新建铁路南涪线隧道施工地质超前预报实施方案.docx

新建铁路南涪线
隧道超前地质预报实施细则
（作业指导书）
一、编制方案依据
新建铁路南涪线隧道（梓里隧道）施工设计资料。
《铁路工程物理勘探规程》TB10013-2004。
《铁路隧道超前地质预报技术指南》铁建设［2008］105号
二、隧道施工超前预报的目的
⒈进一步查清因前期地质勘察工作的局限而难以探查的、隐伏的重大地质问题，预报施工隧道掌子面前方的不良地质灾害，进而正确指导隧道工程的安全施工。
⒉通过动力学参数（动态弹性摸量、剪切摸量、泊松比、密度、弹性纵波速度、弹性横波速度等）、介电常数、水平钻探情况等进行综合评估，有利于及时预报隧道掌子面前方100～150米及周围10米范围内以下影响隧道施工质量和安全的不良（或特殊）地质问题，其主要查明：1）软弱岩层（包括含煤地层）的分布；2）断层及其破碎带；3）节理裂隙发育带；4）含水情况；5）岩溶洞穴；6）围岩类别；
⒊降低地质灾害发生的几率；
⒋为设计变更提提供地质依据；
⒌为编制竣工文件提供地质资料。
三、采用的预报方法及原理
⒈TSP203超前地质预报方法
TSP是TunnelSeismicPredicationahead的英文缩写。
TSP-203超前地质预报系统采用的地震负视速度反射波法的基本原理（见下图）。
φ

TM（m）:接收点位置；TB(ms):纵波传播时间；XA：反射界面正交点的位置；
TA：直达波与反射波交点的传播时间。

负视速度地震反射波法工作原理图
通常情况下，TSP203爆破剖面是在隧道的左壁或者右壁上布置一系列微型爆破孔进行微型爆破激发弹性波，在隧道壁左右两侧上同时安装一对接收器接收从掌子面前方反射回来的弹性波信息，通过对这些弹性波信息进行处理、计算和综合分析，获得掌子面前方的详细地质情况。
爆破剖面的位置选择主要取决于岩层结构的主导方位，由于岩层结构的准确产状有时是未知的，但在隧道壁左右两侧上安装一对接收器可以提供多方位信息，因此，使用一个爆破剖面和两个接收器也是出于经济目的考虑。
但对地质状况非常复杂的情况，建议使用两壁爆破剖面测量。这样布置的好处是可将所获得的多方位信息进行综合分析，并可加以对比和相互校证。
TSP-203测量系统测量组件的标准测量方式如下图。

TSP203系统组件标准测量图示
2、超前地质钻探
超前地质钻探是利用水平钻机在隧道掌子面进行水平地质钻探获取地质信息的一种地质超前预报方式（由施工单位实施）。在钻孔内可进行煤层瓦斯及天然气检测。
四、施工隧道地质超前预报实施方案
1、由勘测期间的地质资料得知该线各隧道的地质构造复杂，存在断层破碎带、岩溶等主要工程地质问题。
根据以上主要工程地质问题，需要采用综合超前地质预报的方法，即以TSP203超前地质预报方法为主控方法，以地质雷达方法和超前地质钻孔为辅助方法。
通过TSP203超前地质预报后，若发现隧道掌子面前方存在重大地质灾害隐患（如大型暗河、软弱、破碎、富水、导水性良好的地层和大型突水突泥地段），以地质雷达方法对掌子面前方5～30米内作详细、高分辨率探测，必要时以超前地质钻孔作验证性预报，以满足隧道设计、确定施工采取处理措施的需要为原则。
2、隧道进洞55米后便开展第一次TSP203超前地质预报工作。
3、为保证超前地质预报的准确性，按隧道掌子面每掘进100～150米（由围岩的完整性确定）作一次超前地质预报。
4、采用TSP203超前地质预报系统作预报时，现场工作布置如下：
（1）接收器钻孔布置方法：
接收器钻孔数量：2个，隧道左、右壁各一个。
接收器钻孔直径：43-45mm/孔深2m。
接收器钻孔布置：沿轴径向，向上倾斜5-10度；布置高度：离地面约1米；
布置位置：离掌子面大约55米位置。
（2）爆破钻孔布置方法：
爆破钻孔数量：在隧道左或右壁面布置24个（根据岩层走向确定在左或右），根据实际情况可以选择18-24个。
爆破钻孔直径：38mm（20-45mm）/孔深1.5m（最小0.8m.最大2.0m）。
爆破钻孔布置：沿轴径向，向下倾斜10-20度(水封填炮泥)，相对于隧道壁面倾斜10度；布置高度：离地面约1米；布置位置：第一个钻孔离接收器约20米，其余炮眼间距1.5米（最远2米）。

五、资料解释与成果报告
1、超前地质预报现场数据采集人员和后期资料解释人员由物探、地质和岩土工程三方面的技术人员组成。
2、TSP203室内计算机分析处理：将隧道内采集的地震数据传输到专用计算机上，应用TSP203数据处理软件进行地震波分析处理。其主要由三个程序块组成，即：
数据库部分：其作用是负责输入、编辑和管理与数据采集有关的参数，将原始数据从TSP203主机传输到专用计算机上；
震动数据处理部分：其作用是将反射波信号从含有直达波信号的原始数据中提炼出来并对其进行放大、滤波等一系