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.docx

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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)報專項施工方案中國中鐵中鐵隧道集團有限公司成蘭鐵路工程指揮部二。一三年七月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 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)2. 2. 2. 5水文地質(zhì)序號里程長度(km)地震動峰值加速度1D8K149+550D8K170+85021.30. 3g本標(biāo)段地表水主要為江溪水、溝水，岷江

2、水。沿線地表和地下水豐 富，山間溪流一般長年有。總體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)與特殊巖土地段不良地質(zhì)體：本標(biāo)段地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖體破碎，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。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(1) 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；(2) 鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范TB10012-2007 J124-2007；(3) 鐵路工程不良地質(zhì)

3、勘察規(guī)程TB10027-2001 J125-2001；(4) 鐵路工程特殊巖土勘察規(guī)程TB10038-2001 J126-2001；(5) 鐵路工程水文地質(zhì)勘察規(guī)程TB10049-2004 J339-2004；(6) 鐵路工程物理勘探規(guī)程TB10013-2004；鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范GB50111-2006；（9）巖土工程勘察規(guī)范BG5002-2001；（10）中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖GB 18306-2001；（11）鐵路隧道設(shè)計規(guī)范JB10003-2005；3.2施工超前預(yù)報的目的（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)生的機率

4、和危害程度；（3）為優(yōu)化工程設(shè)計提供地質(zhì)依據(jù)；（4）為編制竣工文件提供地質(zhì)資料。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(jìn)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

5、據(jù)揭示情況進(jìn)行不斷的修正。3. 3.2中長距離預(yù)報中長距離預(yù)報是在長距離預(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30100m范圍內(nèi)的地質(zhì) 情況作進(jìn)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(xì)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(dá)和超前鉆孔等方法進(jìn)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(jìn)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

6、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)以上原 則，制定具體預(yù)報方案如下：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(jìn)行進(jìn)一步的全而核查。洞內(nèi)地質(zhì)素描：對隧道全段（包括正洞、輔助坑道），進(jìn)行地質(zhì)素 描。（3）TSP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(jìn)行貫 穿性探測。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(jìn) 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。地質(zhì)雷達(dá)探測：采用地質(zhì)雷達(dá)對可溶巖段、向斜核部、侵入接

7、觸 帶、軟硬巖接觸帶、斷層及其影響帶或TSP超前探測發(fā)現(xiàn)的異常地帶， 進(jìn)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。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(jìn)行超 前驗證探測。掌子面加深炮眼：利用在隧道開挖工作面上

8、炮眼鉆孔，選擇35個 鉆孔加深3m以上，探測掌子面前方的地質(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(jìn)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 而地質(zhì)雷達(dá)、超前地質(zhì)鉆孔和加深炮眼）相結(jié)合的預(yù)報體系。其流程見圖 3-4-1o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

9、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(dá)、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342 o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(xì) 的預(yù)報，然后采用掌子面素描、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探測等方法更加準(zhǔn)確地預(yù) 報掌子面前方30e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(jìn)行水平鉆驗證，超前鉆探時必須 設(shè)有防突裝置，具體為在鉆孔

10、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(dá)探測的頻率，并對開挖 后的隧道底板用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)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-lo圖3-5-1隧道涌水突泥預(yù)報程序框圖斷層破碎帶預(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 于沿線隧道屬巖溶隧道，故應(yīng)

11、進(jìn)行TSP203A.地質(zhì)雷達(dá)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(jìn)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3-5-2o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(zhǔn)確性。4. 1施工段落與對應(yīng)的地質(zhì)預(yù)測預(yù)報方法表

12、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1H2D8K0+000+263VWT-1ZT-12D8K149+150D8K149+200IVWT-1ZT-23D8K149+200D8K149+910IVWT-1ZT-24D8K149+910D8K150+120VWT-2ZT-25D8K150+120750IVWT 1ZT-26D8K150+750850IVWT-1ZT-17D8K150+850980V8D8K150+980D8K151+360IV9D8K151+360598V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

13、圍巖級別物探法超前鉆探法1YD8K148+753 YD8K149+220IV2YD8K149+220930IVWT-1ZT-23YD8K149+930 YD8K150+140VWT-2ZT-24YD8K150+140-770IVWT-1ZT-25YD8K150+770-870IVWT-1ZT-16YD8K150+870 YD8K151+000V7YD8K151+000380IV8YD8K151+380573.5V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號橫洞1HD1K0+004+190VWT-1ZT-12HD1K0

14、+190+270VWT-2ZT-23HD1K0+270+365VWT-1ZT-1平安隧道2號橫洞4H2D8K0+004+590IVWT-1ZT-15H2D8K0+590+754V6HD4K0+300+555V平安隧道5號橫洞7HD5K0+000250IVWT-1ZT-18HD5K0+250500III9HD5K0+500800IVZT-210HD5K0+800900V11HD5K0+900HD5K1+050IV12HD5K1+050300IIIZT-113HD5K1+300410IVZT-214HD5K1+410600IVZT-115HD5K1+600750V16HD5K1+750950IV1

15、7HD5K1+950HD5K2+300III18HD5K2+300653IV19HD5K2+653699V平安隧道6號橫洞20HD6K0+000150IVWT-1ZT-221HD6K0+150250V22HD6K0+250400IV23HD6K0+400500IIIZT-124HD6K0+500600IVZT-225HD6K0+600700V26HD6K0+700900IV27HD6K0+900HD6K1+100III28HD6K1+100150IVZT-229HD6K1+150-300IIIZT-130HD6K1+300400IVZT-231HD6K1+400650V32HD6K1+650-

16、950IV33HD6K1+950HD6K2+050VZT-134HD6K2+050500IV35HD6K2+500550V36HD6K2+550802IV37HD6K2+802852V平安隧道3號斜井38XJ3K0+004+350IVWT-1ZT-139XJ3K0+350+450IVWT-1ZT-240XJ3K0+450+700IVWT-1ZT-141XJ3K0+700XJ3K1+350VWT-2ZT-142XJ3K1+350+450VWT-2ZT-243XJ3K1+450+893VWT-1ZT-1平安隧道 左線44D8K151+760+790VWT-1ZT-145D8K151+790+980

17、VWT-2ZT-246D8K151+980D8K152+080VWT-1ZT-147D8K152+080+380IV48D8K152+380+430V49D8K152+430+500IV50D8K152+500+880IVWT-1ZT-251D8K152+880D8K153+500IVWT-1ZT-152D8K153+500+550V53D8K153+550D8K154+250IV54D8K154+250+320V55D8K154+320+500IV56D8K154+500D8K155+450IVWT-1ZT-257D8K155+450+630IVWT-1ZT-158D8K155+630+65

18、0IVWT-2ZT-259D8K155+650+880V60D8K155+880+950VWT 1ZT-161D8K155+950D8K156+220IVWT-2ZT-162D8K156+220+370VWT-2ZT-263D8K156+370+500IVWT-2ZT-164D8K156+500+700V65D8K156+700+750IVWT-1ZT-166D8K156+750+800V67D8K156+800D8K157+480IV68D8K157+480+615III69D8K157+615+665IV70D8K157+665D8K158+030III71D8K158+030+510IV

19、72D8K158+510+980IIIWT-1ZT-173D8K158+980D8K159+180II74D8K159+180+260III75D8K159+260+515IV76D8K159+515+565VWT-1ZT-277D8K159+565D8K160+140IV78D8K160+140+240V79D8K160+240+660IV80D8K160+660+780VWT-2ZT-281D8K160+780D8K161+200IVWT-1ZT-282D8K161+200+260V83D8K161+260+320IV84D8K161+320+660IVWT-1ZT-185D8K161+6

20、60+710V86D8K161+710+910IV87D8K161+910D8K162+000V88D8K162+000+200IV-14 -119D8K168+500+550IV120D8K168+550D8K169+000IIIWT-1ZT-1121D8K169+000+120IV122D8K169+120+240V123D8K169+240+350IV124D8K169+350+650III125D8K169+650D8K170+095IVWT-1ZT-1126D8K170+095+295VWT-2ZT-2127D8K170+295+630IVWT-1ZT-1128D8K170+630+

21、850VWT-2ZT-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1YD8K151+753. 534+766VWT-1ZT 12YD8K151+766+960VWT-2ZT-23YD8K151+960YD8K152+063VWT-1ZT-14YD8K151+063 YD8K152+363IV5YD8K152+363+413V6YD8K152+413+483IV7YD8K152+483+863IVWT-1ZT-28YD8K152+863YD8K153+483IVWT-1ZT-19YD8K153+483+533V1()YD8K153+533YD8K154+233I

22、V11YD8K154+233+303V12YD8K154+303+483IV13YD8K154+483YD8K155+433IVWT-1ZT-214YD8K155+433+613IVWT-1ZT-115YD8K155+613+633IVWT-2ZT-216YD8K155+633+863V17YD8K155+863+933VWT-1ZT-118YD8K155+933 YD8K156+203IVWT-2ZT-119YD8K156+203+353VWT-2ZT-220YD8K156+353+483IVWT-2ZT-121YD8K156+483+683V22YD8K156+683+733IVWT-1Z

23、T-123YD8K156+733+783V24YD8K156+783 YD8K157+463IV25YD8K157+463+598III26YD8K157+598648IV27YD8K157+648YD8K158+013III28YD8KI58+013+493IV29YD8K158+493+963III30YD8K158+963 YD8K159+163II31YD8KI59+163+243III32YD8K159+243+498IV33YD8K159+498+548VWT-1ZT-234YD8K159+548YD8K160+123IV35YD8K160+123+223V36YD8K160+22

24、3+643IV37YD8K160+643+763VWT-2ZT-238YD8K160+763 YD8K161+183IVWT-1ZT-239YD8K161+183+243V40YD8K161+243+303IV41YD8K161+303+643IVWT-1ZT-142YD8K161+643+693V43YD8K161+693+893IV44YD8K161+893+983V45YD8K161+983YD8K162+183IV46YD8K162+183+633III47YD8K162+633+883IV48YD8K162+883YD8K163+183III49YD8K163+183+333IV50

25、YD8K163+333+453V51YD8K163+453+823IV52YD8K163+823+983III53YD8K163+983 YD8K164+34 3IV54YD8K164+343+433V55YD8K164+433+573IV56YD8K164+573YD8K165+088III57YD8K165+088+213IV58YD8KI65+213+263V59YD8K165+263+533IV60YD8K165+533+703IVWT-1ZT-261YD8K165+703YD8K166+233IVWT-1ZT-162YD8K166+233+573III63YD8K166+573+62

26、8IV64YD8K166+628+678V65YD8K166+628+838IV66YD8K166+838+938VWT-2ZT-267YD8K166+938YD8K167+038IVWT-1ZT-168YD8K167+038+188VWT-2ZT-269YD8K167+188+388IV70YD8K167+388+688V71YD8K167+688+738IV72YD8K167+738+888V73YD8K167+888YD8K168+383IVWT-1ZT-274YD8K168+383+403IVWT-2ZT-275YD8K168+403+483V76YD8K168+483+533IV77

27、YD8K168+533+983IIIWT-1ZT-178YD8K168+983YD8K169+103IV79YD8K169+103+223V4.2地面調(diào)查80YD8K169+223+333IV81YD8K169+333+633III82YD8K169+633YD8K170+078IVWT-2ZT-183YD8K170+078+278VWT-2ZT-284YD8K170+278+613IVWT-2ZT-185YD8K170+613+883VWT-2ZT-286YD8K170+883-YD8K170+935IV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

28、道內(nèi)地質(zhì)預(yù)報提供方向性的依據(jù)。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12. 5km的范圍。調(diào)查內(nèi)容 地層巖性主要調(diào)查地層的地質(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。 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。 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。 地下水的特征調(diào)查隧

29、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)查的細(xì)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(jìn)行預(yù)測，并提出工程措施意見，同時為 隧道運營維護(hù)提供全面準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。4. 3.1素描內(nèi)容 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。 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

30、膠結(jié)程度。對洞內(nèi)巖體節(jié)理、裂隙進(jìn)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。 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。 特殊地層膨脹巖層等應(yīng)單獨進(jìn)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。 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(jìn)的影響。 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

31、）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(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；必要時進(jìn)行水 樣分析。 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(jìn)行詳細(xì)編錄的基礎(chǔ)上，對圍巖級別及其他地質(zhì)參數(shù)進(jìn) 行修正，并提出有針對性的支護(hù)、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(jìn)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)

32、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(jìn)行地質(zhì)編錄，并進(jìn)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(jìn)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(zhǔn)

33、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 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100200m,為提高預(yù)報準(zhǔn)確度和精度，采取重疊式預(yù) 報，每開挖100ml50m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，

34、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則。地震波在巖體中以球面波形式傳播，當(dāng)?shù)卣?波遇到彈性波阻抗存在差異的界面時，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(jìn)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-

35、1）地層圖4-4-1 TSP超前地質(zhì)預(yù)報原理反射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。 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：20.488192ms,動態(tài)范圍 120dB。 接收器（檢波器）：三分量加速度地震檢波器，靈敏度為 1000mV/g185%,頻率范圍為105000Hz,共振頻率9000Hz,橫向靈敏度 1%,操作溫度0C65C。 TSPWIN 5.0版隧道預(yù)報處理軟件。4. 4.1. 3測線布置 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

36、，隧道左、右邊墻各一個；直徑:6 50mm/孑L深2m；布置：垂直于隧道軸向，用環(huán)氧樹脂固結(jié)，水平布置；高度：離地面Imo 炮孔位置：在隧道的左（右）邊墻，第一個炮孔離接收器1520m,其余炮 孔間距為1. 52m；數(shù)量：24個；直徑：50mm/孔深2m；布置：沿軸徑向，向下傾斜1015 （激發(fā)時水封填炮孔）；高度：離地面約加。2號接收孔圖4-4-2 TSP超前預(yù)報測線平面示意圖數(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。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4-4-3o洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集包括打接收器孔、爆破孔、埋

37、置接收器探 頭、連接接收信號儀器、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、

38、接收探頭的安裝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(jìn) 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

39、#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CLZQ-9標(biāo)超前地質(zhì)預(yù)報專項施工方案編制： 年月曰復(fù)核： 年月曰審核： 年月曰中鐵隧道集團有限公司成蘭鐵路工程指揮部二。一三年七月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)（2）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

40、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(jìn)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。“TSPwin處理系統(tǒng)”的預(yù)報數(shù)據(jù)處理流程見圖4-4-5o建立和確定琪報成果的空間坐標(biāo)，編輯排列文件二數(shù)據(jù)饋處理：激發(fā)時間校正，度均衡處理等三分童記錄4干擾波清理匚降道詁ft清口縱橫波信息分高與提取:縱橫波速度分析與計算繞射波歸位處理，提 反射波極化處理，提 繞射波三錐歸位處 取并形成偏移歸位成取評估速度曲線和反理，提取三催構(gòu)造產(chǎn) 果圖射截面產(chǎn)狀成果 狀分布成果圖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、S

41、H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：工作概況；探測的方法、設(shè)備及原理；測線布置；對測試結(jié) 果的初步分析;結(jié)論。TSP報告中應(yīng)附的成果圖表： 現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄表； TSP地震波超前預(yù)報成果圖標(biāo)，主要包括：地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

42、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(jìn)行探測。直流電法通過在隧道周圍巖層中建立起全 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(dá)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

43、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(rèn)為AB供電點為點電源。-JYTIYTI_AnAlM0NBlBn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(yuǎn)處，這時裝置就變?yōu)槿龢O測深。 這時地下電場可認(rèn)為是由一個點電源A產(chǎn)生的，而無窮遠(yuǎn)電極B的影響可 以忽略不計。因此測量的是嗯兩點同心球殼之間的電位差，反映的是A點 正下方某深度的電性特征。三極超前探測方法：將三極測深進(jìn)一步演變，可以進(jìn)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)

44、問題。超前探測是研究掘進(jìn)前方地層電性變化規(guī)律， 預(yù)測掘進(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新技術(shù)。由于采用點源三極裝置進(jìn)行隧道內(nèi)數(shù)據(jù)采集工作，供電電極A相對無 窮遠(yuǎn)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(jìn)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)為測量 電極間距。iZ巷道N巷道N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A(yù)UMN,利用發(fā)

45、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

46、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)（。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(dá)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(dá)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(jìn)行數(shù)據(jù)采集，供電極Al、A2、A3,間距4m,接收 極M、N,極間距4ni,距供電極A14米開始自動跑極，觀

47、測記錄各點視電阻 率吊 然后在計算機上繪制Al、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Al、A2、A3點為圓心繪圓，三圓 相交點即為隧道掘進(jìn)工作面前方相應(yīng)地點的視電阻率，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)。解釋異常區(qū)可判斷前方巖層的水文地 質(zhì)特征。Kb:主機O it. ( “RB（無窮遠(yuǎn)）圖4-4-11超前探測布置示意圖（3）現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集嚴(yán)格按照測試要求進(jìn)行，保證數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量，并符合下列要求： 開機檢查儀器是否正常； 發(fā)射、接收電極間距測量準(zhǔn)確，誤差小于5cm； 無窮遠(yuǎn)電極大于4飛倍的探測距離； 發(fā)射接收電極接地良好； 電池電量充足； 數(shù)

48、據(jù)重復(fù)測量誤差小于5%,否則檢查電極和儀器電源是否正常、工 頻干擾是否過大。(4) 數(shù)據(jù)處理及成果解釋數(shù)據(jù)處理與解釋采用以下幾個步驟，流程見圖4-4-12o圖4-4-12數(shù)據(jù)處理與解釋流程圖 數(shù)據(jù)整理，預(yù)處理首先從儀器將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機，對那些明顯不符合規(guī)律和實際情況的 錯誤數(shù)據(jù)，以及重復(fù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪減和改正。然后將全部數(shù)據(jù)整理成固定 的格式，因為三極超前探的方法原理、施工特點以及數(shù)據(jù)采集方式有自己 本身的特點。 數(shù)字濾波，壓制干擾一般來說，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，用儀器觀測到的變化特征一般是 連續(xù)和漸變的，突變信號往往是各種干擾噪

49、聲引起的，一些對觀測的電壓 按照規(guī)律做初步的圓滑處理，或者設(shè)計專門的濾波因子對觀測數(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而突出需要的地質(zhì)異常信 號。 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與計算電法超前探測技術(shù)的數(shù)據(jù)采集、儀器觀測和紀(jì)錄的數(shù)據(jù)包括點號、極 距、供電電流和測量電壓，有的也一并紀(jì)錄視電阻率，數(shù)據(jù)預(yù)處理時不但 需要對觀測極距、點號等參數(shù)做少量校正，一般還需要做將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成視 電阻率或視電阻率梯度參數(shù)。 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)驗公式來進(jìn)行校正。隧道空間的影響 可以編寫程序在濾波的時候進(jìn)行一定程度的修正。另外其他條件的影響如 對因積水影響而減少的4值采用對比法修正，即在同一巖

50、層中，有水與無 水同時測量，經(jīng)過多組數(shù)據(jù)統(tǒng)計后計算出修正系數(shù)，再將有水時的值乘 相應(yīng)的修正系數(shù)后得到真實的值。 前方異常確認(rèn)，假異常剔除假異常的特點：同一測量點，不同的供電電極產(chǎn)生的電位具有同時 放大或同時縮小的關(guān)系，即信號的強弱受供電電極位置的影響較小，這說 明接收點附近存在異常體即“假異常”，由于該異常體距離測量電極很 近，在接收信號中所占的比重遠(yuǎn)大于隧道前方異常所占的比重。 異常圈定和確認(rèn)對經(jīng)過以上校正的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常圈定、分級以及可靠性評價，保留前 方目標(biāo)異常并確定其位置、范圍、強弱等特性。 異常的綜合分析與地質(zhì)推斷經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)，后方隧道影響、上下及側(cè)向地質(zhì)體的影響得到了壓 制或消除，

51、掘進(jìn)頭前方目標(biāo)地質(zhì)體的信息保留了下來，即可以結(jié)合各種已 知條件對前方異常綜合分析，確定其成因，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的地質(zhì) 解釋和判斷，這樣才可能得出較為符合實際的探測結(jié)論。 成果圖件繪制 依地質(zhì)資料解釋把經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)結(jié)合以已經(jīng)搜集到的隧道周圍或者附近區(qū)域的地質(zhì) 資料進(jìn)行解釋，比如導(dǎo)水?dāng)鄬拥牡刭|(zhì)信息等。（5）高分辨電法的探測范圍測試距離不超過80m,連續(xù)預(yù)報時，前后兩次搭接長度不小于10m。4. 4.3地質(zhì)雷達(dá)探測法4. 4. 3. 1預(yù)報目的對TSP203A預(yù)報的異常點和設(shè)計的斷層和巖溶異常區(qū)采用地質(zhì)雷達(dá)作 為補充手段，進(jìn)而確定異常體的規(guī)模、性質(zhì)等。4. 4. 3. 2預(yù)報方法測線布置和信號觸

52、發(fā)方式選則探測的具體布置根據(jù)TSP203A的預(yù)報結(jié)果和現(xiàn)場掌子面的具體情況， 測線主要布置在掌子面上，正洞每個掌子面布置四條測線，輔助坑道每個 掌子面布置三條測線。測線布置如圖4-4-14. 4-4-15所示。圖4-4-14輔助坑道掌子面地質(zhì)雷達(dá)測線布置示意圖圖4-4-15正洞掌子面地質(zhì)雷達(dá)測線布置示意圖地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)采集時的信號觸發(fā)方式一般有三種，即測量輪觸發(fā)、時 間觸發(fā)和鍵盤觸發(fā)。測量輪觸發(fā)方式一般要求測量表面比較光滑，保證測 量輪正常滾動，以使雷達(dá)數(shù)據(jù)長度能夠和實際測線長度相符。因為隧道掌 子面凹凸不平，所以一般不能保證測量輪的正常工作，因此不采用這種觸 發(fā)方式；時間觸發(fā)方式是地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)

53、按照一定的時間間隔自動采集數(shù) 據(jù)，要求天線按照合適的速度勻速前進(jìn)，天線底部和測量表面允許一定的 間隙，一般20cm,無論天線是否移動，系統(tǒng)都會按照設(shè)定好的速度自動 采集數(shù)據(jù)，因此雷達(dá)數(shù)據(jù)長度會與實際測線長度不符，所以最好不要采用 這種觸發(fā)方式；鍵盤觸發(fā)方式是通過電腦鍵盤發(fā)送指令給雷達(dá)控制系統(tǒng)， 按一下鍵盤采集一道數(shù)據(jù)。天線按固定間距移動，移動一次采集一道數(shù) 據(jù)，這種信號觸發(fā)方式非常適合掌子面惡劣的工作條件。4. 4. 3. 3探測范圍地質(zhì)雷達(dá)探測主要用于巖溶探測，亦可用于斷層破碎帶、軟弱夾層等 不均勻體的探測，每25m-次，一次范圍為30m,兩次重疊長度應(yīng)在5m以 上。4. 4. 3. 4與施

54、工工序銜接地質(zhì)雷達(dá)探底要在隧道鋪底之前完成，具體探測時間由指揮部工程部 安排。掌子面前方探測，數(shù)據(jù)采集前要求工區(qū)配合對掌子面進(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。4. 4. 3.5成果資料室內(nèi)計算機分析處理一般在24小時內(nèi)完成并報告有關(guān)部門。資料整理和處理要求：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。對 合格的記錄應(yīng)根據(jù)記錄的情況進(jìn)行必要的處理如：編輯、濾波、增益、褶 積、道分析、速度分析和消除背景干擾等，求得時間剖面。在時間剖面中 應(yīng)標(biāo)出探測對象的反射波組，確定反射體的形態(tài)和規(guī)模。解釋確定反射體 的位置、形態(tài)，推斷其充填情況。必要

55、時應(yīng)制作模型進(jìn)行反演解析。提交 以下資料：測線布置圖；原始記錄；時間剖面；解析參數(shù)和解析結(jié)果。4. 4.4紅外探測法4. 4. 4. 1基本原理在隧道中，圍巖每時每刻都在向外部發(fā)射紅外波段的電磁波，并形成 紅外輻射場，場有密度、能量、方向等信息，巖層在向外部發(fā)射紅外輻射 的同時，必然會把它內(nèi)部的地質(zhì)信息傳遞出來。干燥無水的地層和含水地 層發(fā)射強度不同的紅外輻射，紅外線探水儀通過接收巖體的紅外輻射強 度，根據(jù)圍巖紅外輻射場強的變化值來確定掌子面前方或洞壁四周是否有 隱伏的含水體。4. 4. 4. 2紅外線探水的特點優(yōu)點：測量快速，基本不占用施工時間；資料分析快，測量完畢，即 可得出初步結(jié)論，室內(nèi)

56、整理及編寫報告也可在2小時內(nèi)完成。缺點：只能測量出含水體的方位，測量不出含水體隱藏深度及水量大 小、水壓等參數(shù)。4. 4. 4. 3紅外線超前探水法的測線布置掘進(jìn)掌子面超前探水的測線布置掘進(jìn)掌子面場強測點布置，應(yīng)根據(jù)掘進(jìn)掌子面的大小，將掘進(jìn)掌子面 劃分為若干個區(qū)域，一般情況下，將掘進(jìn)掌子面劃分為9個區(qū)域，每個區(qū) 域設(shè)定1個測點，如圖4-4-16所示。圖4-4-16掌子面測點布置示意圖（2）隧道邊墻超前探水的測線布置沿已開挖隧道邊墻縱向進(jìn)行測點 布置時，分別在拱頂兩側(cè)邊墻上各布置一條測線。從掘進(jìn)掌子面開始，向 己開挖方向（背離掘進(jìn)掌子面方向），每間隔Im5m設(shè)置一個測點，測 點數(shù)不少于12個，如

57、圖4-4-17所示。右?guī)?右?guī)?拱頂左幫2左幫1圖4-4-17拱頂及側(cè)幫測點布置示意圖4. 4. 4. 4場數(shù)據(jù)采集在掌子面上均勻布置9個測點，發(fā)現(xiàn)異常后加密測點，并初步分析異 常的可能原因，如因噴漿、放炮、照明燈等干擾影響應(yīng)予刪除，并重測。每次探測應(yīng)對巖體的裂隙發(fā)育情況和隧道壁滲水情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。圖4-4-18技術(shù)人員對隧洞進(jìn)行紅外線探測4. 4. 4.5數(shù)據(jù)分析根據(jù)隧道走向與場強曲線進(jìn)行超前探水的判據(jù)，建立各測點的場強(y 軸)與測點到掘進(jìn)掌子面的距離(x軸)的函數(shù)關(guān)系，并繪制出函數(shù)圖形，根 據(jù)函數(shù)圖形特征進(jìn)行超前探水預(yù)報。如果函數(shù)圖形為一水平直線，表明掌 子面前方不存在含水構(gòu)造，見圖4

58、-4-19 (a) o如果函數(shù)圖形為一斜線，表明掌子面前方存在具有含水構(gòu)造的可能 性，需要進(jìn)一步探測，見圖4-4-19 (b)o如果函數(shù)圖形開始部分存在階躍突變，后部為水平或斜線，表明掌子 面前方存在含水構(gòu)造，見圖4-4-19 (c) o場強場強場強8成距茵距離(a)前方不含水(b)有含水可能性(c)前方含水圖4-4-19紅外線超前探水判讀圖4. 4. 4. 6數(shù)據(jù)分析紅外超前探水報告，并附對掌子面及三條測線探測的紅外場強值曲線 圖及探測數(shù)據(jù)表。4. 4. 4. 7紅外探水的探測范圍紅外探測每循環(huán)可探測30m,為提高預(yù)報準(zhǔn)確度和精度，采取重疊式 預(yù)報，2025m探測一次，重疊部分對比分析。根據(jù)不同要求，采取不同的物探措施，物探法分為4種情