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超前地质预报3地质调查法1超前地质预报概述2超前地质预报的实施4超前钻探法5物探法6超前导坑预报法1超前地质预报概述隧道超前地质预报是在分析既有地质资料的基础上，采用地质调查、超前钻探、物探、超前导坑预报等手段，对隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件及不良地质体的工程性质、位置、产状、规模等进行探测、分析判释及预报，并提出技术措施和建议，并对前方围岩级别进行综合判断。1超前地质预报概述超前地质预报的目的1.隧道超前地质预报应达到以下目的：（1）进一步查清隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件，指导工程施工的顺利进行。（2）降低地质灾害发生的概率和危害程度。（3）为优化工程设计提供地质资料。（4）为编制竣工文件提供地质资料。1超前地质预报概述超前地质预报的原则2.（1）隧道超前地质预报是保证隧道施工安全的重要环节和重要技术手段，为隧道施工的必要工序。（2）隧道超前地质预报应进行地质复杂程度分级，确定重点预报地段，并遵循动态设计原则，根据预报实施工作中掌握的地质情况，及时调整隧道区段的地质复杂程度分级、预报方法和技术要求等。1超前地质预报概述（3）隧道超前地质预报可采用地质调查与勘探相结合、物探与钻探相结合、长距离与短距离相结合、地面与地下相结合、超前导坑与主洞探测相结合的方法，并对各种方法的预报结果综合分析，相互验证，以提高预报的准确性。（4）隧道设有平行导坑、正洞超前导坑或为线间距较小的两处隧道时，应充分利用平行超前导坑、正洞超前导坑、先行施工的隧道开展隧道超前地质预报工作。1超前地质预报概述超前地质预报的内容3.（1）地层岩性预测预报，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土的预测预报。（2）地质构造预测预报，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况的预测预报。（3）不良地质预测预报，特别是对岩溶、人为坑洞、瓦斯等发育情况进行的预测预报。（4）地下水预测预报，特别是对岩溶管道水及富水断层、富水褶皱轴、富水地层中的裂隙水等发育情况的预测预报。泥化夹层是指受风化或构造破坏，原状结构发生显著变异并在地下水长期作用下，形成含水量在塑限和流限之间的泥状软弱夹层。1超前地质预报概述超前地质预报的方法4.1）超前地质预报方法的种类（1）地质调查法：包括隧道地表补充地质调查、洞内开挖工作面地质素描和洞身地质素描、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析、地质作图等。（2）超前钻探法：包括超前地质钻探、加深炮孔探测及孔内摄影。（3）物探法：包括弹性波反射法（地震波反射法、水平声波剖面法、陆地声呐法等）、电磁波反射法（地质雷达探测）、红外探测、高分辨率直流电法等。（4）超前导坑预报法：包括平行超前导坑法、正洞超前导坑法等。1超前地质预报概述2）预报长度的划分和预报方法的选择（1）长距离预报100m（2）中长距离预报30-100m（3）短距离预报30m地质调查法超前钻探法弹性波反射法地质调查法超前钻探法弹性波反射法地质调查法超前钻探法弹性波反射法电磁波反射法超前导坑1超前地质预报概述在隧道超前地质预报设计前，应根据隧道的工程地质与水文地质条件、地质因素对隧道施工影响程度及诱发环境问题的程度等，对隧道分段进行地质复杂程度分级。隧道复杂程度分为复杂、较复杂、中等复杂和简单共4级。1超前地质预报概述超前地质预报的工作程序5.2超前地质预报的实施不良地质预报1.1）断层预报断层预报应能说明断层的性质、产状、富水情况、在隧道中的分布位置、断层破碎带的规模、物质组成等，并分析其对隧道的危害程度。断层预报应以地质调查法为基础，以弹性波反射法探测和地质雷达法探测为主，必要时采用高分辨率直流电法、瞬变电磁法、红外探测法探测断层带地下水的发育情况及超前钻探法验证。当隧道施工接近规模较大的断层时，多具有明显的前兆，可通过地表补充地质调查、洞内地质调查、地表与地下构造相关性分析、断层趋势分析等手段预报断层的分布位置。断层破碎带与周围介质多存在明显的物性差异，可采用弹性波反射法探测破碎带的位置及分布范围。2超前地质预报的实施波速分析：P波对围岩速度差异的反应最好，SH和SV效果表较差，一般P波低速带就是断层带。岩石参数分析：以静态杨氏模量为基本指标，配合波速比和泊松比分析。2超前地质预报的实施2超前地质预报的实施2）岩溶预报岩溶是可溶性岩石受水体以化学溶蚀为主、机械侵蚀和崩塌为辅的地质营力综合作用及由此所产生的地质现象的统称。岩溶预报应探明岩溶在隧道内的分布位置、规模、充填情况及岩溶水的发育情况，分析其对隧道的危害程度。2超前地质预报的实施（1）研究隧址区的岩溶发育规律。①地层岩性。②地质构造。③岩溶地下水。④隧道处于岩溶垂直分带的部位。⑤岩溶发育的层数。⑥根据岩溶发育的垂直分带性、隧道高程和地下水季节的变化，判断那些可能与隧道相遇的溶洞、暗河的含水量，或分析那些不与隧道相遇的有水溶洞或暗河对隧道施工的影响程度。⑦岩溶形态(管道、地下河、溶洞)。⑧结合有利于岩溶发育的岩层层位和构造位置，在大小封闭的洼地内、当地河流岸边或其他部位，查明大型溶洞或暗河的入口、出口的位置及高程，并结合可能成为暗河通道的较大断层或紧闭背斜褶皱的核部位置、产状，推断暗河的大致通道，确定能否与隧道相遇或与隧道的大致空间位置关系。⑨根据褶皱轴、断层、节理密集带、可溶岩与非可溶岩接触带、陡倾角可溶性岩、质纯层厚可溶性岩层的位置与产状，用地表与地下相关性分析法，分析隧道内可能出现的大型溶洞、暗河位置。2超前地质预报的实施2超前地质预报的实施（2）根据区域地质和工程地质资料，结合前面的调查和分析，核查、领会设计文件中地质复杂程度分级和超前地质预报方案设计。（3）隧道内地质素描。根据隧道内地质素描结果，验证、调整地质复杂程度分级和超前地质预报方案。（4）物探探测。根据地质条件，可采用弹性波反射法进行长、中长距离探测，以探明断层等结构面和规模较大、可足以被探测的岩溶形态；采用高分辨率直流电法、红外探测进行中长、短距离探测，可定性探测岩溶水；采用地质雷达进行短距离探测，以查明岩溶的位置、规模和形态。（5）超前地质钻探。根据地质复杂程度分级、隧道内地质素描、物探异常带进行超前地质钻探预报和验证，对富水岩溶发育地段，超前地质钻探必须连续重叠式进行。超前钻探揭示岩溶后，应适当加密，必要时采用地质雷达及其他物探手段进行短距离的精细探测，配合钻探查清岩溶规模及发育特征。（6）加深炮孔探测。在岩溶发育区必须进行加深炮孔探测，其具体要求应符合超前钻探法的要求。（7）地质综合判断，提交地质综合分析成果报告。各种预报手段的组合不是一成不变的，应根据地质条件和各种预报手段的优缺点灵活运用，以达到预报和解决实际问题的目的。2超前地质预报的实施地质雷达分析TSP分析（1）负反射界面确定前后边界。（2）纵波波速明显下降。（3）波速比、泊松比和杨氏模量。TSP对于溶洞、暗河空间分布状态的判识还有困难，需谨慎判断。2超前地质预报的实施（1）煤层瓦斯预报应探明煤层分布位置、煤层厚度，测定瓦斯含量、瓦斯压力、涌出量、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数等，判定煤的破坏类型，分析判断煤的自燃及煤尘爆炸性、煤与瓦斯突出危险性，评价隧道瓦斯严重程度及对工程的影响，提出技术措施和建议等。（2）煤层瓦斯预报应以地质调查法为基础，以超前钻探法为主，结合多种物探手段进行综合超前地质预报。（3）煤层瓦斯预报可按以下步骤进行。3）煤层瓦斯预报（4）煤层瓦斯超前钻孔应符合以下规定。（5）当开挖工作面出现煤与瓦斯突出前兆时，应立即报警，停止工作，撤出人员，切断电源，并上报有关部门。（6）隧道在煤系地层、压煤地段及其他可能含瓦斯地层开挖施工时，应加强瓦斯检测，当瓦斯浓度超过规定指标时，应立即采取措施，确保安全，并上报有关部门，查明瓦斯来源，分析可能带来的危害程度，制定下一步地质预报工作的方案和措施，并做好瓦斯检测记录，存档备查。2超前地质预报的实施2超前地质预报的实施其他报告2.（1）隧道涌水、突泥预报应探明可能发生涌水、突泥地段的位置、规模、物质组成、水量、水压等，分析评价其对隧道的危害程度。（2）涌水、突泥预报应以地质调查法为基础，以超前钻探法为主，结合多种物探手段进行综合超前地质预报。（3）在可能发生涌水、突泥的地段必须进行超前钻探，且超前钻探必须设有防突装置；当隧道通过煤系地层、金属和非金属矿区中的采空区时，应查明在采及废弃矿巷与隧道的空间关系，分析评价其对隧道的危害程度。2超前地质预报的实施（4）当斜井工区、隧道反坡施工地段处于富水区时，超前钻探作业应做好钻孔涌突水处治方案，确保人员和设备的安全，避免淹井事故的发生。（5）隧道施工应减少或避免塌方的发生。2超前地质预报的实施临近隧道内不良地质体的前兆标志3.（1）临近大型溶洞水体或暗河的前兆标志。临近大型溶洞水体或暗河的前兆标志主要有以下几种：①裂隙、溶隙间出现较多的铁锈或黏土。②岩层明显湿化、软化，或出现淋水现象。③小溶洞出现的频率增加，且多有水流、河砂或水流痕迹。④钻孔中的涌水量剧增，且夹有泥沙或小砾石。⑤有“哗哗”的流水声。⑥钻孔中有凉风冒出。2超前地质预报的实施（2）临近断层破碎带的前兆标志。临近断层破碎带的前兆标志主要有以下几种：①节理组数急剧增加。②岩层牵引褶皱的出现。③岩石的强度明显降低。④压碎岩、碎裂岩、断层角砾岩等的出现。⑤临近富水断层前，断层下盘泥岩、页岩等隔水岩层明显湿化、软化，或出现淋水和其他涌突水现象。2超前地质预报的实施（3）临近人为坑洞积水的前兆标志。临近人为坑洞积水的前兆标志主要有以下几种：①岩层明显湿化、软化，或出现淋水现象。②岩层裂隙有涌水现象。③开挖工作面空气变冷或发生雾气。④有“嘶嘶”的水声。⑤临近煤层老窑积水的前兆是岩层中出现暗红色水锈或渗水中挂红。2超前地质预报的实施（4）大规模塌方的前兆标志。大规模塌方的前兆标志主要有以下几种：①拱顶岩石开裂，裂隙旁有岩粉喷出或洞内无故尘土飞扬。②初支开裂掉块、支承拱架变形或发出声响。③拱顶岩石掉块或裂隙逐渐扩大。④干燥围岩突然涌水等。2超前地质预报的实施（5）煤与瓦斯突出的前兆标志。煤与瓦斯突出的前兆标志主要有以下几种：①开挖工作面地层压力增大，鼓壁、深部岩层或煤层的破裂声明显，出现响煤炮、掉渣、支护严重变形等。②瓦斯浓度突然增大或忽高忽低，工作面温度降低，闷人，有异味等。③煤层结构变化明显，层理紊乱，由硬变软，厚度与倾角发生变化，煤由湿变干，光泽暗淡，煤层顶、底板出现断裂、波状起伏等。④钻孔时有顶钻、夹钻、顶水、喷孔等动力现象。⑤工作面发出瓦斯强涌出的“嘶嘶”声，同时带有粉尘。⑥工作面有移动感。3地质调查法地质调查法是根据隧道已有勘察资料、地表补充地质调查资料和隧道内地质素描，通过地层层序对比、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析、断层要素与隧道几何参数的相关性分析、临近隧道内不良地质体的前兆分析等，利用常规地质理论、地质作图和趋势分析等，推测开挖工作面前方可能揭示地质情况的一种超前地质预报方法。3地质调查法隧道地表补充地质调查1.（1）对已有地质勘察成果的熟悉、核查和确认。（2）地层、岩性在隧道地表的出露及接触关系，特别是对标志层的熟悉和确认。（3）断层、褶皱、节理密集带等地质构造在隧道地表的出露位置、规模、性质及其产状变化情况。（4）地表岩溶发育位置、规模及分布规律。3地质调查法（5）煤层、石膏、膨胀岩、含石油天然气、含放射性物质等特殊地层在地表的出露位置、宽度及其产状变化情况。（6）人为坑洞位置、走向、高程等，其与隧道等空间关系的分析。（7）根据隧道地表补充地质调查结果，结合设计文件、资料和图纸，核实和修正超前地质预报的重点区段。3地质调查法隧道内地质素描2.隧道内地质素描是将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量、煤层、溶洞等准确记录下来并绘制成图表，是地质调查法工作的一部分，分为开挖工作面地质素描和洞身地质素描。3地质调查法1）工程地质（1）地层岩性（2）地质构造（3）岩溶（4）特殊地层（5）人为坑洞（6）地应力（7）塌方（8）有