⅳ WT-1 ZT

25、-1 7 D8K150+850～980 Ⅴ 8 D8K150+980～D8K151+360 Ⅳ 9 D8K151+360～598 Ⅴ 表4-1-2 榴桐寨隧道右線各施工段落對應(yīng)的地質(zhì)預(yù)測預(yù)報方法統(tǒng)計表 序號 里程 圍巖級別 物探法 超前鉆探法 1 YD8K148+753～YD8K149+220 Ⅳ 2 YD8K149+220～930 Ⅳ WT-1 ZT-2 3 YD8K149+930～YD8K150+140 V WT-2 ZT-2 4 YD8K150+140～770 Ⅳ WT-1 ZT-2 5 YD8K150+77

26、0～870 Ⅳ WT-1 ZT-1 6 YD8K150+870～YD8K151+000 V 7 YD8K151+000～380 Ⅳ 8 YD8K151+380～573.5 V 表4-1-3 平安隧道左線各施工段落對應(yīng)的地質(zhì)預(yù)測預(yù)報方法統(tǒng)計表 隧道名稱 序號 里程范圍 圍巖級別 物探法 超前鉆探法 平安隧道1號橫洞 1 HD1K0+004～+190 V WT-1 ZT-1 2 HD1K0+190～+270 V WT-2 ZT-2 3 HD1K0+270～+365 V WT-1 ZT-1 平安隧道2號橫洞 4 H2D8K

27、0+004～+590 IV WT-1 ZT-1 5 H2D8K0+590～+754 V 6 HD4K0+300～+555 V 平安隧道5號橫洞 7 HD5K0+000～250 Ⅳ WT-1 ZT-1 8 HD5K0+250～500 Ⅲ 9 HD5K0+500～800 Ⅳ ZT-2 10 HD5K0+800～900 Ⅴ 11 HD5K0+900～HD5K1+050 Ⅳ 12 HD5K1+050～300 Ⅲ ZT-1 13 HD5K1+300～410 Ⅳ ZT-2 14 HD5K1+410～600 Ⅳ ZT-1 15

28、 HD5K1+600～750 Ⅴ 16 HD5K1+750～950 Ⅳ 17 HD5K1+950～HD5K2+300 Ⅲ 18 HD5K2+300～653 Ⅳ 19 HD5K2+653～699 Ⅴ 平安隧道6號橫洞 20 HD6K0+000～150 Ⅳ WT-1 ZT-2 21 HD6K0+150～250 Ⅴ 22 HD6K0+250～400 Ⅳ 23 HD6K0+400～500 Ⅲ ZT-1 24 HD6K0+500～600 Ⅳ ZT-2 25 HD6K0+600～700 Ⅴ 26 HD6K0+700～900 Ⅳ

29、 27 HD6K0+900～HD6K1+100 Ⅲ 28 HD6K1+100～150 Ⅳ ZT-2 29 HD6K1+150～300 Ⅲ ZT-1 30 HD6K1+300～400 Ⅳ ZT-2 31 HD6K1+400～650 Ⅴ 32 HD6K1+650～950 Ⅳ 33 HD6K1+950～HD6K2+050 Ⅴ ZT-1 34 HD6K2+050～500 Ⅳ 35 HD6K2+500～550 Ⅴ 36 HD6K2+550～802 Ⅳ 37 HD6K2+802～852 Ⅴ 平安隧道3號斜井 38 XJ3K

30、0+004～+350 IV WT-1 ZT-1 39 XJ3K0+350～+450 IV WT-1 ZT-2 40 XJ3K0+450～+700 IV WT-1 ZT-1 41 XJ3K0+700～XJ3K1+350 V WT-2 ZT-1 42 XJ3K1+350～+450 V WT-2 ZT-2 43 XJ3K1+450～+893 V WT-1 ZT-1 平安隧道左線 44 D8K151+760～+790 V WT-1 ZT-1 45 D8K151+790～+980 V WT-2 ZT-2 46 D8K151

31、+980～D8K152+080 V WT-1 ZT-1 47 D8K152+080～+380 IV 48 D8K152+380～+430 V 49 D8K152+430～+500 IV 50 D8K152+500～+880 IV WT-1 ZT-2 51 D8K152+880～D8K153+500 IV WT-1 ZT-1 52 D8K153+500～+550 V 53 D8K153+550～D8K154+250 IV 54 D8K154+250～+320 V 55 D8K154+320～+500 IV 56 D8K154

32、+500～D8K155+450 IV WT-1 ZT-2 57 D8K155+450～+630 IV WT-1 ZT-1 58 D8K155+630～+650 IV WT-2 ZT-2 59 D8K155+650～+880 V 60 D8K155+880～+950 V WT-1 ZT-1 61 D8K155+950～D8K156+220 IV WT-2 ZT-1 62 D8K156+220～+370 V WT-2 ZT-2 63 D8K156+370～+500 IV WT-2 ZT-1 64 D8K156+500～+7

33、00 V 65 D8K156+700～+750 IV WT-1 ZT-1 66 D8K156+750～+800 V 67 D8K156+800～D8K157+480 IV 68 D8K157+480～+615 Ⅲ 69 D8K157+615～+665 IV 70 D8K157+665～D8K158+030 Ⅲ 71 D8K158+030～+510 IV 72 D8K158+510～+980 Ⅲ WT-1 ZT-1 73 D8K158+980～D8K159+180 Ⅱ 74 D8K159+180～+260 Ⅲ 75 D8K

34、159+260～+515 IV 76 D8K159+515～+565 V WT-1 ZT-2 77 D8K159+565～D8K160+140 IV 78 D8K160+140～+240 V 79 D8K160+240～+660 IV 80 D8K160+660～+780 V WT-2 ZT-2 81 D8K160+780～D8K161+200 IV WT-1 ZT-2 82 D8K161+200～+260 V 83 D8K161+260～+320 IV 84 D8K161+320～+660 IV WT-1 ZT-1 8

35、5 D8K161+660～+710 V 86 D8K161+710～+910 IV 87 D8K161+910～D8K162+000 V 88 D8K162+000～+200 IV 89 D8K162+200～+650 Ⅲ 90 D8K162+650～+900 IV 91 D8K162+900～D8K163+200 Ⅲ 92 D8K163+200～+350 IV 93 D8K163+350～+470 V 94 D8K163+470～+840 IV 95 D8K163+840～D8K164+000 Ⅲ 96 D8K164+000

36、～+360 IV 97 D8K164+360～+450 V 98 D8K164+450～+590 IV 99 D8K164+590～DK8K165+105 Ⅲ 100 D8K165+105～+230 IV 101 D8K165+230～+280 V 102 D8K165+280～+550 IV 103 D8K165+550～+720 IV WT-1 ZT-2 104 D8K165+720～D8K166+250 IV WT-1 ZT-1 105 D8K166+250～+590 Ⅲ 106 D8K166+590～+645 IV

37、 107 D8K166+645～+695 V 108 D8K166+695～+855 IV 109 D8K166+855～+955 V WT-2 ZT-2 110 D8K166+955～D8K167+055 IV WT-1 ZT-1 111 D8K167+055～+205 V WT-2 ZT-2 112 D8K167+205～+405 IV 113 D8K167+405～+705 V 114 D8K167+705～+755 IV 115 D8K167+755～+905 V 116 D8K167+905～D8K168+400

38、IV WT-1 ZT-1 117 D8K168+400～+420 IV WT-2 ZT-2 118 D8K168+420～+500 V 119 D8K168+500～+550 IV 120 D8K168+550～D8K169+000 Ⅲ WT-1 ZT-1 121 D8K169+000～+120 IV 122 D8K169+120～+240 V 123 D8K169+240～+350 IV 124 D8K169+350～+650 Ⅲ 125 D8K169+650～D8K170+095 IV WT-1 ZT-1 126 D

39、8K170+095～+295 V WT-2 ZT-2 127 D8K170+295～+630 IV WT-1 ZT-1 128 D8K170+630～+850 V WT-2 ZT-2 表4-1-4 平安隧道右線各施工段落對應(yīng)的地質(zhì)預(yù)測預(yù)報方法統(tǒng)計表 平安隧道右線 1 YD8K151+753.534～+766 V WT-1 ZT-1 2 YD8K151+766～+960 V WT-2 ZT-2 3 YD8K151+960～YD8K152+063 V WT-1 ZT-1 4 YD8K151+063～YD8K152+363 IV

40、5 YD8K152+363～+413 V 6 YD8K152+413～+483 IV 7 YD8K152+483～+863 IV WT-1 ZT-2 8 YD8K152+863～YD8K153+483 IV WT-1 ZT-1 9 YD8K153+483～+533 V 10 YD8K153+533～YD8K154+233 IV 11 YD8K154+233～+303 V 12 YD8K154+303～+483 IV 13 YD8K154+483～YD8K155+433 IV WT-1 ZT-2 14 YD8K155+433

41、～+613 IV WT-1 ZT-1 15 YD8K155+613～+633 IV WT-2 ZT-2 16 YD8K155+633～+863 V 17 YD8K155+863～+933 V WT-1 ZT-1 18 YD8K155+933～YD8K156+203 IV WT-2 ZT-1 19 YD8K156+203～+353 V WT-2 ZT-2 20 YD8K156+353～+483 IV WT-2 ZT-1 21 YD8K156+483～+683 V 22 YD8K156+683～+733 IV WT-1

42、 ZT-1 23 YD8K156+733～+783 V 24 YD8K156+783～YD8K157+463 IV 25 YD8K157+463～+598 Ⅲ 26 YD8K157+598～648 IV 27 YD8K157+648～YD8K158+013 Ⅲ 28 YD8K158+013～+493 IV 29 YD8K158+493～+963 Ⅲ 30 YD8K158+963～YD8K159+163 Ⅱ 31 YD8K159+163～+243 Ⅲ 32 YD8K159+243～+498 IV 33 YD8K159+498～+5

43、48 V WT-1 ZT-2 34 YD8K159+548～YD8K160+123 IV 35 YD8K160+123～+223 V 36 YD8K160+223～+643 IV 37 YD8K160+643～+763 V WT-2 ZT-2 38 YD8K160+763～YD8K161+183 IV WT-1 ZT-2 39 YD8K161+183～+243 V 40 YD8K161+243～+303 IV 41 YD8K161+303～+643 IV WT-1 ZT-1 42 YD8K161+643～+693 V 4

44、3 YD8K161+693～+893 IV 44 YD8K161+893～+983 V 45 YD8K161+983～YD8K162+183 IV 46 YD8K162+183～+633 Ⅲ 47 YD8K162+633～+883 IV 48 YD8K162+883～YD8K163+183 Ⅲ 49 YD8K163+183～+333 IV 50 YD8K163+333～+453 V 51 YD8K163+453～+823 IV 52 YD8K163+823～+983 Ⅲ 53 YD8K163+983～YD8K164+343 IV

45、 54 YD8K164+343～+433 V 55 YD8K164+433～+573 IV 56 YD8K164+573～YD8K165+088 Ⅲ 57 YD8K165+088～+213 IV 58 YD8K165+213～+263 V 59 YD8K165+263～+533 IV 60 YD8K165+533～+703 IV WT-1 ZT-2 61 YD8K165+703～YD8K166+233 IV WT-1 ZT-1 62 YD8K166+233～+573 Ⅲ 63 YD8K166+573～+628 IV 64 Y

46、D8K166+628～+678 V 65 YD8K166+628～+838 IV 66 YD8K166+838～+938 V WT-2 ZT-2 67 YD8K166+938～YD8K167+038 IV WT-1 ZT-1 68 YD8K167+038～+188 V WT-2 ZT-2 69 YD8K167+188～+388 IV 70 YD8K167+388～+688 V 71 YD8K167+688～+738 IV 72 YD8K167+738～+888 V 73 YD8K167+888～YD8K168+383 IV

47、WT-1 ZT-2 74 YD8K168+383～+403 IV WT-2 ZT-2 75 YD8K168+403～+483 V 76 YD8K168+483～+533 IV 77 YD8K168+533～+983 Ⅲ WT-1 ZT-1 78 YD8K168+983～YD8K169+103 IV 79 YD8K169+103～+223 V 80 YD8K169+223～+333 IV 81 YD8K169+333～+633 Ⅲ 82 YD8K169+633～YD8K170+078 IV WT-2 ZT-1 83 YD8K

48、170+078～+278 V WT-2 ZT-2 84 YD8K170+278～+613 IV WT-2 ZT-1 85 YD8K170+613～+883 V WT-2 ZT-2 86 YD8K170+883～YD8K170+935 IV 4.2 地面調(diào)查 ⑴調(diào)查目的 核對勘測資料，掌握隧道所在地區(qū)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，為隧道內(nèi)地質(zhì)預(yù)報提供方向性的依據(jù)。 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出口及隧道中線兩側(cè)各1～2.5km 的范圍。 ⑶調(diào)查內(nèi)容 ① 地層巖性 主要調(diào)查地層的地質(zhì)時代、巖層厚度

49、、層間結(jié)合程度、巖層產(chǎn)狀、巖性、巖石硬度、風(fēng)化程度等。 ②地質(zhì)構(gòu)造 主要調(diào)查破碎帶及節(jié)理裂隙特征。破碎帶寬度、破碎帶的成分、破碎帶的含水情況以及與隧道的關(guān)系；節(jié)理裂隙的組數(shù)、產(chǎn)狀、間距、充填物質(zhì)、延伸長度、張開度及節(jié)理面的起伏情況，節(jié)理裂隙的組合狀況。 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、以及對隧道的影響；斷層破碎帶、巖性接觸帶、膨脹頁巖的分布范圍及規(guī)模。 ④地下水的特征 調(diào)查隧道范圍內(nèi)的泉水、井水、水塘、水庫、溝水、河水及其水量、水文、水質(zhì)的變化等。 4.3 地質(zhì)素描 地質(zhì)素描是隧道開挖后及時記錄隧道洞身和掌子面地質(zhì)情況的一種方法，它是地質(zhì)調(diào)

50、查的細化和補充，結(jié)合勘察和地質(zhì)調(diào)查取得的地質(zhì)資料，可以對隧道掌子面前方地質(zhì)情況進行預(yù)測，并提出工程措施意見，同時為隧道運營維護提供全面準確的地質(zhì)資料。 4.3.1素描內(nèi)容 ①地層巖性 描述洞內(nèi)地層、地質(zhì)時代、巖層厚度、層間結(jié)合程度、巖層產(chǎn)狀、巖性、巖石硬度、風(fēng)化程度等。核對地層界線在隧道洞身的實際位置。 ②地質(zhì)構(gòu)造 確定各斷層帶以及主、次斷層（包括影響帶）的位置及與隧道的關(guān)系，描述各斷層的產(chǎn)狀、寬度、富水程度、斷層帶的物質(zhì)組成及其膠結(jié)程度。 對洞內(nèi)巖體節(jié)理、裂隙進行定性及定量統(tǒng)計量測，查明其性質(zhì)、組數(shù)、產(chǎn)狀、間距、延伸長度、張開寬度、粗糙程度、蝕變情況、密度、地下水及充填情況，以及

51、節(jié)理裂隙的組合狀況等，并分析優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面對圍巖穩(wěn)定性的影響。 ③巖溶 描述巖溶規(guī)模、形態(tài)、位置、所屬地層和構(gòu)造部位，充填物成分、狀態(tài)，以及巖溶展布的空間關(guān)系。 ④特殊地層 膨脹巖層等應(yīng)單獨進行描述。對存在的有害氣體及放射性危害，應(yīng)分析描述危害源存在情況。 ⑤塌方 應(yīng)記錄塌方部位、方式與規(guī)模及其隨時間的變化特征，并分析產(chǎn)生塌方的地質(zhì)原因及其對繼續(xù)掘進的影響。 ⑥地下水的特征 圍巖的透水性，出水點位置、出露形態(tài)（滲水、滴水、滴水成線、股水（涌水）、暗河）水量、水壓、水溫、水色、懸浮物（泥砂等）測定；出水點和地質(zhì)環(huán)境（地層、構(gòu)造、巖溶、暗河等）的關(guān)系；進行地表相關(guān)氣象、水文觀測，判斷洞

52、內(nèi)涌水與地表徑流、降雨的關(guān)系；必要時進行水樣分析。 ⑦其他 在對巖體受構(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)等進行詳細編錄的基礎(chǔ)上，對圍巖級別及其他地質(zhì)參數(shù)進行修正，并提出有針對性的支護、襯砌或超前加固措施意見。 對重點地段，如巖溶、斷層、節(jié)理密集帶、巖性接觸帶、地下水富集帶、巖性變化頻繁或軟硬相間及掌子面地質(zhì)情況與原設(shè)計地質(zhì)條件出入較大等重點地段，除地質(zhì)編錄外，還要進行必要的地質(zhì)調(diào)繪和測試。 4.3.2 圍巖穩(wěn)定性評價和預(yù)報 根據(jù)地質(zhì)素描得到地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)、水文地質(zhì)特征等，判定圍巖完整性和圍巖分級，結(jié)合勘察和地質(zhì)調(diào)查取得的地質(zhì)資料預(yù)測隧道前

53、方地質(zhì)情況。 4.3.3 資料提交 每循環(huán)開挖后對拱頂、掌子面和左右邊墻進行地質(zhì)編錄，并進行數(shù)碼攝像。編錄的原始記錄、圖、表當(dāng)天整理（繪制）。施工一定距離后，作出分段（60m/張）完善的地質(zhì)展示圖和總結(jié)。 4.4 物探法 4.4.1 TSP超前地質(zhì)預(yù)報（地震波反射法） TSP超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)是專門為隧道和地下工程超前地質(zhì)預(yù)報研制開發(fā)的在這個領(lǐng)域最先進的設(shè)備，它能方便快捷地預(yù)報掌子面前方較長范圍內(nèi)的地質(zhì)情況，它彌補傳統(tǒng)地質(zhì)預(yù)報方法只能定性預(yù)報無法定量預(yù)報的缺陷，為更準確的地質(zhì)預(yù)報提供了一種強有力的科學(xué)方法和工具，它不僅可以及時地為隧道施工變更施工工藝提供依據(jù)，而且可以減少隧道施工中突

54、發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的危險性，為隧道施工提供施工更安全保障，減少人員和設(shè)備的損傷，同時也就帶來很大的經(jīng)濟效益。 TSP每次可探測100～200m，為提高預(yù)報準確度和精度，采取重疊式預(yù)報，每開挖100m～150m預(yù)報一次，重疊部分( 不小于20m)對比分析，每次探測結(jié)果與開挖揭示情況對比分析。 4.4.1.1 TSP的基本原理 隧道地震波超前預(yù)報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，實現(xiàn)隧道地質(zhì)超前預(yù)報的目的。地震波震源采用小藥量炸藥震源，激發(fā)孔在洞壁一側(cè)沿直線布置，一般采用24個炮孔激發(fā)，激發(fā)炮點的數(shù)量與采集的地震波信息量有關(guān)。地震波接收器安置在孔中，采取左右洞壁各布置一個接收器的原

55、則。地震波在巖體中以球面波形式傳播，當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅綇椥圆ㄗ杩勾嬖诓町惖慕缑鏁r，例如地層界面、節(jié)理面、特別是斷層破碎帶、溶洞、暗河、巖溶陷落柱、巖溶淤泥帶等不良地質(zhì)，一部分地震信號反射回來，一部分信號透射進入前方介質(zhì)繼續(xù)傳播，在傳播過程中重演著反射與透射的不斷過程，陸續(xù)反射回來的地震波信號被儀器設(shè)備采集下來。地震反射波信號的旅行時間與距離成正比，與傳播速度成反比，通過分析各種波型的傳播時間、波形特征和強度變化，實現(xiàn)預(yù)報隧道掌子面前方地質(zhì)條件的目的。（見圖4-4-1） 圖4-4-1 TSP超前地質(zhì)預(yù)報原理 4.4.1.2 設(shè)備 采用TSP 203A超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)，系統(tǒng)主要組成。 ①

56、記錄單元：12道，24位A/D 轉(zhuǎn)換，采樣率：0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1ms，記錄長度：20.48~8192ms，動態(tài)范圍120dB 。 ② 接收器（檢波器）：三分量加速度地震檢波器，靈敏度為1000mV/g±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℃。 ③ TSPWIN 5.0版隧道預(yù)報處理軟件。 4.4.1.3測線布置 ①接收器孔 位置：在隧道邊墻（面對掌子面），距離掌子面大約70m； 數(shù)量：2個，隧道左、右邊墻各一個； 直徑：φ50mm/孔深2m； 布置：垂直于隧道軸向，用環(huán)氧樹脂固結(jié)

57、，水平布置； 高度：離地面1m。 ②炮孔 位置：在隧道的左（右）邊墻，第一個炮孔離接收器15～20m，其余炮孔間距為1.5～2m； 數(shù)量：24個； 直徑：50mm/孔深2m； 布置：沿軸徑向，向下傾斜10～15°（激發(fā)時水封填炮孔）； 高度：離地面約1m。 圖4-4-2 TSP超前預(yù)報測線平面示意圖 4.4.1.4 數(shù)據(jù)采集與分析 TSP203A超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)分為洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集和室內(nèi)分析處理兩大部分。 ⑴洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集 洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集主要由接收器、數(shù)據(jù)記錄設(shè)備以及起爆設(shè)備三大部分組成，見圖4-4-3。 洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集包括打接收器孔、爆破孔、埋置接收器探頭、連接接收信號

58、儀器、放炮接收信號等過程。 A、鉆接收器孔2個，見圖4-4-3； B、鉆爆破孔24個，見圖4-4-3； C、接收探頭的安裝。 a、接收孔的耦合劑注入 耦合劑的作用是保證探頭與鉆孔巖體良好接觸的必要條件，因此在接收孔的孔底需要注入耦合劑。注入耦合劑有兩種辦法：第一，有廠家供應(yīng)的耦合劑卷條件下，用專用推桿（或鋼筋棍）把耦合劑卷推至孔底，或用鋼筋棍扎破耦合劑卷；第二，在現(xiàn)場臨時不具有耦合劑條件下，可以采用黃油作為耦合劑，操作的步驟是用工具把黃油注入接收孔的孔底，保證孔底充滿黃油的長度為 20cm左右，可以滿足探頭的耦合條件。工具退出時注意不要帶出黃油以免影響耦合條件。 b、接收探頭的安裝

59、 接收探頭屬于精密設(shè)備，要輕拿輕放。探頭是三個分量組裝在一起的，安裝時使用專用工具定向推入孔中，務(wù)必使探頭的“朝向標(biāo)記”朝上，推入的過程中推桿和探頭不要脫離，保證探頭的定向可靠，保證預(yù)報采集地震波的矢量方向要求。 c、接收孔口的降噪封堵器安裝 在隧道地震波預(yù)報的采集工程中，隧道內(nèi)的噪音、以及震源激發(fā)產(chǎn)生的隧道管波等噪音，均影響有效波采集記錄的質(zhì)量，所以安裝好孔口的降噪封堵器是一個重要步驟。降噪封堵器的安裝在探頭定向安裝完畢后進行，接收探頭電纜夾在降噪封堵器中心孔中，將降噪封堵器塞入接收孔中，做到降噪封堵器的外圓盤與洞壁緊密接觸。 D、裝藥：每爆破孔裝藥量大約75g（巖石2#乳化炸藥），

60、根據(jù)圍巖軟硬完整破碎程度與距接收器位置的遠近而不同； E、聯(lián)線：將設(shè)備各組件及爆破導(dǎo)火線聯(lián)接好； F、放炮、接收信號； G、拆線、清理設(shè)備。 圖4-4-3 TSP203A洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集部分示意圖 圖4-4-4 技術(shù)人員正在洞內(nèi)采集數(shù)據(jù) ⑵ 室內(nèi)計算機分析處理 “TSPwin 處理系統(tǒng)”的編程依據(jù)隧道地震反射波和繞射波原理，采用多波、多分量分析處理技術(shù)，對于處理中簡單重復(fù)費時的步驟盡量采取自動的處理方式，對于涉及解釋重要結(jié)論的處理過程，程序設(shè)立了源生對比檢查的方式和利用多參數(shù)綜合成果對比功能，為了方便進行地質(zhì)分析推斷解釋，處理系統(tǒng)具有提供二維成果圖和三維空間成果圖件的功能

61、?！癟SPwin處理系統(tǒng)”的預(yù)報數(shù)據(jù)處理流程見圖4-4-5。 圖4-4-5 預(yù)報數(shù)據(jù)處理流程 通過“TSPwin處理系統(tǒng)”的處理，可以獲得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成果，以及反射層在探測范圍內(nèi)的2D或3D空間分布。 4.4.1.5 提交資料 室內(nèi)分析處理一般在24 小時內(nèi)完成并可提交正式成果報告，報告一般包括如下內(nèi)容： ①工作概況；②探測的方法、設(shè)備及原理；③測線布置；④對測試結(jié)果的初步分析;⑤結(jié)論。 TSP 報告中應(yīng)附的成果圖表： ①現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄表； ②TSP地震波超前預(yù)報成果圖標(biāo)，主要包括：地

62、震波三分量原始記錄圖、水平剖面與鉛垂剖面地震波偏移歸位成果圖、TSP綜合地質(zhì)預(yù)報成果圖、三維空間地質(zhì)界面分布圖和巖體比速度參數(shù)成果圖、三維空間橫斷面掃描成果圖。 4.4.1.6 預(yù)報范圍 一般預(yù)報距離為150m，在地質(zhì)情況同復(fù)雜地段，如巖溶發(fā)育、斷層、巖性接觸帶、褶皺帶等特殊地段，為提高精度，采用連續(xù)重疊式預(yù)報，按平均每次預(yù)報120m考慮，搭接20m。 4.4.2 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行探測。直流電法通過在隧道周圍巖層中建立起全

63、空間的穩(wěn)定人工電場，測量該電場的變化規(guī)律，求取巖層的視電阻率，繪制視電阻率曲線或剖面圖，從而達到了解隧道周圍巖層中的導(dǎo)水和含水構(gòu)造的目的。 1）對稱四極方法 為了在地下建立人工直流電場，一般采用對稱四極裝置，其中A、B 為供電電極，M 、N 為測量電極，由于電極尺寸大小相對于AB、MN距離來說很小，因此可以認為AB供電點為點電源。 圖4-4-6 高分辨電法 2）三極測深方法： 如果將供電電極B置于距A極無窮遠處，這時裝置就變?yōu)槿龢O測深。這時地下電場可認為是由一個點電源A產(chǎn)生的，而無窮遠電極B的影響可以忽略不計。因此測量的是MN兩點同心球殼之間的電位差，反映的是A點正下方某深度的

64、電性特征。 三極超前探測方法： 將三極測深進一步演變，可以進行三極超前探測。它以巖石的電性差異為基礎(chǔ)，在全空間條件下建場，使用全空間電場理論，處理和解釋有關(guān)隧道或礦井水文地質(zhì)問題。超前探測是研究掘進前方地層電性變化規(guī)律，預(yù)測掘進前方含、導(dǎo)水構(gòu)造的分布和發(fā)育情況的一種電法探測新技術(shù)。 由于采用點源三極裝置進行隧道內(nèi)數(shù)據(jù)采集工作，供電電極A相對無窮遠電極B可以看作為點電源。由于供電電極位于隧道中，其電場呈全空間分布，可利用全空間電場理論對數(shù)據(jù)進行分析解釋。根據(jù)點電源場理論分析，點電源在均勻全空間的電力線呈射線發(fā)散，等電位面為以供電點為球心的球面，電位差則是以供電點為球心的同心球殼，球殼厚度應(yīng)

65、為測量電極間距。 圖4-4-7 點電源電流場的球形分布 根據(jù)電場球殼原理，任意等半徑球面上的電位是相等的，兩個等位面上的點M、N之間形成電位差?UMN，利用發(fā)射電流可計算出MN球環(huán)上的視電阻率。通過在隧道工作面后方布置電極，從而可探測出工作面前方的異常情況，其工作原理如圖4-4-8所示。 圖4-4-8 超前勘探原理示意圖 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，都會引起等位面的變化，視電阻率也會發(fā)生變化。若是低阻異常體會引起視電阻率值降低，反之，會引起視電阻率值增高。比如，圖4-4-9是隧道迎頭前方存在高阻異常體時，因其排斥電流而

66、引起整個電流場的畸變，使測量電極附近的電流密度增大，故視電阻率增大。 圖4-4-9 高阻巖層對電流場的排斥作用 利用一個供電電極A測到的視電阻率異常是反映整個球殼內(nèi)部的異常，并不能說明異常就在迎頭的前方，因為在以供電電極AxO為半徑的球體內(nèi)（O為MN電極的中點）任何一處異常引起的等位面的變化均可以影響到測量值，因此如果測量值有異常時，不能正確判斷異常點的具體位置。為了達到超前探測的目的，采用三個供電電極交替供電分別測量的方式，利用幾何交匯的原理（如圖4-4-10所示），只反映出迎頭前方的異常情況。這種方法可以消除頂板、底板和后方的影響，反映隧道迎頭前方的地質(zhì)異常，達到超前探測的目的。 圖4-4-10 幾何交匯原理 （2）測點的布置 采用點源三極裝置進行數(shù)據(jù)采集，供電極A1、A2、A3，間距4m，接收極M、N，極間距4m，距供電極A14米開始自動跑極，觀測記錄各點視電阻率t，然后在計算機上繪制A1、A2、A3點視電阻率曲線圖。以各條曲線上距A1供電點等距低阻點為依據(jù)，分別以A1、A2、A3點為圓心繪圓，三圓相交點即為隧道掘進工作面前方相應(yīng)地點的視電阻率，根據(jù)視電阻率的