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1.隧道施工概况 1.1 工程概况 广州市某轨道交通线工程西起广州市天河区，依次经过萝岗区及增城市，止于增城市荔城区增城广场。有相当长的线路段拟采用矿山法施工，需要做超前地质预报。 1.2 地貌及地质概况 线路区域多属低丘地貌，沿线局部分布有冲沟洼地；基岩除镇龙镇一带为古生代变质石英岩外，其余地段主要为燕山期花岗岩。花岗岩有多期侵入，轨道线穿越多条断裂带，区段内基岩风化带发育，发育残积土、全风化岩、强风化岩特殊性岩土，微风化岩岩质坚硬。 2.超前地质预报实施方案 隧道施工超前地质预报以地质分析法为基础，针对不同地段地质情况和预报目的，选择有针对性、适用性强的方法和设备，采用一种或几种方法组合，达到预报基本准确、费用低、占用时间少的目标。对重大物探异常地段采用钻探验证。 2.1 超前地质预报的目的 ①.进一步查明前期勘察没有探明的、隐伏的重大地质问题，进而指导隧道施工的顺利进行，减少隧道施工的盲目性。 ②.降低隧道施工地质灾害发生的机率，保证隧道施工安全。 ③.为隧道动态设计和信息化施工提供基础资料，使隧道设计施工更科学、安全和快捷。 ④.为编制竣工文件提供地质资料、为隧道长期安全运营提供基础资料。 2.2 超前地质预报的内容及方法 2.2.1 超前地质预报的内容 超前地质预报的内容主要包括：预报开挖前方的围岩级别和稳定性，以便及时修改设计及调整支护类型；预报隧道内涌水量大小、变化规律以及对环境地质与工程的影响；预报开挖面前方岩性变化和不良地质的范围、规模、性质，以及突水、突泥、坍塌、有毒有害气体等灾害地质的发生概率，并提出施工预防措施；预报断层的位置、宽度、产状、性质、破碎带物质状态、充水情况、稳定程度等，并提出施工对策；预报隧道洞身所通过的富水构造、富水砂层、软土、极软岩、瓦斯地层等，评判其危害程度，提出施工方案对策。 2.2.2 超前地质预报的方法 主要有地质素描、TSP、地质雷达、红外探测、超前水平钻探等方法。 2.3 超前地质预报执行的技术规范 2.3.1 中华人民共和国部门行业标准 《铁路隧道超前地质预报技术规程》(Q/CR 9217-2015)、《铁路工程物理勘探规程》(TB10013-2004)、《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005 J449-2005)、《铁路隧道施工规范》(TBJ204-86)、《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》(TZ214-2005)、《浅层地震勘察技术规范》(DZ/T0170-1997)、《铁路工程地质勘察规范》(TB10012-2001)、《铁路工程不良地质勘察规范》(TB10027-2001)、《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB100025-2005)。 2.3.2 中华人民共和国国家标准 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2008)、《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)、《工程岩体分级标准》(GB50218-94)、《土的分类标准》(GB145-90)、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)、《有害作业场所空气采样规范》(GB13733-92)、《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)等。 3.超前地质预报采用的技术方法及要求 隧道超前地质预报体系技术主要包括：地质调查预报（地质素描)、隧道不良地质长距离超前地质预报（TSP法隧道地震探测)、隧道不良地质短距离超前地质预报（地质雷达探测)、隧道富水层段及富水构造超前地质预报（红外探水)、隧道重要不良地质超前钻探等。 3.1 地质素描 在对隧道场地进行地质调查的基础上，结合勘察设计的地质资料，对掌子面前方地质情况进行预测，并提出工程措施意见和为隧道运营维护提供全面准确的地质资料。 3.1.1 编录内容 划分和描述隧道洞内的地层及岩性；确定地层岩性、断层构造等在隧道洞身的实际位置；对洞壁岩体主要结构面（断层、层理及节理、裂隙等）进行定性鉴定及测量；对塌方地段，记录所在的部位、规模、类型以及随时间变化的特征，分析塌方原因；对岩体节理发育、完整程度、富水程度及围岩的稳定状态等进行编录，并据此对地质参数进行修正，提出有针对性的支护、衬砌或超前加固措施意见；对于断层、节理密集带、岩性接触带、地下水富集带、岩性变化频繁或软硬相间等重点地段，要另做地质调绘和测试；对地下水发育地段，描述地下水的出露条件、水量、水压、水温、颜色及泥砂含量，分析地下水活动对围岩稳定性的影响，取样分析，判定地下水对结构材料的腐蚀性。 3.1.2 围岩稳定性评价和预报 根据地质编录得到地层岩性、地质构造、不良地质、水文地质特征等，判定围岩完整性和围岩分级。发生围岩失稳定或变形较大地段，详细分析、描述围岩失稳或变形发生的原因、过程及结果等。 3.1.3 资料提交 开挖后需对拱顶、掌子面和左右边墙进行地质编录，必要时进行数码摄像；施工一定距离后，超前地质预报组作出分段完善的地质展示图和总结。提交资料的内容包括：①.掌子面描述：a.描述地层岩性特征，包括地层年代、地质层位、产状、岩层结构、岩石名称、矿物成分、风化状况、结构构造、岩石强度特征、层间结合程度、裂隙发育及地质构造影响程度等；b.描述断层特征，包括断层产状、形迹特征、力学性质、活动性质、断层破碎带宽度、物质组成、风化程度、断层对地下水控制特征等；c.描述地下水特征，包括出水位置及其与构造的关系，出水量、水压力、混杂物等。②.绘制掌子面地质素描图。③.对开挖面前方较短距离内的岩体作稳定性分析，同时结合服务隧道所揭示的情况，通过综合分析判断，提出5～20米的地质预测报告。
对于隧道开挖前方不良地质体的长距离超前地质预报，本工程采用TSP（隧道地震探测仪）探测方法来进行。本次拟采用瑞士Amberg Measuring Technique Ltd.生产的TSP 203系统，拟投入1台套，主要系统组成包括记录单元和接收器。 3.2.1 TSP的基本原理 TSP隧道地质超前预报系统以利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧道掌子面前方及周围临近区域的地质情况。该法属多波多分量探测技术，可以检测出掌子面前方岩性的变化，如不规则体、不连续面、断层和破碎带等。数据采集时在隧洞一边侧墙等间隔钻制20余个炮孔，而在两侧壁钻取2个检波器孔，使检波器置入套管中，依次激发各炮，从掌子面前方任一波阻抗差异界面反射的信号及直达波信号将被2个三分量检波器接收，该过程所需时间约1小时。然后利用TSPwin软件处理可得P波和S波波场分布规律，其分析过程为：数据调整→带通滤波→首波拾取→拾取处理→炮能量平衡→直达波损耗系数Q估算→反射波提取→P波、S波分离→速度分析→纵向深度位置搜索→反射界面提取等，最终显示掌子面前方与隧道轴线相交的反射同相轴及其地质解译的二维或三维成果图。由相应密度值，可算出预报区内岩体物理力学参数，进而可划分所探测岩土层的工程性质，对硬岩或软岩、饱水岩层、存在流体、裂隙或孔隙度变化等进行判别。工作原理如图3，现场布设如图4。
①.每次探测的较准确的有效预报距离一般为掌子面前方100米，水平较高者，可达150～200米。 ②.对隧道不良地质的最高分辨率可达1米。 ③.预报精度：较准确地预报一般隧道施工遇到的断层破碎带等不良地质体的位置和规模，一般不遗漏可造成坍塌50m以上的不良地质体；较准确地预报一般隧道施工遇到的断层裂隙水、岩溶隧道遇到的溶洞、暗河、岩溶淤泥带和瓦斯隧道可能遇到的老窖、老崆或者其他多水或者富水不良地质体的位置和规模；较准确地预报区段的围岩级别，并确定性地预报区段主要不良地质发生塌方、突泥突水等施工地质灾害的可能性；提出较恰当的施工辅助功法方案和应对措施。水平较高者，预报不良地质体规模的精度可达85%以上。 3.2.3 TSP探测的基本流程 ①.准备探测材料，主要包括瞬发电雷管、乳化炸药或黑索金炸药、环氧树脂或水泥。 ②.准备探测钻孔，依据地质调查、地质分析和宏观预报得出的隧道主要不良地质走向或依据掌子面前100米以内明显断层破碎带的走向，在最先见到主要不良地质的一侧隧道边墙布设炮眼钻孔；在距最外边（最后）一个炮眼15～20米，布设传感器管钻孔（接收孔)，隧道两壁各对称布置一个。 ③.制作炸药的药卷，钻孔→检查钻孔是否合格→个别钻孔“返工”→洞内探测，采集数据。 ④.室内数据处理、成图→成果图解释→编写TSP探测报告。 3.2.4 布孔要求 ①.接收器孔 位置：在隧道边墙（面对掌子面)，距离掌子面大约50m。数量：2个，隧道左、右边墙各一个。直径φ43～45mm、孔深2m。布置：沿轴径向，用环氧树脂固结，向上倾斜10°左右。高度：离地面1m。 ②.炮孔位置 在隧道的右边墙。第一个炮孔离接收器16m，其余炮孔间距为1.5m。数量：24个；直径38mm、孔深1.5m。布置：沿轴径向，向下倾斜10～20°(激发时水封填炮孔)。高度：离地面约1m。如图5所示。 3.2.5 数据采集、数据处理及成果解释 在传感器套管安装完成12小时后，开始进行爆破孔装药、传感器插入及功能性测试。然后引爆爆破孔，对每次爆破进行地震信号记录。在正式爆破采集数据时，洞内一切钻孔、放炮、运输等施工必须停止，以确保采集到的数据尽可能减少受到外界噪声的干扰。探测过程约需45分钟。 通过TSP专用软件对隧道内采集到的原始资料进行技术处理。数据处理前，需将描述隧道轮廓的参数、各炮孔的装药量等数据确定，最后通过专用软件处理，给出掌子面前方结构的剖面及各种地震岩性参数。数据处理的图象反映了开挖面前方或开挖面周围的地层界面情况，因此可用来确定界面的位置。 成果解释是TSP超前地质预报技术难度最大的工作，它需要较深厚的地质知识和实践经验。TSP203软件在现场可以进行快速、准确的数据分析。最为典型的可在2h后就可以查看数据分析情况，综合数据分析报告可在4h后生成。将洞内采集的地震数据传输到室内计算机上，应用TSP数据处理软件进行地震波分析处理。预报数据计算分析主要采用绕射重叠法。进一步分析，可以得到岩体强度变化界面在隧道平面图、纵断面图上的位置。根据所掌握的地质资料，判断出岩体强度变化界面是节理密集带、断层还是岩性分界面。 3.2.6 报告要求 室内分析处理一般在12小时内完成并可提交正式成果报告，报告一般包括如下内容：①.工作概况；②.探测的方法、设备及原理；③.测线布置；④.对测试结果的初步分析；⑤.结论；⑥.应附的成果图表有现场数据记录表、岩石参数曲线图、二维结果图、岩石参数表。 报告概略描述围岩段工程地质特征；主要不良地质要描述其类型、数量、规模、走向、与隧道中线走向的关系、在两壁出露的位置等内容，对于突出的不良地质，更要预报可能发生的主要地质灾害，并提出施工建议或对策；报告要对围岩作总体评价，评价其稳定性，要预报围岩的级别。 3.3 地质雷达 在TSP长距离预报基础上，为进一步确定不良地质体的规模、性质及危害性，需开展地质雷达超前地质预报，预报距离为掌子面前方15～30米。 3.3.1 基本原理 探地雷达是一种有源电磁波装备，其基本原理是向地下发送高频电磁波（10～1000MHz)，然后接收从地下介质中反射回来的电磁波回波信号，通过对回波信号的分析，研究来识别地下目标及其特性。因此，探地雷达主要研究超高频电磁波在地下介质中的传播规律。由于雷达采用的是高频电磁波，因此其具有更高的探测分辨率，同时也带来更高的吸收和衰减左右，造成探测深度不大，一般在100MHz天线作用下，围岩电阻率在几百欧姆米时，有效超前探测深度在30米以内。原理见图6。 探地雷达接收到的信号通过模数转换处理后送到计算机，必须再经过增益恢复、带通滤波、频率-波数（f-k）滤波、绕射偏移处理和反褶积滤波等一系列数据处理后形成雷达探测图像。 地质雷达图像剖面是地质雷达资料解释的基础，只要掌子面前方介质中存在电性差异，就可以在雷达剖面图中找到相应的反射波与之对应。根据相邻道上反射波的对比，把不同道上同一个反射波相同相位连接起来的对比线称为同相轴，雷达剖面图的识别主要是确定具有相同特征的反射波组的同相轴。 隧道超前预报主要是确定掌子面前方的构造断裂、软弱夹层、岩溶洞穴等的分布位置以及掌子面前方地下水状况的预报等。构造断裂带在雷达剖面图上的波形反映一般是与断裂带走势相同的一条曲线，软弱夹层和岩溶洞穴的波形反映一般是由许多细小的抛物线组成的一块较大区域，与周围的波形存在明显的差异。实践证明，地质雷达对掌子面前方含水、溶洞、断裂带等异常反映较好，但预报范围将会相对缩短。因为水的介电常数ε=81，电磁波能量会被水大量吸收，探测距离相对缩短。电磁波在地层中传播时的能量消耗也很大，也会对探测距离有一定的影响。雷达图像的判读除了在雷达剖面图上发现明显的信号异常之外，最好还要注意观察掌子面施工现场的地质情况，结合地质方面的知识加以综合判断会得到更准确的结果。 3.3.2 仪器及技术指标 探测深度：要求有效探测距离不宜超过30m，两次预报的重叠长度不小于5m。本次采用SIR-20型地质雷达，系统性能为100db，采用中心频率为100MHz的屏蔽天线。电导率为0.001ms/m时，探测距离可达到20m以远。探测深度是衰减系数、天线频率和介电常数的函数。即便是同一岩性，由于空隙度或裂隙大小不同，含水量不同，从而使衰减系数变宽，相应探测深度也会明显不同。 3.3.3 现场数据的采集、处理及解译 现场数据采集主要是在掌子面上进行，采集前应对掌子面进行平整处理，使雷达天线与掌子面能有较好的藕合，在掌子面附近应没有其它的金属物体。雷达测线在掌子面上呈“井"字形布置，测线长度根据天线长度决定，在有限的掌子面上尽可能的长。应充分利用避车洞或超前钻探揭露的地质界面等有利地段求取地层的相对介电常数和电磁波速度。 现场工作应符合以下要求： ①.当剖面布置隧洞、陡壁、边墙等处时，应按工程图的要求，同时绘制测线分布的截面图。 ②.应详细查验测区内及附近电磁干扰情况和干扰源位置、特性，并记录班报。 ③.现场测量时，应清除天线和天线电缆附近的金属物，支撑天线的器材应用绝缘材料，并与承载的车架和天线操作员保持一定距离，天线操作员应将沿线的情况进行记录或报主机操作员。同时，操作员应保持对雷达显示器的不间断监视，发现异常情况，应立即报现场技术负责并进行班报记录。 ④.检查工作应均匀分布在不同测线段，重点选择在主要异常地段或质量可疑地段。检查工作量不得少于总工作量的5%～20%。 3.3.4 提交资料 对现场采集到的数据，通过探地雷达处理软件RADANⅢ进行处理，绘制出雷达进深度剖面图。结合掌子面前的地质素描，分析雷达探测面剖面特征，如反射波振幅强弱，同相轴连续性等，推断掌子面前方的地质。根据雷达探测结果，推断不良地质体性质、位置和规模，预报围岩级别。 室内计算机分析处理一般在12小时内完成并报告有关部门。资料整理和处理要求：雷达记录应清晰，反射波形、同相轴明显，不合格的记录应重测。对合格的记录应根据记录的情况进行必要的处理如：编辑、滤波、增益、褶积、道分析、速度分析和消除背景干扰等，求得时间剖面。在时间剖面中应标出探测对象的反射波组，确定反射体的形态和规模。解释确定反射体的位置、形态，推断其充填情况。必要时应制作模型进行反演解析。 提交以下资料：测线布置图、原始记录、时间剖面、解析参数和解析结果。 提交的预报资料要写出探测区段的主要工程地质特征、主要不良地质类型、数量、其走向与隧道中线方位关系、在两壁出露的位置、预报围岩的级别、可能发生是地质灾害等，并提出施工建议和对策。 3.4 红外探测 作为根据围岩红外辐射场强的变化值来确定掌子面前方或洞壁四周是否有隐伏的含水体的一种超前地质预测方法，基本不占用施工时间；资料分析快，测量完毕，即可得出初步结论。本次拟投入2台套HW-305型探水仪，如图7。 3.4.1 红外探水的基本原理 地质体每时每刻都在由向外部发射红外能量，并形成红外辐射场。地质体由内向外发射红外辐射时，必然会把地质体内部的地质信息，以红外电磁场的形式传递出来。当隧道前方和外围介质相对比较均匀，且不存在隐蔽灾害源时，沿隧道走向分别对顶板、底板、左边墙、右边墙向外进行探测，所获得的红外探测曲线，具有正常场特征。当隧道断面前方或隧道外围任一空间部位存在隐蔽灾害源时，隐蔽灾害源产生的灾害场就一定会迭加到正常场上，使正常场中的某一段曲线发生畸变，畸变段称作红外异常。红外探测就是根据红外异常来确定含水断层、含水溶洞、地下暗河等隐蔽灾害源的存在。 在隧道中，干燥无水的地层和含水地层发射不同的红外辐射。地下水的活动会引起岩体红外辐射场强的变化，红外探水仪通过接收岩体的红外辐射强度，根据围岩红外辐射场强的变化来确定掌子前方或洞壁四周是否有隐伏的含水体。通过测试掘进工作面和隧道开挖纵向的地湿场变化情况，根据介质的辐射红外波段长的能量变化，判断前方是否为隐伏含水体构造体，有无发生突涌水的可能。 3.4.2 红外探水仪在超前地质预报中的作用 在复杂地质条件下，特别是岩溶发育地区，相对掘进隧道的隐伏水体或含水构造，除了出现在掘进前方之外，还可能出现在顶板上方、底板下方、两边墙外部。针对复杂水文地质特点，红外探测仪可实现全空间全方位探测。其具体地质预报内容如下： ①.通过超前探测可预报掘进前方30米范围内有无含水断层和溶洞。 ②.通过对顶板上方探测，可确定隧道上方30米范围有无含水层或含水构造。 ③.通过对底板下方探测，可了解下方有无含水构造，以预防滞后突水。 ④.分别向两边墙外部探测，了解30米范围内有无含水体或者含水断层，以预防含水断层在前方与隧道相交造成大突水。 3.4.3 使用环境条件及技术参数 环境条件：温度00C～＋400C；湿度应不大于80％，在潮湿环境工作不应超过8小时；大气压力（0.8～1.1)×105Pa；无腐蚀性气体和强电磁场干扰。技术参数：存储数据500组；瞄准方式为红色激光。电源采用镍氢可充电电池；电源电压1.2V×5；正常工作电流为28mA。 3.4.4 探测范围 红外探测每循环可探测30m，为提高预报准确度和精度，采取重叠式预报，两次探测重叠长度不小于5m。 3.4.5 现场采集要求： ①.应在施工隧道的隧顶和两侧边墙的中部各布置一条测线，5m点距，发现异常后加密测点，并初步分析异常的可能原因，如因喷浆、照明灯等干扰影响应与删除，并重测。 ②.在掌子面上均匀布置9个测点，发现异常后加密测点，并初步分析异常的可能原因，如因喷浆、放炮、照明灯等干扰影响应予删除，并重测。 ③.每次探测应对岩体的裂隙发育情况和隧道壁渗水情况进行详细记录。 3.4.6 红外线超前探水法的判据 ①.根据掘进掌子面场强差异进行超前探水的判据 通过对比分析掌子面各测点的场强，判定掘进掌子面是否存在含水构造体。根据以往测试经验，判译标准一般设定为：当掘进掌子面测点中最大场强和最小场强的能量差大于等于10μW/cm2，可判定前方存在含水构造体，否则不存在含水体构造。 ②.根据隧道走向与场强曲线进行超前探水的判据 建立各测点的场强（Y轴）与测点到掘进掌子面的距离（X轴）的函数关系，并绘制出函数图形，根据函数图形特征进行超前探水预报。 a.如果函数图形为一水平直线，表明掌子面前方不存在含水构造。 b.如果函数图形为一斜线，表明掌子面前方存在具有含水构造的可能性，需要进一步探测。 c.如果函数图形开始部分存在阶跃突变，后部为水平或斜线，表明掌子面前方存在含水构造。 3.4.7 资料整理、提交报告 探测完成后需在2个小时内提供红外探测预报报告，内容包括：工作概况、地质解译结果、掌子面探测数据图、左右边墙及拱顶等测线的探测曲线图等。 3.5 超前水平钻探 为进一步探明前方地层完整性、构造带及地下水发育情况（水量、水压、水温、悬浮物等)，对开挖前方岩体进行超前水平钻探。本次拟采用RPD-150C型多功能快速钻机，如图11。 3.5.1 超前水平钻探技术基本概况 水平钻探法是超前地质预报最直接的一种方法，通过钻探对掌子面前方获取的地层岩性进行鉴别确定其埋藏距离与厚度（或宽度)，溶洞及填充的性质，能查明钻探深度内的地下水的赋存条件，可进行水量、水压的测定。当为煤系地层时，可确定煤层厚度和进行瓦斯含量测定，对超前地质预报成果进行验证，同时利用所取岩芯可进行室内试验，测试岩石的物理学性质。 超前水平钻探预报的准确度好，判识率高，但占用时间长，效率低，施工难度大，严重影响施工时间，一般不宜全隧道隧洞连续进行。可根据地质素描、TSP超前地质预报、地质雷达、红外探水结合区域地质资料综合分析，若掌子面前方无不良地质、特殊地质现象时可以不钻，因岩溶发育的复杂性、隐蔽性及物探资料的不确定性，为减少或避免灾害性地质的发生，在构造发育带及岩溶发育区必须进行水平超前工程钻探。 水平超前钻探的目的：①.查明地层岩性，确定其埋藏位置与厚度以及特殊岩土、不良地质情况；②.查明地下水的赋存情况，进行水量、水压的测定；③.采取符合质量要求的试样，测试围岩的物理力学性质；④.当为煤系地层时，可确定煤层厚度和毒害气体含量。 3.5.2 实施范围 根据勘察、物探成果，对于隧道洞身为Ⅳ、Ⅴ级岩类，断裂带处，地势低洼，物探异常点地段采用超前水平钻探。 3.5.3 钻进方式 一般应采用冲击钻进进行钻孔，钻进过程中，必要时对构造带、构造带充填物应干钻取样，以查清前方不良地质体的岩性特征。 3.5.4 钻孔数量及深度 钻孔不少于3孔，深度不小于30m，搭接长度不小于10米，施钻深度满足设计要求并经现场技术人员确认后方可停钻。同时施工过程中每循环均做不少于5米深的超前炮孔8～12个，进一步探测掌子面前方地层和地下水情况。加深的超前炮孔应做好记录，发现地层、地下水及有害气体出现异常情况，及时通知超前地质预报组，以便及时采取安全措施。如图12所示。 3.5.5 超前钻探工作流程 3.5.6 超前钻探施工要求 根据地质详勘报告和设计图纸，结合围岩实际情况，在掘进工作面上布设超前探孔，在钻探中根据钻机在钻进过程中推力、扭矩、钻速大小、岩粉成份、成孔难易及钻孔出水情况来判断前方的地层和岩性，同时进行涌水量和水压测试，判断掘进工作面前方地层含水情况。对于一般断层破碎带，每个掘进工作面布设超前取芯探孔2～3个；对于多水、富水带，则应增设2～3个探水孔，分别位于拱顶和拱腰部位，超前探水孔终孔位于隧道开挖轮廓线外1.5～3.0m。进行短距离超前地质钻探时，利用液压凿岩台车或风钻对工作面进行钻探，钻孔深度5～8m。在短距超前探孔预报过程中，若掌子面有出水或其它异常时，增加探水孔数量，以便准确地进行预测预报。 3.5.7 资料提交 超前地质钻孔由地质技术人员进行地质编录和孔内必要的测试后，整理得到超前探孔成果，内容如下： ①.钻孔柱状图，描述地层、岩性、节理裂隙特征，记录钻孔过程中有价值的信息，提出围岩完整性评价。 ②.记录出水位置，进行孔内水量、水压、水温等测试，预测隧道涌水量。 ③.编写钻探报告，并在钻孔结束后12小内提交。 4.成果资料提交 超前地质预报成果应由即时报告、日常报告及最终报告组成。 4.1 即时报告 当地质工程师发现地质情况发生变化时，需即刻报告，并积极参与不良地质地段工程措施的研究，并从地质角度提出意见。即时报告包括现场地质编录报表、TSP、地质雷达、红外探水分析成果以及提出措施、建议等。 4.2 日常报告 当每次完成地质预报工作后，应以书面报告提交预报成果，施工单位应利用地质预报成果指导隧道施工。报告具体描述内容如下： ①.工程地质特征：概略描述围岩段工程地质特征。 ②.主要不良地质：要描述主要不良地质的类型，数量，走向及其与隧道中线走向的关系，在两壁出露的位置，和不良地质的规模。对于突出的不良地质，更要预报可能发生的主要地质灾害，并提出施工建议或对策，并以黑体字醒目地表示出来。 ③.围岩总体评价：评价围岩稳定性，要预报围岩的级别。 要特别注意“主要不良地质”部分的编写。报告内容参考后附范例：XXX隧道超前地质预报报告（超前地质预报通知书部分)。 4.3 最终报告 各区间隧道贯通后需在1个月内提交成册的最终成果报告，报告组成要素主要为：a.地质纵断面图；b.地质展示图；c.超前地质钻孔报告、钻孔记录表；d.TSP超前地质探测报告；e.地质雷达探测报告；f.红外线探水报告；g.利用其他手段进行超前探测的报告。报告大致分6个部分。①.工程概况：主要论述工程由来、工程概况与地质超前预报的目的、方法、技术要求、工作执行的技术标准以及布置方案和工作量；②.隧道工程地质条件：主要论述位置及地形地貌、地层岩性、岩土物理力学性质、特殊岩土、不良地质作用、地震效应、地下水等内容；③.测试：包括各种测试方法、原理、资料分析、利用与预报等，同时统计各预报方法的实际工作量；④.岩土工程分析与评价：主要论述场区稳定性与环境工程评价、岩土性能评价、隧道围岩支护设计施工建议、施工注意事项以及处理措施等内容；⑤.地质素描简图、TSP、地质雷达和红外探水测图表等；⑥.结论与建议：针对地质超前预报任务要求的各项内容，作出准确的结论，提出合理的建议。 5.超前地质预报作业安排 5.1 探测作业安排 5.1.1 TSP施工作业安排 现场人员根据施工进度及隧道工程地质条件确定需要进行TSP探测后，在24小时之前通知施工单位做好TSP探测前的准备。 地质人员要进洞，对揭露的围岩条件进行充分的了解，进行探测侧壁（布设炮眼壁）选择，并对炮眼的布置及孔深进行指导。 在进行探测时按规定布置震源，保证质量，消除干扰因素，保证探测数据能真实反映掌子面前方围岩条件。 资料整理要及时，要安排有经验的技术人员对采集的地震信号进行解译，保证解译结果能真实反映掌子面前方围岩条件。 将探测结果第一时间通知给施工单位，并对施工安排及施工措施提出合理化建议。 5.1.2 地质雷达及红外探水施工作业安排 根据TSP及宏观预报的结果，对可能存在的破碎带、富水地带等不良地质现象需进行地质雷达及红外探水探测，并将不良地质体所处桩号提前告知施工单位，当掘进至不良地质体前方约3～5m处应通知我单位，并做好地质雷达及红外探水的探测准备，统筹安排探测时间。 在探测之前先安排技术人员查看工作条件是否满足探测要求，如掌子面是否平整，干扰因素是否排除等，提前做好探测准备，避免在探测过程中发现这些问题，然后去排除而耽误施工时间。 依据采集电磁波的频率、振幅和同轴连续性特征，安排有经验的技术人员进行成果图解译，将探测结果第一时间告知施工单位。 编写地质雷达超前地质预报报告，并对施工安排及施工措施提出合理化建议。 5.1.3 探测时间预估 TSP探测：事先做好准备工作，在探测前准备好探测材料，让施工单位提前打好探测炮眼，探测人员进洞后立即装药、接线、安装接收器、爆破采集数据。 预计花费的时间：进洞后准备工作花10分钟；装药、接线、安装接收器花40分钟；爆破采集数据花5分钟；收拾仪器设备出动花10分钟，预计洞内进行一次TSP探测花费时间65分钟左右。 地质雷达及红外探水探测：事先做好探测准备，在进洞前检查仪器设备是否正常，进洞后立即检查工作面是否符合探测要求，并排除干扰源，然后进行探测。 预计地质雷达花费的时间：检查掌子面是否符合作业要求、排除干扰源5分钟，仪器参数设置及准备工作5分钟；探测3条测线，一条测线需时5分钟，共需15分钟；收拾仪器设备出洞花5分钟，预计洞内进行一次地质雷达测试花费时间30分钟。 红外探水花费的时间：探测准备花时2分钟；数据采集及记录花时6分钟；收拾仪器设备出洞花时2分钟，预计洞内进行一次红外探水测试花费时间10分钟。 5.1.4 外业安全措施 ①.超前地质预报人员应认真学习、执行隧道施工安全规范，超前钻探人员应认真学习、执行钻探安全技术操作规程。新参加人员上岗前，必须经过安全生产教育，具有安全生产的基本知识，并应在班长或者技术熟练人员的指导下工作。 ②.隧道超前地质预报实施过程中应识别各种安全危险源，保障人员和机械设备的安全。 ③.进入隧道工作必须穿戴合体的工作服、防护靴、安全帽和防尘（防毒）口罩等防护用品。严禁上班前和工作中饮酒。 ④.地质预报工作必须在现场找顶作业结束（必要时初期支护）后进行。开始工作前应观察操作空间上方、周围有无安全隐患，特别是钻探开挖工作面附近是否还有危石存在，确保预报人员的安全。 ⑤.高处作业时作业台架必须安设牢固，台架周围应设置防护栏。凡患有高血压、心脏病等不适应高处作业者不得上架作业。 ⑥.当隧道岩体中含有煤层瓦斯、石油天然气等易燃易爆物时，必须严格执行现行《煤矿安全规程》《铁路瓦斯隧道技术规范》TB10120等的有关规定，超前地质预报工作应采用防爆型的仪器、设备。当采用非防爆型时，在仪器设备及操作空间20m范围内瓦斯浓度必须小于1%，超前钻探必须采用水循环钻或者湿式钻孔，严禁携带火源进洞。 ⑦.超前地质预报现场采集数据使用的炸药和雷管必须由持有爆破证的专人领用，爆破作业必须由专业爆破工操作。非专业人员严禁从事爆破作业。 ⑧.钻机使用的高压风、高压水的各连接部件均应采用符合要求的高压配件，管路应连接，安设牢固，并应经常检查，防止管接头脱落、管路爆裂高压风、水伤人；高压电路接线应由专业电工操作。 ⑨.钻孔时，钻机前方应安设挡板，严禁在钻孔的轴向后方站人，以防钻具和高压冲出的岩屑、泥沙等伤人。 ⑩.为便于控制超前钻孔揭露大量地下水时的水流及采取措施，孔口应安设孔口管和闸阀，且孔口管必须安设牢固，防止水压将孔口管冲出伤人。 5.1.5 内业安全保证措施 在内业整理方面，包括资料文件和设备的安全保证措施，具体如下： ①.及时整理当前所测数据、资料，按照要求归类、存档。 ②.对数据进行解译分析，及时编制成果报告，报送设计、施工、监理和业主，为修改设计、制定施工方案提供依据。 ③.如数据处理发现异常，立即查找原因，并进行分析，同时汇报项目负责人员。 ④.妥善保管和检查监测仪器、设备。 ⑤.注意用电安全。 ⑥.洗澡时开启排气扇，严禁密闭、不开排气扇洗澡。洗澡完毕及时关闭煤气。 ⑦.遵守各种电器设备使用规则，严禁违规、盲目使用。 ⑧.注意节约，及时关灯、断电、关气、关水、关窗、关门，确保驻地环境安全。 5.2 工序衔接与配合 5.2.1 地质编录 ①.每天都要进行洞内掌子面地质观测，填写地质编录表格，绘制掌子面地质素描图，并对掌子面前方5m～10m的围岩工程地质特征、围岩级别，有无发生地质灾害的可能性进行预报。 ②.现场编录的时间，也是选择隧道施工的出渣工序完成，隧道送风完成之后，下次掌子面打爆破孔开始之前进行最为合适。 5.2.2 TSP探测 ①.进场的时间：一般在前次预报里程还剩10米左右，人员和设备即进入场地，并做好各种探测前的准备工作。 ②.探测钻孔可伴随掌子面爆破孔同时或之后进行。尽量保证提供合格的探测钻孔。 ③.实际探测的具体工序安排：一般选择隧道施工的出渣工序完成，隧道送风完成之后，下次掌子面打爆破孔开始之前进行。 ④.在大约1个小时时间里，尽量不再安排震动很大的作业。如打钻，放炮，履带式装载机作业等等。 ⑤.相邻隧道也不能安排震动很大的作业。 5.2.3 地质雷达探测 ①.进场的时间：在TSP预报的基础上，对TSP预报圈定的主要不良地质围岩段，经过现场地质观测和鉴别并于监理单位协商，认为有必要进行地质雷达探测时，人员和设备要及时进入场地，并做好各种探测前的准备工作。 ②.实际探测的具体工序安排：与TSP相同，一般选择隧道施工的出渣工序完成，隧道送风完成之后，下次掌子面打爆破孔开始之前进行。 5.2.4 红外线探水 ①.在TSP探测的基础上，对TSP预报提出的主要多水、富水带进行探测。 ②.一般伴随地质编录一起进行。 5.2.5 重要不良地质超前钻探 ①.重要不良地质超前钻探不轻易安排，一般是在TSP预报指出的严重不良地质区段，并且经地质雷达或红外线探测、地质前兆预测法等方法认定可能发生大的施工地质灾害的前提下，经监理方、施工方甚至甲方共同认可的条件下实施。 ②.当意见不一致时，应以预报方意见为主。或召开专家会议研究，不可轻易否决预报方的意见。 ③.超前钻探进行时，应当暂时停止开挖作业。（约13100字,MRBOSH编写） |
3.2 TSP超前地质预报
3.2.2 TSP解决主要问题和技术指标：
