《隧道施工技術(shù)》教材配套PPT課件,隧道施工技術(shù),隧道,施工,技術(shù),教材,配套,PPT,課件 隧道施工技術(shù)模塊模塊11 11 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)11.3地質(zhì)調(diào)查法11.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述11.2超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施11.4超前鉆探法11.5物探法11.6 超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法11.1 11.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述 隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是在分析既有地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，采用地質(zhì)調(diào)查、超前鉆探、物探、超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)等手段，對隧道開挖工作面前方的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件及不良地質(zhì)體的工程性質(zhì)、位置、產(chǎn)狀、規(guī)模等進(jìn)行探測、分析判釋及預(yù)報(bào)，并提出技術(shù)措施和建議，并對前方圍巖級別進(jìn)行綜合判斷。11.1 11.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的目的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的目的1.隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)達(dá)到以下目的：（1）進(jìn)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(jìn)行。（2）降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率和危害程度。（3）為優(yōu)化工程設(shè)計(jì)提供地質(zhì)資料。（4）為編制竣工文件提供地質(zhì)資料。11.1 11.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的原則超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的原則2.（1）隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是保證隧道施工安全的重要環(huán)節(jié)和重要技術(shù)手段，應(yīng)將其列為隧道施工的必要工序。（2）隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)復(fù)雜程度分級，確定重點(diǎn)預(yù)報(bào)地段，并遵循動態(tài)設(shè)計(jì)原則，根據(jù)預(yù)報(bào)實(shí)施工作中掌握的地質(zhì)情況，及時(shí)調(diào)整隧道區(qū)段的地質(zhì)復(fù)雜程度分級、預(yù)報(bào)方法和技術(shù)要求等。11.1 11.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述 （3）隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)可采用地質(zhì)調(diào)查與勘探相結(jié)合、物探與鉆探相結(jié)合、長距離與短距離相結(jié)合、地面與地下相結(jié)合、超前導(dǎo)坑與主洞探測相結(jié)合的方法，并對各種方法的預(yù)報(bào)結(jié)果綜合分析，相互驗(yàn)證，以提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。（4）隧道設(shè)有平行導(dǎo)坑、正洞超前導(dǎo)坑或?yàn)榫€間距較小的兩處隧道時(shí)，應(yīng)充分利用平行超前導(dǎo)坑、正洞超前導(dǎo)坑、先行施工的隧道開展隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。11.1 11.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的內(nèi)容超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的內(nèi)容3.（1）地層巖性預(yù)測預(yù)報(bào)，特別是對軟弱夾層、破碎地層、煤層及特殊巖土的預(yù)測預(yù)報(bào)。（2）地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測預(yù)報(bào)，特別是對斷層、節(jié)理密集帶、褶皺軸等影響巖體完整性的構(gòu)造發(fā)育情況的預(yù)測預(yù)報(bào)。（3）不良地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)，特別是對巖溶、人為坑洞、瓦斯等發(fā)育情況進(jìn)行的預(yù)測預(yù)報(bào)。（4）地下水預(yù)測預(yù)報(bào)，特別是對巖溶管道水及富水?dāng)鄬?、富水褶皺軸、富水地層中的裂隙水等發(fā)育情況的預(yù)測預(yù)報(bào)。11.1 11.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的方法超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的方法4.1 1）超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法的種類）超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法的種類 （1）地質(zhì)調(diào)查法：包括隧道地表補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查、洞內(nèi)開挖工作面地質(zhì)素描和洞身地質(zhì)素描、地層分界線及構(gòu)造線地下和地表相關(guān)性分析、地質(zhì)作圖等。（2）超前鉆探法：包括超前地質(zhì)鉆探、加深炮孔探測及孔內(nèi)攝影。（3）物探法：包括彈性波反射法（地震波反射法、水平聲波剖面法、陸地聲吶法等）、電磁波反射法（地質(zhì)雷達(dá)探測）、紅外探測、高分辨率直流電法等。（4）超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法：包括平行超前導(dǎo)坑法、正洞超前導(dǎo)坑法等。11.1 11.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述2 2）預(yù)報(bào)長度的劃分和預(yù)報(bào)方法的選擇）預(yù)報(bào)長度的劃分和預(yù)報(bào)方法的選擇（1）長距離預(yù)報(bào)（2）中長距離預(yù)報(bào)（3）短距離預(yù)報(bào)11.1 11.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述 在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)設(shè)計(jì)前，應(yīng)根據(jù)隧道的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、地質(zhì)因素對隧道施工影響程度及誘發(fā)環(huán)境問題的程度等，對隧道分段進(jìn)行地質(zhì)復(fù)雜程度分級。隧道復(fù)雜程度分為復(fù)雜、較復(fù)雜、中等復(fù)雜和簡單共4級。11.1 11.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概述超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的工作程序超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的工作程序5.11.2 11.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施不良地質(zhì)預(yù)報(bào)不良地質(zhì)預(yù)報(bào)1.1 1）斷層預(yù)報(bào)）斷層預(yù)報(bào) 斷層預(yù)報(bào)應(yīng)能說明斷層的性質(zhì)、產(chǎn)狀、富水情況、在隧道中的分布位置、斷層破碎帶的規(guī)模、物質(zhì)組成等，并分析其對隧道的危害程度。斷層預(yù)報(bào)應(yīng)以地質(zhì)調(diào)查法為基礎(chǔ)，以彈性波反射法探測和地質(zhì)雷達(dá)法探測為主，必要時(shí)采用高分辨率直流電法、瞬變電磁法、紅外探測法探測斷層帶地下水的發(fā)育情況及超前鉆探法驗(yàn)證。當(dāng)隧道施工接近規(guī)模較大的斷層時(shí)，多具有明顯的前兆，可通過地表補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查、洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查、地表與地下構(gòu)造相關(guān)性分析、斷層趨勢分析等手段預(yù)報(bào)斷層的分布位置。斷層破碎帶與周圍介質(zhì)多存在明顯的物性差異，可采用彈性波反射法探測破碎帶的位置及分布范圍。11.2 11.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施11.2 11.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施2 2）巖溶預(yù)報(bào)）巖溶預(yù)報(bào) 巖溶是可溶性巖石受水體以化學(xué)溶蝕為主、機(jī)械侵蝕和崩塌為輔的地質(zhì)營力綜合作用及由此所產(chǎn)生的地質(zhì)現(xiàn)象的統(tǒng)稱。巖溶預(yù)報(bào)應(yīng)探明巖溶在隧道內(nèi)的分布位置、規(guī)模、充填情況及巖溶水的發(fā)育情況，分析其對隧道的危害程度。11.2 11.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施 （1）研究隧址區(qū)的巖溶發(fā)育規(guī)律。地層巖性。地質(zhì)構(gòu)造。巖溶地下水。隧道處于巖溶垂直分帶的部位。巖溶發(fā)育的層數(shù)。根據(jù)巖溶發(fā)育的垂直分帶性、隧道高程和地下水季節(jié)的變化，判斷那些可能與隧道相遇的溶洞、暗河的含水量，或分析那些不與隧道相遇的有水溶洞或暗河對隧道施工的影響程度。巖溶形態(tài)。結(jié)合有利于巖溶發(fā)育的巖層層位和構(gòu)造位置，在大小封閉的洼地內(nèi)、當(dāng)?shù)睾恿靼哆吇蚱渌课唬槊鞔笮腿芏椿虬岛拥娜肟?、出口的位置及高程，并結(jié)合可能成為暗河通道的較大斷層或緊閉背斜褶皺的核部位置、產(chǎn)狀，推斷暗河的大致通道，確定能否與隧道相遇或與隧道的大致空間位置關(guān)系。根據(jù)褶皺軸、斷層、節(jié)理密集帶、可溶巖與非可溶巖接觸帶、陡傾角可溶性巖、質(zhì)純層厚可溶性巖層的位置與產(chǎn)狀，用地表與地下相關(guān)性分析法，分析隧道內(nèi)可能出現(xiàn)的大型溶洞、暗河位置。11.2 11.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施11.2 11.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施 （2）根據(jù)區(qū)域地質(zhì)和工程地質(zhì)資料，結(jié)合前面的調(diào)查和分析，核查、領(lǐng)會設(shè)計(jì)文件中地質(zhì)復(fù)雜程度分級和超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案設(shè)計(jì)。（3）隧道內(nèi)地質(zhì)素描。根據(jù)隧道內(nèi)地質(zhì)素描結(jié)果，驗(yàn)證、調(diào)整地質(zhì)復(fù)雜程度分級和超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案。（4）物探探測。根據(jù)地質(zhì)條件，可采用彈性波反射法進(jìn)行長、中長距離探測，以探明斷層等結(jié)構(gòu)面和規(guī)模較大、可足以被探測的巖溶形態(tài)；采用高分辨率直流電法、紅外探測進(jìn)行中長、短距離探測，可定性探測巖溶水；采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行短距離探測，以查明巖溶的位置、規(guī)模和形態(tài)。（5）超前地質(zhì)鉆探。根據(jù)地質(zhì)復(fù)雜程度分級、隧道內(nèi)地質(zhì)素描、物探異常帶進(jìn)行超前地質(zhì)鉆探預(yù)報(bào)和驗(yàn)證，對富水巖溶發(fā)育地段，超前地質(zhì)鉆探必須連續(xù)重疊式進(jìn)行。超前鉆探揭示巖溶后，應(yīng)適當(dāng)加密，必要時(shí)采用地質(zhì)雷達(dá)及其他物探手段進(jìn)行短距離的精細(xì)探測，配合鉆探查清巖溶規(guī)模及發(fā)育特征。（6）加深炮孔探測。在巖溶發(fā)育區(qū)必須進(jìn)行加深炮孔探測，其具體要求應(yīng)符合超前鉆探法的要求。（7）地質(zhì)綜合判斷，提交地質(zhì)綜合分析成果報(bào)告。各種預(yù)報(bào)手段的組合不是一成不變的，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和各種預(yù)報(bào)手段的優(yōu)缺點(diǎn)靈活運(yùn)用，以達(dá)到預(yù)報(bào)和解決實(shí)際問題的目的。11.2 11.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施11.2 11.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施 （1）煤層瓦斯預(yù)報(bào)應(yīng)探明煤層分布位置、煤層厚度，測定瓦斯含量、瓦斯壓力、涌出量、瓦斯放散初速度、煤的堅(jiān)固性系數(shù)等，判定煤的破壞類型，分析判斷煤的自燃及煤塵爆炸性、煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性，評價(jià)隧道瓦斯嚴(yán)重程度及對工程的影響，提出技術(shù)措施和建議等。（2）煤層瓦斯預(yù)報(bào)應(yīng)以地質(zhì)調(diào)查法為基礎(chǔ)，以超前鉆探法為主，結(jié)合多種物探手段進(jìn)行綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。（3）煤層瓦斯預(yù)報(bào)可按以下步驟進(jìn)行。3 3）煤層瓦斯預(yù)報(bào)）煤層瓦斯預(yù)報(bào) （4）煤層瓦斯超前鉆孔應(yīng)符合以下規(guī)定。（5）當(dāng)開挖工作面出現(xiàn)煤與瓦斯突出前兆時(shí)，應(yīng)立即報(bào)警，停止工作，撤出人員，切斷電源，并上報(bào)有關(guān)部門。（6）隧道在煤系地層、壓煤地段及其他可能含瓦斯地層開挖施工時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)瓦斯檢測，當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定指標(biāo)時(shí)，應(yīng)立即采取措施，確保安全，并上報(bào)有關(guān)部門，查明瓦斯來源，分析可能帶來的危害程度，制定下一步地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的方案和措施，并做好瓦斯檢測記錄，存檔備查。11.2 11.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施11.2 11.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施其他報(bào)告其他報(bào)告2.（1）隧道涌水、突泥預(yù)報(bào)應(yīng)探明可能發(fā)生涌水、突泥地段的位置、規(guī)模、物質(zhì)組成、水量、水壓等，分析評價(jià)其對隧道的危害程度。（2）涌水、突泥預(yù)報(bào)應(yīng)以地質(zhì)調(diào)查法為基礎(chǔ)，以超前鉆探法為主，結(jié)合多種物探手段進(jìn)行綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。（3）在可能發(fā)生涌水、突泥的地段必須進(jìn)行超前鉆探，且超前鉆探必須設(shè)有防突裝置；當(dāng)隧道通過煤系地層、金屬和非金屬礦區(qū)中的采空區(qū)時(shí)，應(yīng)查明在采及廢棄礦巷與隧道的空間關(guān)系，分析評價(jià)其對隧道的危害程度。11.2 11.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施 （4）當(dāng)斜井工區(qū)、隧道反坡施工地段處于富水區(qū)時(shí)，超前鉆探作業(yè)應(yīng)做好鉆孔涌突水處治方案，確保人員和設(shè)備的安全，避免淹井事故的發(fā)生。（5）隧道施工應(yīng)減少或避免塌方的發(fā)生。11.2 11.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施臨近隧道內(nèi)不良地質(zhì)體的前兆標(biāo)志臨近隧道內(nèi)不良地質(zhì)體的前兆標(biāo)志3.（1）臨近大型溶洞水體或暗河的前兆標(biāo)志。臨近大型溶洞水體或暗河的前兆標(biāo)志主要有以下幾種：裂隙、溶隙間出現(xiàn)較多的鐵銹或黏土。巖層明顯濕化、軟化，或出現(xiàn)淋水現(xiàn)象。小溶洞出現(xiàn)的頻率增加，且多有水流、河砂或水流痕跡。鉆孔中的涌水量劇增，且夾有泥沙或小礫石。有“嘩嘩”的流水聲。鉆孔中有涼風(fēng)冒出。11.2 11.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施 （2）臨近斷層破碎帶的前兆標(biāo)志。臨近斷層破碎帶的前兆標(biāo)志主要有以下幾種：節(jié)理組數(shù)急劇增加。巖層牽引褶皺的出現(xiàn)。巖石的強(qiáng)度明顯降低。壓碎巖、碎裂巖、斷層角礫巖等的出現(xiàn)。臨近富水?dāng)鄬忧?，斷層下盤泥巖、頁巖等隔水巖層明顯濕化、軟化，或出現(xiàn)淋水和其他涌突水現(xiàn)象。11.2 11.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施 （3）臨近人為坑洞積水的前兆標(biāo)志。臨近人為坑洞積水的前兆標(biāo)志主要有以下幾種：巖層明顯濕化、軟化，或出現(xiàn)淋水現(xiàn)象。巖層裂隙有涌水現(xiàn)象。開挖工作面空氣變冷或發(fā)生霧氣。有“嘶嘶”的水聲。臨近煤層老窯積水的前兆是巖層中出現(xiàn)暗紅色水銹或滲水中掛紅。11.2 11.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施 （4）大規(guī)模塌方的前兆標(biāo)志。大規(guī)模塌方的前兆標(biāo)志主要有以下幾種：拱頂巖石開裂，裂隙旁有巖粉噴出或洞內(nèi)無故塵土飛揚(yáng)。初支開裂掉塊、支承拱架變形或發(fā)出聲響。拱頂巖石掉塊或裂隙逐漸擴(kuò)大。干燥圍巖突然涌水等。11.2 11.2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施 （5）煤與瓦斯突出的前兆標(biāo)志。煤與瓦斯突出的前兆標(biāo)志主要有以下幾種：開挖工作面地層壓力增大，鼓壁、深部巖層或煤層的破裂聲明顯，出現(xiàn)響煤炮、掉渣、支護(hù)嚴(yán)重變形等。瓦斯?jié)舛韧蝗辉龃蠡蚝龈吆龅?，工作面溫度降低，悶人，有異味等。煤層結(jié)構(gòu)變化明顯，層理紊亂，由硬變軟，厚度與傾角發(fā)生變化，煤由濕變干，光澤暗淡，煤層頂、底板出現(xiàn)斷裂、波狀起伏等。鉆孔時(shí)有頂鉆、夾鉆、頂水、噴孔等動力現(xiàn)象。工作面發(fā)出瓦斯強(qiáng)涌出的“嘶嘶”聲，同時(shí)帶有粉塵。工作面有移動感。11.3 11.3 地質(zhì)調(diào)查法地質(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(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查資料和隧道內(nèi)地質(zhì)素描，通過地層層序?qū)Ρ?、地層分界線及構(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(bào)方法。11.3 11.3 地質(zhì)調(diào)查法地質(zhì)調(diào)查法隧道地表補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查隧道地表補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查1.（1）對已有地質(zhì)勘察成果的熟悉、核查和確認(rèn)。（2）地層、巖性在隧道地表的出露及接觸關(guān)系，特別是對標(biāo)志層的熟悉和確認(rèn)。（3）斷層、褶皺、節(jié)理密集帶等地質(zhì)構(gòu)造在隧道地表的出露位置、規(guī)模、性質(zhì)及其產(chǎn)狀變化情況。（4）地表巖溶發(fā)育位置、規(guī)模及分布規(guī)律。11.3 11.3 地質(zhì)調(diào)查法地質(zhì)調(diào)查法 （5）煤層、石膏、膨脹巖、含石油天然氣、含放射性物質(zhì)等特殊地層在地表的出露位置、寬度及其產(chǎn)狀變化情況。（6）人為坑洞位置、走向、高程等，其與隧道等空間關(guān)系的分析。（7）根據(jù)隧道地表補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，結(jié)合設(shè)計(jì)文件、資料和圖紙，核實(shí)和修正超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的重點(diǎn)區(qū)段。11.3 11.3 地質(zhì)調(diào)查法地質(zhì)調(diào)查法隧道內(nèi)地質(zhì)素描隧道內(nèi)地質(zhì)素描2.隧道內(nèi)地質(zhì)素描是將隧道所揭露的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、地下水出露點(diǎn)位置及出水狀態(tài)、出水量、煤層、溶洞等準(zhǔn)確記錄下來并繪制成圖表，是地質(zhì)調(diào)查法工作的一部分，分為開挖工作面地質(zhì)素描和洞身地質(zhì)素描。11.3 11.3 地質(zhì)調(diào)查法地質(zhì)調(diào)查法1 1）工程地質(zhì)）工程地質(zhì)（1）地層巖性（2）地質(zhì)構(gòu)造（3）巖溶（4）特殊地層（5）人為坑洞（6）地應(yīng)力（7）塌方（8）有害氣體及放射性危害源的存在情況。11.3 11.3 地質(zhì)調(diào)查法地質(zhì)調(diào)查法2 2）水文地質(zhì)）水文地質(zhì) （1）地下水的分布、出露形態(tài)及圍巖的透水性、水量、水壓、水溫、顏色、泥沙含量測定，以及地下水活動對圍巖穩(wěn)定的影響，必要時(shí)進(jìn)行長期觀測。（2）進(jìn)行水質(zhì)分析，判定地下水對結(jié)構(gòu)材料的腐蝕性。（3）出水點(diǎn)和地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖溶、暗河等的關(guān)系分析。（4）必要時(shí)進(jìn)行地表相關(guān)氣象、水文觀測，判斷洞內(nèi)涌水與地表徑流、降雨的關(guān)系。（5）必要時(shí)應(yīng)建立涌突水點(diǎn)地質(zhì)檔案。11.3 11.3 地質(zhì)調(diào)查法地質(zhì)調(diào)查法3 3）圍巖穩(wěn)定性特征及支護(hù)情況）圍巖穩(wěn)定性特征及支護(hù)情況 記錄不同工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件下隧道圍巖穩(wěn)定性、支護(hù)方式及初期支護(hù)后的變化情況。對于發(fā)生圍巖失穩(wěn)或變形較大的地段，應(yīng)詳細(xì)分析、描述圍巖失穩(wěn)或變形發(fā)生的原因、過程、結(jié)果等。11.3 11.3 地質(zhì)調(diào)查法地質(zhì)調(diào)查法4 4）圍巖分級）圍巖分級隧道內(nèi)地質(zhì)素描包括隧道施工圍巖分級。11.3 11.3 地質(zhì)調(diào)查法地質(zhì)調(diào)查法5 5）影像）影像 對隧道內(nèi)重要的和具有代表性的地質(zhì)現(xiàn)象應(yīng)進(jìn)行攝影和錄像。11.3 11.3 地質(zhì)調(diào)查法地質(zhì)調(diào)查法地質(zhì)調(diào)查法的工作要求及資料編制地質(zhì)調(diào)查法的工作要求及資料編制3.1 1）地質(zhì)調(diào)查法的工作要求）地質(zhì)調(diào)查法的工作要求 （1）隧道地表補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查應(yīng)在實(shí)施洞內(nèi)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)前進(jìn)行，并在洞內(nèi)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施過程中根據(jù)需要隨時(shí)補(bǔ)充，在現(xiàn)場應(yīng)做好記錄，并在當(dāng)天及時(shí)整理。（2）地質(zhì)素描圖應(yīng)采用現(xiàn)場繪制草圖、室內(nèi)及時(shí)謄清的方式完成，必須在現(xiàn)場根據(jù)實(shí)際情況記錄，不得回憶編制或室內(nèi)制作。（3）隧道地表補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查和洞內(nèi)地質(zhì)素描資料應(yīng)及時(shí)反映在隧道工程地質(zhì)平面圖和縱斷面圖上，并應(yīng)分段完善、總結(jié)。（4）標(biāo)本應(yīng)按要求采集，并及時(shí)整理。11.3 11.3 地質(zhì)調(diào)查法地質(zhì)調(diào)查法2 2）地質(zhì)調(diào)查法隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)編制的資料）地質(zhì)調(diào)查法隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)編制的資料 （1）地質(zhì)調(diào)查法預(yù)報(bào)報(bào)告。（2）開挖工作面地質(zhì)素描圖的比例尺根據(jù)需要確定。（3）隧道洞身地質(zhì)展視圖的比例尺為11001500。（4）地層分界線及構(gòu)造線、隧道內(nèi)和地表相關(guān)性分析預(yù)報(bào)圖（必要時(shí)作）的比例尺根據(jù)需要確定。（5）地質(zhì)復(fù)雜地段縱、橫斷面圖的比例尺為11001500。（6）地質(zhì)監(jiān)測與測試資料。（7）有關(guān)影像資料。11.4 11.4 超前鉆探法超前鉆探法超前地質(zhì)鉆探超前地質(zhì)鉆探1.超前地質(zhì)鉆探是利用鉆機(jī)在隧道開挖工作面進(jìn)行鉆探獲取地質(zhì)信息的一種超前地質(zhì)預(yù)報(bào)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(bào)，在富水軟弱斷層破碎帶、富水巖溶發(fā)育區(qū)、煤層瓦斯發(fā)育區(qū)、重大物探異常區(qū)等地質(zhì)條件復(fù)雜的地段必須采用此法。11.4 11.4 超前鉆探法超前鉆探法 在復(fù)雜地質(zhì)地段采用回轉(zhuǎn)取芯鉆。回轉(zhuǎn)取芯鉆巖芯鑒定準(zhǔn)確可靠，地層變化歷程可準(zhǔn)確確定，一般只在特殊地層、特殊目的地段、需要精確判定的情況下使用。例如，煤層取芯及試驗(yàn)、溶洞及斷層破碎帶物質(zhì)成分的鑒定、巖土強(qiáng)度試驗(yàn)取芯等。11.4 11.4 超前鉆探法超前鉆探法1 1）超前地質(zhì)鉆探的技術(shù)要求）超前地質(zhì)鉆探的技術(shù)要求（4）在富水巖溶發(fā)育區(qū)超前鉆探應(yīng)終孔于隧道開挖輪廓線以外58 m。（3）孔徑。（2）孔深。（1）孔數(shù)。11.4 11.4 超前鉆探法超前鉆探法2 2）超前地質(zhì)鉆探的工作要求）超前地質(zhì)鉆探的工作要求 （1）實(shí)施超前地質(zhì)鉆探的人員應(yīng)經(jīng)技術(shù)培訓(xùn)和考核，經(jīng)考核合格后方可上崗。（2）鉆探前地質(zhì)技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)行技術(shù)、質(zhì)量交底。（3）超前鉆探過程中應(yīng)在現(xiàn)場做好鉆探記錄，包括鉆孔位置、開孔時(shí)間、終孔時(shí)間、孔探、鉆進(jìn)壓力、鉆進(jìn)速度隨鉆孔深度變化情況、沖洗液顏色和流量變化、涌砂、空洞、振動、卡鉆位置、突進(jìn)里程、沖擊器聲音的變化等。11.4 11.4 超前鉆探法超前鉆探法 （4）超前鉆探過程中應(yīng)及時(shí)鑒定巖芯、巖粉，判定巖石名稱，對于斷層帶、溶洞填充物、煤層、代表性巖土等應(yīng)拍攝照片備查，并選擇代表性巖芯整理保存，對重要工程鉆探過程應(yīng)進(jìn)行旁站監(jiān)理。（5）在富水地段進(jìn)行超前鉆探時(shí)必須采取防突措施；測鉆孔內(nèi)水壓時(shí)，需安裝孔口管，接上高壓球閥、連接件和壓力表，在壓力表讀數(shù)穩(wěn)定一段時(shí)間后即可測得水壓。（6）應(yīng)加強(qiáng)鉆進(jìn)設(shè)備的維修與保養(yǎng)，使鉆機(jī)處于良好狀態(tài)；強(qiáng)化協(xié)調(diào)管理，各方應(yīng)積極配合，減少和縮短施鉆時(shí)間。11.4 11.4 超前鉆探法超前鉆探法3 3）鉆孔質(zhì)量控制措施）鉆孔質(zhì)量控制措施（1）采用系統(tǒng)的鉆探程序。測量 布孔。設(shè)備就位。對正孔位，固定鉆機(jī)。開孔、安裝孔口管。成孔驗(yàn)收。11.4 11.4 超前鉆探法超前鉆探法 （2）控制鉆進(jìn)方向。鉆機(jī)定位完畢后，對鉆機(jī)進(jìn)行機(jī)座加固，使鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中位置不偏移，做到鉆孔完畢鉆機(jī)位置不變。盡可能加長鉆具的導(dǎo)向裝置，并且選用剛度較強(qiáng)的鉆桿，從而提高鉆具的剛度，減少鉆具的下沉量，以達(dá)到技術(shù)的要求。不得使用彎曲的鉆具。（3）準(zhǔn)確鑒定巖性及其分布位置。11.4 11.4 超前鉆探法超前鉆探法加深炮孔探測加深炮孔探測2.加深炮孔探測是利用風(fēng)鉆或鑿巖臺車等在隧道開挖工作面鉆小孔徑淺孔獲取地質(zhì)信息的一種方法。加深炮孔探測適用于各種地質(zhì)條件下隧道的超前地質(zhì)探測，尤其適用于巖溶發(fā)育區(qū)。11.5 11.5 物探法物探法彈性波反射法彈性波反射法1.彈性波反射法是利用人工激發(fā)的地震波、聲波在不均勻地質(zhì)體中所產(chǎn)生的反射波特征來預(yù)報(bào)前方地質(zhì)情況的一種物探方法，它包括地震波反射法、水平聲波剖面法、負(fù)視速度法和極小偏移距高頻反射連續(xù)剖面法（簡稱陸地聲吶法）等方法。其中，地震波反射法通常采用TGP206隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)，其原理是通過小藥量爆破所產(chǎn)生的地震波信號沿隧道方向以球面波的形式傳播，在不同巖層中地震波以不同的速度傳播，在其界面處被反射，并被高精度的接收器接收。地震波反射法的預(yù)報(bào)原理如圖11-2所示。11.5 11.5 物探法物探法圖圖11-211-2地震波反射法的預(yù)報(bào)原理地震波反射法的預(yù)報(bào)原理11.5 11.5 物探法物探法 通過計(jì)算機(jī)軟件得到各種圍巖構(gòu)造界面與隧道軸線相交所呈現(xiàn)的角度及掌子面的距離，并可初步測定巖石的彈性模量、密度、泊松比等參數(shù)以供參考，進(jìn)一步分析隧道前方圍巖的性質(zhì)、節(jié)理裂隙密集帶分布、軟弱巖層及含水狀況等。11.5 11.5 物探法物探法 彈性波反射法適用于劃分地層界限，查找地質(zhì)構(gòu)造，探測不良地質(zhì)的厚度和范圍。其要求被探測對象與相鄰介質(zhì)應(yīng)存在較明顯的波阻抗差異并具有足以被探測的規(guī)模；斷層或巖性界面的傾角應(yīng)大于35，構(gòu)造走向與隧道軸線的夾角應(yīng)大于45。11.5 11.5 物探法物探法電磁波反射法電磁波反射法2.電磁波反射法超前地質(zhì)預(yù)報(bào)主要采用地質(zhì)雷達(dá)探測（ground penetrating radar，GPR）。地質(zhì)雷達(dá)探測是利用電磁波在隧道開挖工作面前方巖體中的傳播及反射，根據(jù)傳播速度和反射脈沖波走勢和波形進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的一種物探方法。11.5 11.5 物探法物探法 （1）探測目的體與周邊介質(zhì)之間應(yīng)存在明顯的介電常數(shù)差異，電磁波反射信號明顯。（2）探測目的體具有足以被探測的規(guī)模。（3）不能探測極高電導(dǎo)屏蔽層下的目的體。1 1）探測前提）探測前提11.5 11.5 物探法物探法2 2）探測距離）探測距離 地質(zhì)雷達(dá)在完整灰?guī)r地段預(yù)報(bào)距離宜在30 m以內(nèi)，在巖溶發(fā)育地段的有效探測長度則應(yīng)根據(jù)雷達(dá)波形判定。連續(xù)預(yù)報(bào)時(shí)前后兩次重疊長度應(yīng)在5 m以上。11.5 11.5 物探法物探法3 3）地質(zhì)雷達(dá)探測儀表的技術(shù)指標(biāo)）地質(zhì)雷達(dá)探測儀表的技術(shù)指標(biāo) （1）系統(tǒng)增益高。（2）信噪比大。（3）采樣間隔應(yīng)根據(jù)使用頻率和采樣定理及儀器設(shè)置選定。（4）具有可選的信號疊加、實(shí)時(shí)濾波、點(diǎn)測與連續(xù)測量、手動與自動位置標(biāo)記等功能。11.5 11.5 物探法物探法 （1）通過試驗(yàn)選擇雷達(dá)天線的工作頻率，確定介電常數(shù)。（2）測網(wǎng)密度、天線間距和天線移動速度應(yīng)反映出探測對象的異常，測線宜采用十字或網(wǎng)格形式布設(shè)。（3）選擇合適的時(shí)間窗口和采樣間隔，并根據(jù)數(shù)據(jù)采集中的干擾變化和效果及時(shí)調(diào)整探測工作布局或工作參數(shù)。（4）采用連續(xù)測量的方式，不能連續(xù)測量的地段可采用測點(diǎn)。（5）隧址區(qū)內(nèi)不應(yīng)有較強(qiáng)的電磁波干擾；現(xiàn)場測試時(shí)應(yīng)清除或避開測線附近的金屬物等電磁干擾物；當(dāng)不能清除或避開時(shí)應(yīng)在記錄中注明，并標(biāo)出位置。4 4）地質(zhì)雷達(dá)探測的數(shù)據(jù)采集要求）地質(zhì)雷達(dá)探測的數(shù)據(jù)采集要求11.5 11.5 物探法物探法 （6）支承天線的器材應(yīng)選用絕緣材料，天線操作員應(yīng)與工作天線保持相對固定的位置。（7）測線上天線經(jīng)過的表面應(yīng)相對平整，無障礙，且天線易于移動；在測試過程中，應(yīng)保持工作天線的平面與探測面基本平行，距離相對一致。（8）現(xiàn)場記錄應(yīng)注明觀測到的不良地質(zhì)體與地下水體的位置與規(guī)模等。（9）對重點(diǎn)異常區(qū)應(yīng)重復(fù)觀測，當(dāng)重復(fù)性較差（在全測量范圍內(nèi)和同一工作條件下,同一操作者從同方向?qū)ν惠斎胫颠M(jìn)行多次連續(xù)測量所獲得的隨機(jī)誤差）超差應(yīng)查明原因。（10）地質(zhì)雷達(dá)探測質(zhì)量檢查的記錄與原探測記錄應(yīng)具有良好的重復(fù)性，波形一致，沒有明顯的位移。11.5 11.5 物探法物探法 （1）參與解釋的雷達(dá)剖面應(yīng)清晰。（2）解釋前宜做編輯、濾波、增益等處理。當(dāng)情況較復(fù)雜時(shí)，還宜進(jìn)行道分析、FK濾波、正常時(shí)差校正、褶積、速度分析、消除背景干擾等處理。（3）結(jié)合地質(zhì)情況、電性特征、探測體的性質(zhì)和幾何特征綜合分析。必要時(shí)應(yīng)考慮影響介電常數(shù)的各種因素，制作雷達(dá)探測的正演和反演模型。5 5）地質(zhì)雷達(dá)探測的資料與解釋）地質(zhì)雷達(dá)探測的資料與解釋11.5 11.5 物探法物探法6 6）探測報(bào)告）探測報(bào)告 地質(zhì)雷達(dá)法預(yù)報(bào)應(yīng)編制探測報(bào)告，內(nèi)容包括探測工作概況、采集及解釋參數(shù)、地質(zhì)解譯結(jié)果、測線布置圖（表）、探測時(shí)間剖面圖等，其中時(shí)間剖面圖中應(yīng)標(biāo)出地層的反射波位置或探測對象的反射波組。11.5 11.5 物探法物探法高分辨率直流電法高分辨率直流電法3.高分辨率直流電法是以巖石的電性差異（電阻率差異）為基礎(chǔ)，在全空間條件下建立電場，電流通過布置在隧道內(nèi)的供電電極在圍巖中建立起全空間穩(wěn)定電場，通過研究地下電場或電磁場的分布規(guī)律，預(yù)報(bào)開挖工作面前方儲水、導(dǎo)水構(gòu)造分布和發(fā)育情況的一種直流電法探測技術(shù)。11.5 11.5 物探法物探法紅外探測法紅外探測法4.紅外探測法是根據(jù)紅外輻射原理，即一切物質(zhì)都在向外輻射紅外電磁波的原理，通過接收和分析紅外輻射信號，探測局部地溫異?，F(xiàn)象，判斷地下脈狀流、脈狀含水帶、隱伏含水體等所在的位置進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的一種物探方法。11.6 11.6 超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法 超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法是將超前導(dǎo)坑中揭示的地質(zhì)情況，通過地質(zhì)理論和作圖法預(yù)報(bào)正洞地質(zhì)條件的方法。線間距較小的隧道可互為平行導(dǎo)坑，以先行開挖的隧道預(yù)報(bào)后開挖的隧道地質(zhì)條件。11.6 11.6 超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法 根據(jù)超前導(dǎo)坑與隧道位置關(guān)系按一定比例作超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)隧道地質(zhì)平面簡圖。由超前導(dǎo)坑地質(zhì)情況推測未開挖地段隧道的地質(zhì)條件，預(yù)報(bào)內(nèi)容主要包括以下各項(xiàng)：（1）地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造的分布位置及范圍等。（2）巖溶的發(fā)育分布位置、規(guī)模、形態(tài)、充填情況及其展布情況。（3）在采及廢棄礦巷與隧道的空間關(guān)系。（4）有害氣體及放射性危害源的分布層位。（5）涌泥、突水及高地應(yīng)力現(xiàn)象出現(xiàn)的隧道里程段。（6）其他可以預(yù)報(bào)的內(nèi)容。預(yù)報(bào)內(nèi)容預(yù)報(bào)內(nèi)容1.11.6 11.6 超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法預(yù)報(bào)資料的編制預(yù)報(bào)資料的編制2.（1）地質(zhì)調(diào)查法預(yù)測報(bào)告。（2）采用的各種物探預(yù)報(bào)方法探測報(bào)告。（3）超前鉆探法探測報(bào)告。（4）導(dǎo)坑地質(zhì)展示圖，比例尺為11001500。（5）導(dǎo)坑預(yù)測正洞預(yù)報(bào)報(bào)告，包括導(dǎo)坑預(yù)報(bào)正洞平面簡圖，比例尺為11001500。（6）導(dǎo)坑竣工工程地質(zhì)縱斷面圖，包括地層巖性、褶皺、斷裂的分布與產(chǎn)狀，破碎帶及坍塌和變形地段的位置、性質(zhì)及規(guī)模，地下水出露的位置、水質(zhì)、水量，分段圍巖等級。11.6 11.6 超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法 （1）超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法對煤層、斷層、底層分界線等面狀結(jié)構(gòu)面預(yù)報(bào)比較準(zhǔn)確，對巖溶等有預(yù)報(bào)不準(zhǔn)（漏報(bào)）的可能。（2）超前導(dǎo)坑中探測正洞地質(zhì)條件的物探方法可采用地質(zhì)雷達(dá)探測、陸地聲吶法、水平聲波剖面法等，有效探測長度應(yīng)達(dá)到或超過隧道被探測的范圍。（3）隧道中出現(xiàn)的涌泥、突水、瓦斯爆炸等地質(zhì)災(zāi)害在超前導(dǎo)坑施工中同樣會發(fā)生，必須引起足夠的重視。超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)注意事項(xiàng)超前導(dǎo)坑預(yù)報(bào)注意事項(xiàng)3.Thank you