美国GSSI地质雷达隧道超前预报介绍与资料处理
美国地质雷达隧道超前预报工作介绍目前我们国家地下隧道建设工作量大，地质条件复杂，有灰岩地区、花岗岩地区、黄土高原、第四季覆盖等等。
隧道开挖中常常遇到岩溶发育、出现大的空洞，充水或者充泥，有时地下暗河发育；也会遇到构造带，或者岩石破碎，同时地下水发育，这给隧道开挖和建设造成很多困难，同时也给隧道运营造成一定的隐患。因此需要采用一定的手段对这些地质构造和地质灾害进行探测和预报，提前采取措施来排除灾害。
工作任务
为了能够探明隧道开挖面(俗称"掌子面")前方的地质构造，通常采用多种方法进行综合分析、探测、预报。常见的方法有：地质分析，地球物理探测(声波法、直流电法、电磁波方法)，钻孔方法，或者超前导洞等等。采用各种地球物理方法进行探测，分别给出探测结果，综合地质构造情况，进行综合解释，给出掌子面前方的地质构造和可能的地质灾害信息。
探测前提条件
隧道开挖中遇到的地下材料或者介质，主要有石灰岩、花岗岩、大理岩、砂岩、第四季覆盖、沙土、黄土，还有地下水、空洞等等。由于这些材料的物理性质有很多种，比如密度、导电率、介电常数、磁导
率等等。
声波超前预报。由于密度不同、声波传播速度不同，可以采用声波法进行探测，出现了地震波超前预报。
直流电法超前预报。根据导电率的差异采用直流电法，预报掌子面前方材料的导电率差异，尤其是含盐份的地下水表现为良导体、而空气为高阻体；
地质雷达预报。根据导电率、介电常数、磁导率的差异，采用地质雷达高频电磁波方法进行探测，获取掌子面前方材料的介电常数差异信息，
瞬变电磁预报。由于岩石、土壤、水、空气的电磁响应不同，采用瞬变电磁方法探测材料的差异。
目前这4种方法在隧道超前预报中都有使用，尤其是地质雷达超前预报方法得到了普遍使用，利用地质雷达方法在隧道掌子面上进行探测，对隧道开挖超前预报，下面介绍这部分内容。
探测仪器
地质雷达方法通常采用高频电磁波发射法工作，频带范围为几兆赫兹到几千兆赫兹，不同的频率探测深度不同，低频电磁波探测深度较大，因而出现了不同中心频率的天线，商业地质雷达通常采用窄脉冲宽频带电磁波信号工作，一般情况下100兆天线在土壤、破碎的岩石、基岩上探测深度范围从几米到十几米甚至30米左右。
目前隧道开挖地质超前预报距离正好是要求在十几米到30米左
右，并且要求能够精确预报，这与地质雷达100兆天线的探测正好吻合。鉴于掌子面的工作面比较窄，通常从几米到十几米宽。而100兆天线本身仅仅不到1米长，也不需要把天线埋入地下进行非常紧密的接触，因而探测方便。经过多年的探测试验研究，目前地质雷达100兆天线在隧道超前预报中得到了广泛使用。
常见的地质雷达系统有美国GSSI公司的SIR系列地质雷达系统、加拿大Sensor&Software公司的EKKO系列地质雷达系统、瑞典Mala 公司的地质雷达系统等等。
GSSI公司的SIR系列地质雷达系统在国内使用普遍，主机型号有专业型SIR-10A,10B,10H，SIR-20，便携式SIR-2,SIR-2000,SIR-3000。主机兼容所有天线。目前使用较多的是SIR-20和SIR-3000两款主机，都兼容100兆赫兹天线。采用地质雷达主机、电缆、天线和电池就可以进行超前预报。
SIR-20主机
SIR-3000主机
100兆天线
数据采集与现场工作
测线布置：
在隧道超前预报探测中，根据围岩和掌子面岩石构造和岩性分析，来布置测网测线。
对于构造简单的围岩，而掌子面岩石完整，同时已经开挖的几十米甚至几百米隧道内岩石完整，都为基岩，比如沉积岩，通常建议在掌子面上布置一条测线。
灰岩地区开挖隧道，由于灰岩地区岩溶非常发育，溶洞发育不规则，而且其尺寸和地下赋存状态非常复杂，通常含有地下水，或者跟地下暗河连通，有时处于大山底部属于承压地下水，一旦承压水从隧道掌子面涌出将非常危险。鉴于此就需要对掌子面前方的溶洞进行精
细探测，因此在岩溶发育地区尤其是地下水丰富的隧道内，需要在掌子面布置井字型测线，构成密集的测网。
由于隧道开挖通常是采用全断面开挖技术或者阶梯状开挖技术。对于全断面开挖，可以利用100兆天线在隧道掌子面上多测几条测线；对于阶梯状开挖，利用100兆天线在隧道掌子面的特定部位有针对性的进行探测和预报。
由于目前地质雷达系统多数天线多设计为贴地耦合式，建议天线尽量紧贴被测物体的表面，接触约好探测效果约理想，一般建议离开地面的距离控制在1/4波长以内，100兆天线建议距离被测物体表面的距离控制在10厘米以内，天线最好能够紧贴其表面。
地质雷达超前预报工作照片
地质雷达探测系统有3种触发方式，分别为时间方式连续测量、手动点测方式、测量轮触发距离测量方式。鉴于隧道开挖掌子面通常凹凸不平整，天线不方便在掌子面上快速移动，因此建议采用点测法进行超前探测，点距控制在10厘米；在适当的地方手动做标记，如下图。在非常平整的掌子面上可以结合手动点测方式和时间方式连续测量相结合的来进行探测。
采集参数表格
关于仪器参数设置请参考下面的表格，关于100兆天线参数，两种仪器都建议采用点测模式point mode，工作天线名称、发射率、扫描速度、采样点数、记录长度、滤波范围、叠加次数都一样，首波延时和增益参数不同，不过都建议采用固定的相同的参数进行测试，便于对探测数据进行比较。而增益参数需要在现场进行调整，通常增益值都不大于60分贝。
SIR-20地质雷达主机和100兆单体天线采集参数表格1
100MHz
Config Type测量对象geo
Config Name天线100MHz
Transmit Rate发射率50KHz
Samp/scan采样/测点512/1024
Scans/sec测点/秒15-30
Scans/m 扫描/米10
m/mark 米/标记 5
SIR-20地质雷达主机采集参数表格2
100MHz
Position（ns）信号位置46
Range（ns）记录长度100-200-300
Gain增益
NumberOfPoints增益点 5
Gain value增益值
IIR H Low Pass平滑降噪 3.
IIR H High Pass 消除背景0
IIR V Low Pass(MHz)低通300
IIR V High Pass(MHz)高通25
FIR Low Pass(MHz)低通0
FIR High Pass(MHz)高通0
Stacking 叠加100
GSSI公司SIR-3000和100兆天线地质超前预报探测参数表1
顺序系统参数Parameters 100MHz
1* 系统调用SYSTEM->SETUP->RECALL 100met
2 显示刻度(竖直方向) SYSTEM->UNITS->VSCALE Time/Depth
天线COLLECT->RADAR->ANTENNA 100mhz
发射率COLLECT->RADAR->T_RATE 50KHz
6 测量模式(水平方向) COLLECT->RADAR->MODE Time/Point
GPS COLLECT->RADAR->GPS None
采样点数COLLECT->SCAN->SAMPLES 512/1024
数据位COLLECT->SCAN->FORMAT(bits) 16
4* 记录长度(纳秒)COLLECT->SCAN->RANGE(ns) 300-400-500 介电常数COLLECT->SCAN->DIEL 6
7 扫描速度(扫描/秒) COLLECT->SCAN->RATE 16
8 测点(扫描/单位）距离COLLECT->SCAN->SCN/UNIT 10
5* 增益：类型-点数COLLECT->GAIN->AUTO-POINTS Y-5
3-1 信号位置：模式COLLECT->POSTION->MODE MANUAL
3-2 信号位置：延时COLLECT->POSTION-> OFFSET -14
3-3 信号位置：地面COLLECT->POSTION->SURFACE(%) 0 滤波COLLECT->FILTERS
低通-无限响应滤波器-> LP_IIR (mhz) 300
高通-无限响应滤波器-> HP_IIR (mhz) 25
低通-有限响应滤波器-> LP_FIR (mhz) 0
高通-有限响应滤波器-> HP_FIR (mhz) 0
叠加(扫描) COLLECT->FILTERS ->STACKING 3[时间模式]
64-128[点测] 背景去除(扫描) COLLECT->FILTERS->BGR_RMVL 0
9-1 颜色表OUTPUT->DISPLAY->C_TABLE
9-2 颜色变换表OUTPUT->DISPLAY->C_XFORM
10 保存参数SYSTEM->SETUP->SA VE SETUP01 11* 数据采集RUN/SETUP
12* 数据传输OUTPUT->TRANSFER->FLASH Y 资料处理与解释
地质雷达超前预报在掌子面现场采用手动触发方式点测取得探测结果一般情况下都比较理想，因而在后期室内资料处理和解释就相对比较简单，一般包括以下几个步骤，
资料整理、图像显示、资料编辑、增益处理、一维频率滤波、高
级滤波、图像输出、资料对比与地质解释。
资料整理：对现场所测资料进行整理，包括测量测网资料整理，野外记录表格的电子化录入工作，工作照片整理，备份野外探测数据。
图像显示，利用专门的处理软件打开数据，采用线扫描方式、波形加变面积方式、波形图等方式显示测量数据。
资料编辑剔除强烈的干扰信息，把一条测线上相邻的几个数据剖面连接在一起组成长剖面数据文件。
增益处理，采取整体增益，对整个数据剖面的振幅信息进行放大，或者采用指数增益函数对某一个深度区间的振幅信息进行局部放大，便于数据显示。选做。
一维频率滤波，如果在探测资料中出现了低频信号干扰，请采用频率滤波方法滤除低频干扰信号。通常情况下不做此处理。
高级滤波，在探测资料中如果出现多次波干扰信息，需要利用反褶积方法消除多次波干扰，恢复地下真正的地质构造剖面。
输出探测图像，并且对各幅探测图像进行比较，寻找差异，同时结合地质资料，进行地质推断和资料解释工作。给出地质剖面图。也需要结合各里程桩号地质雷达探测剖面信息，组成一幅隧道剖面图。具体案例
GSSI地质雷达超前预报资料处理步骤
美国地球物理测量系统公司
美国劳雷工业公司
2011年7月
GSSI地质雷达超前预报RADAN资料处理步骤
1.打开软件RADAN，选择文件夹.视图→自定义→文件目录.
选择文件夹
设置工具栏与状态栏[坐标]
2.打开文件。文件→打开(*.dzt)。文件显示，换颜色。
超前预报的雷达测点数、扫描数通常比较少。根据这个特点，超前预报的地质雷达图像显示方式，采用线扫描剖面，或者波形加变面积图。或者两者结合的方式。
线扫描模式
波形显示
对于点测数据剖面，扫描数较少，建议采用波形加变面积方式显示地质雷达
超前预报剖面。
软件启动后，打开雷达剖面默认为线扫描模式显示方式。单击显示器按钮图标，
打开对话框设置显示参数，并且修改波形加变面积显示参数，如下图
双击WIGGLE波形加变面积图，弹出对话框：
比例：波形显示时所占的像素数。
间隔：波形中心线之间的像素数。
叠加：几个扫描信息叠加后，显示为1个波形。在段剖面测量中强烈建议显示期间不做叠加。
抽点：跳过几个点后，显示一个波形。用于剖面较长的情况。
填充标准：正-表示填充正波，负-表示填充负波。通常默认为正波。填充大小：一般建议设置0.表示波形一起跳就填充。
预览：表示波形显示效果。
注释：比例参数一般为间隔的2倍。
波形加变面积参数设置完毕，返回显示参数设置对话框，选择保存按钮以保
存所有显示参数，包括波形加变面积参数在内，从而下次可以直接调用显示参数
文件(*.pam)方便显示地质雷达剖面；具体操作方法是：RADAN 软件启动后，选
择显示器图标->打开显示参数设置，选择调用按钮->打开pam 参数文件。
选择保存按钮，保存参数文件为100兆天线地质预报显示参数.pam 。而资料
处理完毕最后结果显示参数可以保存为100兆天线地质预报出图显示参数.pam 。
隧道超前地质预报管理实施细则
隧道超前地质预报管理实施细则 第一章总则 第一条隧道超前地质预报是保证隧道施工安全、优化工程设计、实现施工信息化的重要基础。通过超前地质预报工作，可以进一步查清隐伏的重大地质问题，及时掌握和反馈隧道地质条件信息，调整隧道设计参数、防护措施，为优化隧道施工组织、制定施工安全应急预案、控制工程变更设计提供依据。 第二条抓好隧道超前地质预报工作，可以预防各类突发性地质灾害，有效规避工程建设风险，实现铁路工程“六位一体”管理目标。超前地质预报是确保施工安全和结构安全的重要可靠手段，是铁路隧道设计文件的重要组成部分，也是铁路隧道施工作业中关键的重要作业环节，是施工中不可缺少的关键工序，施工单位必须纳入工序管理。 第三条本细则依据《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设〔2008〕105号），结合银西铁路甘宁段实际制定。 第二章管理机构和职责划分 第四条管理机构 银西铁路有限公司建设指挥部成立隧道超前地质预报管理领导小组。
组长：指挥部总工 副组长：工程分部负责人 组员：专业主管工程师，各标段参建单位项目分管领导 指挥部管理领导小组负责银西铁路甘宁段隧道施工超前地质预报组织领导工作。领导小组下设办公室，办公室设在工程管理分部，负责组织对重大地质情况的施工方案进行研究。 第五条职责分工 铁路隧道地质按复杂程度分为四级：复杂(A)，较复杂(B)，中等复杂(C)，简单复杂(D)。（详见铁建设〔2008〕105号《铁路隧道超前地质预报技术指南》附录B）。 超前地质预报工作涉及建设、设计、施工（含专业超前地质预报单位）、监理等单位，参建各方既要明确分工又要协调配合。 （一）指挥部职责 1．负责制订超前地质预报管理细则，明确各单位职责分工和工作流程，负责管理超前地质预报各参建单位并协调处理各单位之间的关系。 2．组织相关参建单位对超前地质预报设计文件进行技术及安全交底，负责审查施工单位上报的超前地质预报实施大纲或方案，审查监理单位编制的超前地质预报监理实施细则，审核超前地质预报分析成果。
地质雷达 原理
地质雷达是目前分辨率最高的工程地球物理方法，在工程质量检测、场地勘察中被广泛采用，近年来也被用于隧道超前地质预报工作。地质雷达能发现掌子面前方地层的变化，对于断裂带特别是含水带、破碎带有较高的识别能力。在深埋隧道和富水地层以及溶洞发育地区，地质雷达是一个很好的预报手段。 1、基本原理 探地雷达是一种用于确定地下介质分布情况的高频电磁技术，基于地下介质的电性差异，探地雷达通过一个天线发射高频电磁波，另一个天线接收地下介质反射的电磁波，并对接收到的信号进行处理、分析、解译。其详细工作过程是：由置于地面的天线向地下发射一高频电磁脉冲，当其在地下传播过程中遇到不同电性（主要是相对介电常数）界面时，电磁波一部分发生折射透过界面继续传播，另一部分发生反射折向地面，被接收天线接收，并由主机记录，在更深处的界面，电磁波同样发生反射与折射，直到能量被完全吸收为止。反射波从被发射天线发射到被接收天线接收的时间称为双程走时t，当求得地下介质的波速时，可根据测到的精确t值折半乘以波速求得目标体的位置或埋深，同时结合各反射波组的波幅与频率特征可以得到探地雷达的波形图像，从而了解场地内目标体的分布情况。
一般，岩体、混凝土等的物质的相对介电常数为4—8，空气相对介电常数为1，而水体的相对介电常数高达81，差异较大，如在探测范围内存在水体、溶洞、断层破碎带，则会在雷达波形图中形成强烈的反射波信号，再经后期处理，能够得到较为清晰的波形异常图。 在众多地质超前预报手段中，使用探地雷达预报属于短期预报手段，预报距离与围岩电性参数、测试环境干扰强弱有关。一般，探地雷达预报距离在15~35米。 2、探地雷达在勘查中的基本参数 ①数电磁脉冲波旅行时
隧道超前地质预报实施细则
渭源至武都建设项目WWSY1标 隧道测超前地质预报实施细则 1、编制依据 1）铁道部《铁路工程物理勘探规程》TB10013—98； 2）交通部《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）；3）交通部《公路隧道设计规范》（JTG D70—2004）； 4）交通部《公路隧道施工技术规范》（JTG F60—2009）； 5）《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）； 6）《公路工程地质勘察规范》（JTJ064—98）； 7）水利部《水利水电工程物探规程》（SL326—2005）； 8）十天高速公路隧道工程施工图设计资料； 9）十天高速公路隧道工程地质勘察报告； 10）其它国家颁布、国家部门颁布、地方颁布的有关规范和规章。 2、工程概况 2.1隧道概况 烟坡里隧道位于甘肃省定西市漳县的油单沟与漳县三岔镇烟坡里村之间的厥头山西侧，隧道采用分离式，洞高7.5m；起止桩号为ZK173+070~ZK176+910 YK173+073~YK176+905，左线隧道长3840m，洞顶最大埋深250m，右线隧道长3832m，洞顶最大埋深248m；隧道进口平面线型为直线，出口段为圆曲线，左右线半径均为R-1400；左线纵面线型为1.38%（坡长637m）和-2.20%（坡长3195m）的人字坡。隧道进出口均采用削竹式洞门，设置10处行人横洞、4处行车横洞，左右线各设四处紧急
停车带。隧道围岩以IV、V级为主，两端洞口段均为V级围岩。 2.2隧道地质 2.2.1地形地貌 本隧道段位于甘肃省的东南部，处于西北黄土高原边缘与西秦岭山地交汇过渡地带，总体地形北低南高，隧道所经地段地面高程：2084.5~2273.2m，相对最大高差188.7m，隧道进口段，自然坡度38~40°，坡面呈阶梯状的田地，以构造剥蚀低中山地貌为主，山地海拔较高，主峰顶呈棱状，山坡高峻，河谷狭窄，多呈V字形。自白垩系以来，境内地层一直处于间歇性抬升之中，因此形成了多级不同时期、不同高程的剥夷面。 2.2.2地层岩性 根据区域地质资料及本阶段地勘资料，本勘察区隶属于华北区的陕甘宁盆地分区东南部。隧址区主要出露第四系全新统①-1耕植土（Q4pd）、第四系全新统冲洪积②-1粉质粘土(Q4al+pl)、第四系全新统崩滑堆积②-2碎石层（Q4del+c），下伏古近系④-3层强风化砾岩（E）、白垩系上统民和组⑤-1强风化泥质砂岩（K2m）及三叠系上统⑥-1强风化砂岩（T3）、⑥-2中风化砂岩（T3）、⑥-4中风化灰岩（T3）、⑥-4中风化泥质灰岩（T3）和⑥-2中风化钙质砂（T3）。第四系中上更新统黄土（Q2-3）：黄褐色，中密-密实，土质较均，垂直节理少量发育，多分布于洞身段所在地的半山坡，覆盖厚度不大。 2.2.3地质构造与地震
隧道超前地质预报的概念及其研究的目的与意义
隧道超前地质预报的概念及其研究的目的与意义 一、隧道超前地质预报的定义 近年来，随着我国国民经济的迅速发展，以及高速铁路、高速公路、路、城市轨道交通等工程大规模建设，长大隧道数量也越来越多。但隧道施工进度经常成为制约整个整个工程进展的瓶颈，隧道快速掘进的主要难题是如何超前了解掌子面前方的地质情况和岩石力学参数，其中隧道轴线的地质界面可能会在施工掘进中发生严重的问题，如塌方、突泥、突涌等灾害，尤其是当这些灾害交叉发生时，问题会更加严重。隧道超前地质预报就是解决个难题行之有效的方法。 隧道超前地质预报是通过物探、钻探或导坑，并配合地质测绘或地质调查等手段收集的资料，对隧道的某个段落，或某个部位及其前方一定范围内的围岩地质特征、结构特征和完整状态、围岩级别及隧道开挖后的稳定性进行预测，并提出隧道前方开挖和支护建议的报告。力图在施工前掌握前方的岩土体结构、性质、状态，以及地下水、瓦斯等的赋存情况、地应力情况等地质信息，指导隧道施工，以避免施工及运营过程中发生涌水、瓦斯突出、岩爆、大变形等地质灾害，保证施工的安全。 二、隧道超前地质预报的目的与意义 隧道工程属于隐蔽工程，常常会受到各种不良地质体的影响，在隧道施工前或者施工过程中如果不能准确地对可能遇到的不良地质体进行预报或预测，就有可能影响施工的进度，甚至会引发灾难性事故。不良地质体本包括括施工地段岩件不同的岩体、断层裂隙构浩带、强富水诱水她层、岩溶等。不同岩性的岩体可能会对施工机械造成损害，也有可能发生冒落、塌方等事故，这不仅增加了建造及维护维修成本，还会影响工期，造成较大的损失；断层裂隙构造带对工程影响很大，破碎带可能将上下岩层的水系导通，在岩层间形成润滑层。断层裂隙面极易滑动，造成岩层失稳，引发山体滑坡及泥石流涌动。所以在断层裂隙构造带附近施工时，要随时观察构造的联系及导通情况，防止透水和由岩层失稳引起的事故发生；在强富水透水层以及岩溶区，主要是防止透水事故的发生，以及透水后園地层减压造成的岩层失稳。 开挖前对地质情况的了解，对于隧道建设有着十分重要的作用。通过超前地质预报，及时发现异常情况，预报掌子面前方不良地瓜体的位置、产状及其围岩
超前地质预报指导书
隧道超前地质预报作业指导书 一、适用范围 适用于汕揭高速02项目部叶下桃隧道超前地质预报工作。 二、作业准备 1、内业准备 （1）、施工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核图纸，熟悉技术标准。 （2）、统计设计图中超前地质预报方式和预报里程，建立超前地质预报台帐。 2、外业方面 （1）、由测量人员提供检测面的施工里程。 （2）、根据采用的超前地质预报方式做好现场打孔或机械、人员的配合工作。 三、技术要求 1、隧道爆破开挖后及时查看掌子面地质状况，描绘地质图，通过与设计的对比，提供地质情况预报。 2、隧道施工期的地质预测，应包含以下： （1）、断层及断面影响带的位置、规模及其性质。 （2）、软弱夹层的位置、规模及其性质。 （3）、岩溶的位置、规模及性质。 （4）、不同岩性、围岩级别变化界面的位置。 （5）、工程地质灾害可能发生的位置和规模。 （6）、含水构造的位置、规模及其性质。 四、施工程序和工艺流程
1、超前地质预报施作工艺流程见下图所示： ①采用TSP-203、超前钻探、地质雷达、地质素描法等进行综合探测； ②超前地质预报要对多种手段所得的资料进行综合分析与评判，相互印证，结合掌子面揭示的地质条件、发展规律、趋势及前兆进行预测、判断。
2、施工工艺 隧道施工过程的地质超前预报，主要是根据地表和已经开挖的隧道的地质调查和各种探测方法取得的资料，以及地质推断法预测开挖工作面前方一定长度范围内围岩的工程地质条件。如：地面地质调查法、洞身地质素描法、钻速测试法、钻探孔法、涌水量观测、岩体结构面量测和围岩变形观测。物探测试主要有TSP法、地质雷达法。 预测时根据地质条件的不同，采用一种或几种方法组合综合预报，以工程地质法（包括图析法及地质素描法）进行超前宏观预报为前提，结合TSP203超前地质预报系统、地质雷达、超前探孔、经验法等综合手段，分长期预报、中期预报、短期预报三个阶段对隧道岩体特征、断层、涌水等不良工程地质进行超前预测预报: 采用TSP系统与地质分析法相结合进行长期（长距离）（＞80m范围）地质预报； 采用仪器钻孔进行30～80m距离的中期地质预报； 利用台车钻孔和地质雷达相结合，进行距离小于30m的短期地质预报； 采用在钻爆循环中加深（4m）3～5个炮孔进行掌子面前方4m范围的下一循环的探测。结合掌子面地质素描预测法进行掌子面作业影响区域内的当前地质预报。 对物探异常区采用钻孔进行验证，以便指导施工。 五、施工要求 根据隧道地质复杂的特点，本着以“早预报、早预防”的原则组织施
隧道超前地质预报作业指导书
×××标段隧道工程 隧道超前地质预报作业指导书 1、适用范围 本作业指导书适用于×××标段×××段范围内隧道及×××隧道洞口地段超前地质预报工作。具体内容包括：预报内容、预报分级、预报流程及要点。 2、作业准备 2.1内业技术准备 作业指导书编制后，在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，掌握有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前的技术培训，考试合格后持证上岗。 2.2外业技术准备 施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。 修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。 所有仪器已经到位，经过校验并在使用有效期限内。 3、技术要求 明确隧道超前地质预报作业工艺流程、操作要点和重要性，指导、规范隧道超前地质预报，保障隧道安全掘进。施工过程中必须将超前地质预报纳入施工工序管理，做到先探测、后施工，不探测不施工。 所使用的仪器具有合格的出厂证明及使用期限，并按相关要求进行质
量验收，有验收记录，并在有效使用期内。 4、施工程序与工艺流程 4.1 预报内容 （1）地层岩性，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊土的预测预报。 （2）地质构造，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响山体完整性的构造发育情况的预测预报。 （3）不良地质，特别是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性、有气体及高地应力等发育情况的预测预报。 （4）地下水，特别是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴、富水地层等的预测预报。 4.2 预报方法 （1）超前地质预报方法按预报原理可分为地质分析法、钻探法、物探法和超前导坑法。 ①地质分析法，包括地层分界线、构造线，地下和地表相关全分析、地质作图等。 ②钻探法，包括深水水平钻探、5～8m加深炮孔探测及孔内摄影。 ③物探法，包括地震波反射法、声波反射法、电磁波反射法、红外探测法等。 ④超前导坑法，包括平行超前导坑法、正洞超前导坑法。 （2）超前地质预报按长度可分为长距离预报（大于200m）、中长距离预报（30～200m）和短距离预报（小于30m）。
隧道超前地质预报管理办法
中铁十一局集团沪昆客专长昆湖南段项目经理部 隧道超前地质预报管理办法 长昆项目安质【2010】104号 第一章总则 第一条为规范中铁十一局集团沪昆客专长昆湖南段项目经理部建设项目的隧道超前地质预报工作,充分发挥超前地质预报对隧道施工的指导作用,确保隧道工程安全质量,依据《铁路隧道超前地质预报技术指南》(铁建设〔2008〕105号)、《加强铁路隧道工程安全工作的若干意见》(铁建设〔2007〕102号)、《隧道超前地质预报管理办法》(沪昆湘工管〔2010〕116号)等有关规定,制定本法。 第二条超前地质预报的目的是通过地质调查、物探、超前地质钻探、超前导坑等综合手段,进一步查清隧道开挖工作面前方工程、水文及不良地质等信息,降低地质灾害发生的几率和危害程度,保证隧道工程质量安全。 第三条超前地质预报应结合超前地质预报设计,合理选择预报或监测手段,遵循科学、准确、及时、经济的原则。 第四条项目部工程管理部负责隧道超前地质预报归口管理工作,安质部负责检查督促超前预报措施的落实情况。 第二章职责分工 第五条项目分部职责及分工 (一)履行合同承诺,组织或委托符合铁路隧道超前地质预报要求的技术人员和仪器设备进场,对非高风险和极高风险隧道的软弱围岩及不良地质隧道的地质预报责任主体,由各分部组织实施。
(二)依据隧道风险评估和超前地质预报设计,编制实施大纲,并纳入施工组织设计;经审查批准后组织实施,对一般隧道超前地 - 1 - 质预报成果及数据的真实性负责。 (三)组织超前地质预报知识培训,确保设备操作和数据处理人员持证上岗。综合掌握物探与钻探、长短距离相结合验证方法。 (四)按照设计单位超前预报任务书的要求,做好超前预报工作。向建设、设计、监理及时上报隧道超前地质预报成果,反馈预报工作中发现的地质问题。 (五)发现实际地质情况与设计文件不相符合时,及时提出变更设计申请,并完善相关手续。 (六)归档隧道地质预报成果、变更设计文件、有关会议纪要等内容,纳入工程竣工文件移交。 (七)按照项目部《突发事件管理办法》和《突发事件应急预案》,做好突发事件应急准备工作。 (八)做好设计单位超前地质预报的配合工作,及时提供超前预报条件。 第三章超前地质预报管理 第六条实施预报前,提前将预报时间、手段书面通知监理单位,驻地监理在约定时间内到场旁站并做好记录。 第七条对于高度和极高风险隧道,物理探测结束后,设计单位应及时向监理单位提交正式报告,监理单位接到超前地质预报成果后,一般在6小时内完成审查程
第二讲 国内外地质雷达技术发展状况
第二讲国内外地质雷达技术发展状况（历史与现状） 探地雷达的历史最早可追溯到20世纪初，1904年，德国人Hulsmeyer首次将电磁波信号应用与地下金属体的探测。1910年Leimback和Lowy以专利形式在1910年的专利，他们用埋设在一组钻孔里的偶极子天线探测地下相对高的导电性质的区域，并正式提出了探地雷达的概念。1926年Hulsenbeck第一个提出应用脉冲技术确定地下结构的思路，指出只要介电常数发生变化就会在交界面会产生电磁波反射，而且该方法易于实现，优于地震方法[1,2]。但由于地下介质具有比空气强得多的电磁衰减特性，加之地下介质情况的多样性，电磁波在地下的传播比空气中复杂的多，使得探地雷达技术和应用受到了很多的限制，初期的探测仅限于对波吸收很弱的冰层厚度（1951，B.O.Steenson，1963，S.Evans）和岩石和煤矿的调查（J.C.Cook）等。随着电子技术的发展，直到70探地雷达技术才重新得到人们的重视，同时美国阿波罗月球表面探测实验的需要，更加速了对探地雷达技术的发展，其发展过程大体可分为三个阶段： 第一阶段，称为试验阶段，从20世纪70年代初期到70年代中期，在此期间美国，日本、加拿大等国都在大力研究，英国、德国也相继发表了论文和研究报告，首家生产和销售商用GPR的公司问世，即Rex Morey和Art Drake成立的美国地球物理测量系统公司（GSSI），日本电器设备大学也研制出小功率的基带脉冲雷达系统。此期间探地雷达的进展主要表现在，人们对地表附近偶极天线的辐射场以及电磁波与各种地质材料相互作用的关系有了深刻的认识，但这些设备的探测精度、地下杂乱回波中目标体的识别、分别率等方面依然存在许多问题。 第二阶段，也称为实用化阶段，从20世纪70年代中后其到80年代，在次期间技术不段发展，美国、日本、加拿大等国相继推出定型的探地雷达系统，在国际市场，主要有美国的地球物理探测设备公司（GSSI）的SIR系统，日本应用地质株式社会（OYO）的YL－R2地质雷达，英国的煤气公司的GP管道公司雷达，在70年代末，加拿大A－Cube公司的Annan和Davis等人于1998年创建了探头及软件公司（SSI），针对SIR系统的局限性以及野外实际探测的具体要求，在系统结构和探测方式上做了重大的改进，大胆采用了微型计算机控制、数字信号处理以及光缆传输高新技术，发展成了EKKO Ground Penetrating Radar 系列产品，简称EKKO GPR系列。瑞典地质公司（SGAB）也生产出RAMAC 钻孔雷达系统，此外，英国ERA公司、SPPSCAN公司，意大利IDS公司、瑞典及丹麦也都在生产和研制各种不同型号的雷达。80年代全数字化的GPR问世，具有划时代的意义，数字化GPR不仅提供了大量数据存储的解决方案，增强了实时和现场数据处理的能力，为数据的深层次后处理带来方便，更重要的是GPR 因此显露出更大的潜力，应用领域得以向纵身拓展。 第三阶段，从上个世纪80年代至今，可称为完善和提高阶段。在此期间，GPR技术突飞猛进，更多的国家开始关注探地雷达技术，出现了很多探地雷达的研究机构，如荷兰的应用科学研究组织和代尔夫大学，法国_德国的Saint-Louis 研究所（ISL），英国的DERA，瑞典的FOA，娜威科技大学和地质研究所，比利时的RMA，南非的开普敦大学，澳大利亚昆士兰大学，美国的林肯实验室和Lawrence Livermore国家实验室以及日本的一些研究机构等等。同时，探地雷达也得到了地球物理和电子工程界的更多关注，对天线的改进、信号的处理、地下目标的成像等方面提出了许多新的见解。GSSI公司在商业上取得了极大的成功，
浅谈地质雷达在岩溶隧道超前地质预报中的运用
浅谈地质雷达在岩溶隧道超前地质预报中的运用 蒋帅男 （1.成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都610059） 摘要：近年来，随着我国交通事业的迅猛发展和西部大开发战略的实施,在岩溶地区修筑的隧道越来越多，而在岩溶地区隧道施 工中，对掌子面前方一定范围的地质情况进行准确超前预报却是保证隧道施工安全的关键。本文以中坝隧道为例,通过对拟掘进段 隧道勘察资料及工程地质条件的解读、隧道掌子面地质编录情况的判别和解译结果的综合分析，预判拟掘进段存在溶腔，并通过 超前钻孔揭示验证，得以及时采取有效措施，确保了生命及生产安全，表明在岩溶地区采用地质雷达进行超前地质预报是可行的。关键词：隧道；超前地质预报；地质雷达；岩溶； 1 前言 由于地面水和地下水的溶蚀作用，在碳酸盐岩地区发育着各种类型的岩溶地貌和岩溶形态，给工程建设带来一定的复杂性，每年都因不同程度的岩溶危害而造成巨大的经济损失和危及人身安全，而随着我国交通事业的迅猛发展和西部大开发战略的实施,在岩溶地区修筑的隧道越来越多，因此在岩溶地区隧道施工中，对掌子面前方一定范围的地质情况进行准确超前预报是保证隧道施工安全的关键。 超前地质预报方法用来准确预测隧道开挖工作面前方工程地质状况，可以减少施工的盲目性。采用科学的、先进的隧道超前隧道岩溶超前预报的手段有很多种，比如TSP、超前地质钻孔和地质雷达等。而地质雷达探测具有分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图像显示、处理速度快等优点，近年来在国内外岩溶预报上，比较受亲睐[1]。 本文以中坝隧道为例,具体阐述了地质雷达的基本工作原理及其在岩溶隧道超前地质预报中的测试方法,并针对岩溶预报雷达图像进行了具体的解译。最后通过对拟掘进段隧道勘察资料及工程地质条件的解读、隧道掌子面地质编录情况的判别和解译结果的综合分析[2]，预判拟掘进段存在溶腔，并通过超前钻孔验证预判的准确性，得以及时采取有效措施，确保了生命及生产安全，实例表明在岩溶地区采用地质雷达进行超前地质预报是可行的。下面就将地质雷达在中坝隧道超前地质预报应用情况做一些阐述，并将其在岩溶预报上的规律进行总结，以期望对后续类似的工作具有借鉴意义。 2地质雷达的探测原理及方法 2.1探测原理 地质雷达是利用频率介于106～109Hz的无线电波来确定地下介质的一种地球物理探测仪器。岩溶洞穴、破碎带、岩溶水与完整围岩存在明显的电性差异, 对地质雷达发射的电磁波能形成强反射界面, 以此来探测不良地质体。地质雷达的基本原理如图1所示。 发射天线将高频短脉冲电磁波定向送入地下, 电磁波的传播取决于地质体的电性如电导率μ和介电常数ε。电导率μ主要影响电磁波的穿透深度, 介电常数ε决定电磁波在地质体中的传播速度。电磁波在传播过程中遇到存在电性差异的地层或目标体就会发生反射和透射, 接收天线收到反射波信号并将其数字化, 然后由电脑以反射波波形的形式记录下来。对所采集的数据进行相应的处理后, 可根据反射波的传播时间、幅度和波形, 判断地下目标体的空间位置、结构及其分布。探地雷达是在对反射波形特性分析的基础上来判断地下目标体的, 所
隧道超前地质预报方案
新建山西中南部铁路通道瓦塘至汤阴（东）段 站前工程ZNTJ-5标 超前地质预报 专项施工方案 中铁十七局集团山西中南部铁路通道 ZNTJ-5标项目经理部 二〇一〇年六月
超前地质预报专项施工方案 编制： 审核： 批准： 中铁十七局集团山西中南部铁路通道ZNTJ-5标项目经理部
目录 1.编制说明 (1) 2.工程概况 (1) 3.超前地质预报的目的和目标 (3) 4.超前地质预报主要项目 (3) 5.超前地质预报的方法和手段 (3) 6.超前地质预报实施计划 (4) 7.超前地质预报方法 (8) 8.超前地质预报保证措施 (14) 9.正确处理地质预报与施工的关系 (16)
隧道超前地质预报专项施工方案 1.编制说明 1.1.编制依据 为保证山西中南部铁路通道ZNTJ-5标隧道工程施工安全，切实履行企业安全生产的责任主体,根据《建设工程安全生产管理条例》和《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》的规定，结合本工程的特点，制订ZNTJ-5标隧道工程超前地质预报专项施工方案。 1.2.采用的标准规范、图纸 《铁路隧道超前地质预报技术指南》(铁建设【2008】105号)； 《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》TB10108-2002； 《铁路隧道工程施工技术指南》 TZ202-2008； 《铁路隧道施工质量验收验收标准》TB10417-2003; 《铁路工程基本作业施工安全技术规程》 TB10301-2009； 《铁路隧道工程施工安全技术规程》 TB10304-2009； 隧道施工设计图纸。 2.工程概况 2.1.线路概况 中南铁路通道ZNTJ-5标段起讫里程为DK198+350～DK259+000，全长57.70km，全部位于山西省石楼县、隰县境内，线路起点位于石楼县沙塘沟，穿过沙塘2号隧道，跨越屈产河、柳石公路和县乡道路，到达石楼车站，然后在谭家庄东侧进入石楼隧道，从朱家峪出来后，沿山脚前行，终点止于隰县车站。
隧道超前地质预报管理实施细则
附件一 隧道超前地质预报管理细则 第一章总则 第一条隧道超前地质预报是保证隧道施工安全、优化工程设计、实现施工信息化的重要基础。通过超前地质预报工作，可以进一步查清隐伏的重大地质问题，及时掌握和反馈隧道地质条件信息，调整隧道设计参数、防护措施，为优化隧道施工组织、制定施工安全应急预案、控制工程变更设计提供依据。 第二条抓好隧道超前地质预报工作，可以预防各类突发性地质灾害，有效规避工程建设风险，实现铁路工程六位一体管理目标。超前地质预报是确保施工安全和结构安全可靠的重要手段，是铁路隧道设计文件的重要组成部分，也是铁路隧道施工作业中关键的重要作业环节，是施工中不可缺少的关键工序，施工单位必须纳入工序管理。 第三条本细则依据《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设〔2008〕105号）、《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设〔2010〕120号），结合实际制定。 第二章管理机构和职责划分 第四条管理机构 云桂铁路、沪昆客专云南有限责任公司（以下简称公司）成立隧道超前地质预报管理领导小组。 组长：韩星俊
副组长：王景江霍宝虎 组员：工程管理部、安全质量部、现场指挥部、设计单位、专业预报单位、监理单位负责人。 公司管理领导小组负责云桂铁路、沪昆客专（云南段）隧道施工超前地质预报组织领导工作。领导小组下设办公室和专家组，办公室设在工程管理部，归口管理超前地质预报工作。专家组由公司工程部、安质部、现场指挥部负责人和专业超前地质预报单位技术负责人组成，组长由领导小组指定，负责对重大地质情况的施工方案进行研究。 第五条职责分工 铁路隧道超前地质预报实行施工单位、现场指挥部、公司三级管理制度。施工地质按复杂程度分为四级（A级：复杂，B级：较复杂，C级：中等复杂，D级：简单。详见铁建设〔2008〕105号《铁路隧道超前地质预报技术指南》附录B）。 超前地质预报工作涉及建设、设计、施工（含专业超前地质预报单位）、监理等单位，参建各方既要明确分工又要协调配合。 （一）公司职责 1．负责制订超前地质预报管理细则，明确各单位职责分工和工作流程，负责管理超前地质预报各参建单位并协调处理各单位之间的关系。公司工程部负责日常管理，现场指挥部负责现场管理。 2．负责审批A、B级施工地质超前地质预报设计方案、实施细则、预报成果和分析结论。A级由公司总工程师组织审核，B级由公司工程部组织审核并对A级进行预审，C级由现场指挥部组织审核并对A、B级进行预审，D级由施工单位审核，并报现场指挥部核备。
浅谈煤矿开采中地质勘探技术的重要作用
摘要：矿产资源是国民经济和社会发展的重要物质基础，，如何准确有效的进行矿产勘查是摆在地质工作者面前的一个问题，因此我们应重视新理论、新技术、新方法的利用，同时结合以往多种勘查手段，以期提高各类矿床发现能力，取得良好的经济效益。文分析了煤田矿井开采中的地质勘探问题,论述了当前煤田矿井地球物理勘探主要技术方法的应用及特点, 提出了多波多分量地震勘探、矿井高密度直流电法、矿井瞬变电磁法及地质雷达等新技术新方法及其综合应用将在煤矿地质因素预测预报中发挥重要作用。 关键词：矿产勘查成矿理论技术研究煤矿开采地质勘探工作面
浅谈煤矿开采中地质勘探技术的重要作用 一、前言 （一）煤矿开采技术的介绍 矿井由于受地质条件差、断层发育、煤厚变化大等地质因素的影响，造成生产接续紧张，采用综合勘探方法,多种勘探手段结合并用，地面采用三维物探手段,井下先期施工多用途探巷，整理配合钻探及井下物探等手段，针对影响生产的地质因素开展各项专题研究，不断进行资料的动态综合分析，取得了较好的地质效果，为矿井的安全高效生产提供了有利的地质勘探预报保障。 1、开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以提高工作面单产和生产集中化为核心，以提高效率和经济效益为目标，研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，简单、高效、可靠的生产系统和开采布置，生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。 2、开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”，主要解决以下技术难题。硬顶板控制技术，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且基本顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术，包括高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术，使顶煤体能随采随冒，提高其回收率。顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术，研制既有利于顶煤破碎和顶板控制，又有利于放顶煤的新型液压支架，合理确定后部输送机能力。两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，研究合适的综放开采回采工艺，优化工序，缩短放煤时间，提高工作面的推进度，实现高产高效。5～5.5m宽煤巷锚杆支护技术，通过宽煤巷锚杆支护技术的研究开发和应用，有利于综采配套设备的大功率和重型化，有助于连续采煤机的应用，促进工作面的高产高效。 3、缓倾斜薄煤层长壁开采。主要研究开发：体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机、刨煤机；研制适合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工
隧道超前地质预报管理实施细则及表格一
隧道超前地质预报管理 第一章总则 第一条隧道超前地质预报是保证隧道施工安全、优化工程设计、实现施工信息化的重要基础。通过超前地质预报工作，可以进一步查清隐伏的重大地质问题，及时掌握和反馈隧道地质条件信息，调整隧道设计参数、防护措施，为优化隧道施工组织、制定施工安全应急预案、控制工程变更设计提供依据。 第二条抓好隧道超前地质预报工作，可以预防各类突发性地质灾害，有效规避工程建设风险，实现铁路工程六位一体管理目标。超前地质预报是确保施工安全和结构安全可靠的重要手段，是铁路隧道设计文件的重要组成部分，也是铁路隧道施工作业中关键的重要作业环节，是施工中不可缺少的关键工序，施工单位必须纳入工序管理。 第三条本细则依据《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设〔2008〕105号）、《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设〔2010〕120号），结合实际制定。 第二章管理机构和职责划分 第四条管理机构 贵阳市域林织铁路第三项目经理部一工区成立隧道超前地质预报管理领导小组。 组长：雷明深
副组长：陈力 组员：工程管理部、安全质量部、现场指挥部、设计单位、专业预报单位、监理单位负责人。 公司管理领导小组负责隧道施工超前地质预报组织领导工作。领导小组下设办公室和专家组，办公室设在工程管理部，归口管理超前地质预报工作。专家组由公司工程部、安质部、现场指挥部负责人和专业超前地质预报单位技术负责人组成，组长由领导小组指定，负责对重大地质情况的施工方案进行研究。 第五条职责分工 铁路隧道超前地质预报实行施工单位、现场指挥部、公司三级管理制度。施工地质按复杂程度分为四级（A级：复杂，B级：较复杂，C级：中等复杂，D级：简单。详见铁建设〔2008〕105号《铁路隧道超前地质预报技术指南》附录B）。 超前地质预报工作涉及建设、设计、施工（含专业超前地质预报单位）、监理等单位，参建各方既要明确分工又要协调配合。 （一）公司职责 1．负责制订超前地质预报管理细则，明确各单位职责分工和工作流程，负责管理超前地质预报各参建单位并协调处理各单位之间的关系。公司工程部负责日常管理，现场指挥部负责现场管理。 2．负责审批A、B级施工地质超前地质预报设计方案、实施细则、预报成果和分析结论。A级由公司总工程师组织审核，B级由公司工程部组织审核并对A级进行预审，C级由现场指挥部组织审核并对A、B级进行预审，D级由施工单位审核，并报现场指挥部核备。
浅谈探地雷达法检测路面结构层
浅谈探地雷达法检测路面结构层 【摘要】以探测雷达在某高速公路上的路面结构层缺陷检测为例，阐述了探测雷达在路面结构检测的原理、方法、数据结果分析等。 【关键词】探测雷达；路面结构；检测 １路面结构层缺陷检测的意义 随着我国道路交通量日益增大，车辆迅速大型化以及超载现象，使公路路面面临严峻的考验。因此路面病害检测的作用凸显出来，其中路面结构层缺陷检测是路面病害检测的一项重要内容，通过探地雷达的检测可以达到识别地下目标物和道路结构层内隐伏缺陷的目的。根据病害程度采取相应的补救措施，保证路面的通行质量同时也有利于对公路路面的设计、施工等各方面提供有力的资料和经验。本文通过探地雷达法对某高速部分路段检测为例浅谈路面结构层缺陷检测。 2设备原理 图2.1探地雷达工作原理示意图 探地雷达方法（Ground Penetration Radar，简称GPR）是一种采用短脉冲宽带高频电磁波信号检测地下介质分布的新技术。根据电磁波在有耗介质中的传播特性，通过天线连续拖动的方式以宽频带短脉冲的形式向地下发射高频电磁波，电磁波信号在地下介质内部传播时遇到不同介质的界面时，就会发生反射、透射，其反射系数（反射信号的强度）主要由上、下层介质的相对介电常数决定。上、下层介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量也越大；反之，越小。反射的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，通过雷达主机精确记录反射回的电磁波的运动特征，获得地下介质的扫描图像，通过对扫描图像进行处理，对地质雷达剖面上目标层（体）的反射波时间延迟、波形特征以及剖面的宏观和微观形态组合进行解译，达到识别地下目标物和道路结构层内隐伏缺陷的目的。 电磁波在特定介质中的传播速度V是不变的，因此，根据探地雷达记录上的地面反射波与地下反射波的时间差△Ｔ，即可据下式算出地下异常的埋藏深度Ｈ： Ｈ＝V·△Ｔ／２（1） 式中，Ｈ即为目标层厚度；V是电磁波在地下介质中的传播速度，由下式表示： V＝Ｃ／■（2） 式中，Ｃ是电磁波在大气中的传播速度，约为３×１０８ｍ／ｓ；ε为相对介电常数，取决于地下各层构成物质的介电常数。 雷达波反射信号的振幅与反射系数成正比，在以位移电流为主的低损耗介质中，反射系数ｒ可表示为： ｒ＝■（3） 式中，ε1、ε2为界面上、下介质的相对介电常数。对公路检测而言，ε1为面层的相对介电常数，ε2为基层的相对介电常数。由公式（3）可知，雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和中心频率。导电率越高，穿透深度越小；中心频率越高，穿透深度越小，反之亦然。反射信号的强度主要取决于上、下介质的电性差，电性差越大，反射信号越强；反之，越小。对沥青混凝土面层而言，面层与基层（稳定层）存在明显的电性差，可以预期面层底部会有强反射出现。不同面层（上、中、下）之间所用材料也存在细微差别，因此也可以得到较弱的
超前地质预报实施细则
福建省莆田至永定（闽粤界）高速公路永春至永定泉州段A3合同段 超前地质预报实施细则 编制： 审核： 批准： 中铁十局二公司莆永高速A3合同段项目部 年月日
目录 1、适用范围 (1) 2、工程概况 (1) 2.1狮子岩隧道概况 (1) 2.2白山同隧道概况 (1) 2.3地质岩性 (1) 2.4 地震基本烈度 (2) 2.5水文特征 (2) 3、编制依据 (2) 4、超前地质预报目的 (2) 5、超前地质预报的主要内容和方法 (2) 5.1 超前地质预报的主要内容 (2) 5.2超前预报的主要方法 (2) 5.3主要实施方法 (3) 6、TSP203地质预报系统 (4) 7、掌子面地质素描 (5) 8、水平超前钻孔 (5) 9、地质预测、预报工艺流程 (6) 10、地质信息收集与处理 (7) 11、针对预报可能出现特殊地段的处理方法 (7) 11.1涌水出现处理方法 (7) 11.2涌水突泥地质现象的处理方法 (7) 12、地质工作组织机构 (7) 13、资料管理 (8) 附图1 (9) 附表1...................................................................................................................... (10)
1、适用范围 本实施细则适用于莆永高速公路泉州段A3合同段隧道地质超前预报作业，对超前地质勘探进行过程控制，保证超前地质勘探满足施工要求。 2、工程概况 2.1狮子岩隧道概况 狮子岩隧道属于构造剥蚀低山丘岭地貌，地形起伏大，局部地段地形较陡，进出口段坡度约25-30°，均与山间沟谷盆地相连，切割深达15-30m，线路经过山顶最高约687.9m，最低约121.4m。相对高差约566.5m。隧道出口段地表溪水发育，洞身山体表面多沟谷、盆地；隧址区地表多植被覆盖，多沟谷、陡坎，自然经济欠发达。隧道最大埋深560m，围岩主要为燕山早期花岗岩和侏罗系上统南园组中微风化凝灰岩、流纹岩及长林组凝灰质砂岩，厚层状、块体状构造，结构面结合较好或好。总体稳定。围岩级别为Ⅱ～Ⅴ级。隧道区地表水体不发育，局部低洼沟谷中发育有季节性溪流，雨季多水，旱季少水甚至无水；地下水主要有第四系松散土层孔隙潜水、基岩风化裂缝系水两种类型。 2.2白山同隧道概况 白山同隧道在福建省莆田至永定高速公路泉州段A3标段内，左线里程为ZK20+040～ZK21+498.840；右线里程为K19+995～K21+500。属构造剥蚀低山丘陵地貌，地形起伏大，局部地段地形较陡，进口坡度较大，约40～45m。进口与山间沟谷盆地相连，切割深度达15～50米，线路经过山顶最高标高约659.6米，最低标高209.5米，相对高差约450米。隧道进口段地表水系较发育，隧址区地表多茶园种植区，多沟渠、小陡坎，自然经济较发达。根据工程地质调查、钻探及物探资料，本隧道进口地段围岩主要由粉质黏土及全-强风化凝灰岩组成，进口段围岩级别为Ⅴ级，工程性质差，浸水易软化，稳定性差。施工开挖洞顶极易塌方，侧壁易垮塌。 2.3地质岩性 根据工程地质调查、钻探及物探资料，隧道进口地段围岩主要由粉质黏土及全-强风化凝灰岩组成，进口段围岩级别为Ⅴ级，工程性质差，浸水易软化，稳定性差。施工开挖洞顶极易塌方，侧壁易垮塌。
隧道超前地质预报培训考试试卷及答案
铁路隧道超前地质预报培训考试试卷 部门姓名得分 一、单项选择题（共10题，每题5分, 共40分。每题的备选项中，只有1个最符合题意） 1、2010年7月28日铁道部文件《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧 道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设［2010］120号）中关于超前地质预报的规定：施工图阶段经评估为高风险和极高风险的软弱围岩及不良地质隧道，超前地质预报的责任主体单位为（B），其超前地质预报工作由（）负责组织实施。 A.建设单位 B.设计单位 C.施工单位 D.监理单位 2、2010年7月28日铁道部文件《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设［2010］120号）中关于超前地质预报的规定：其他隧道超前地质预报的责任主体单位为（C），超前地质预报由（）专业人员实施。 A.建设单位 B.设计单位 C.施工单位 D.监理单位 3、铁路隧道工程在各设计阶段均应进行相应的超前地质预报设计，预报方法的选择应与（Ｄ）相适应。 A.施工条件 B. 施工环境 C.现场环境 D.施工方法 4、按超前地质预报长度的不同分为（Ａ） Ａ、３Ｂ、４ Ｃ、２Ｄ、５ 5、长距离预报的预报长度为（C） A.５０～８０m B.80～100m C. 100m以上 D.150m 6、地质复杂程度分级及超前地质预报方案地质复杂程度分级分为（B）级 A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 7、按预报手段原理的不同分为（C） A.3种 B.5种 C. 4种 D. 6种 8、TSP每次预报有效长度100m左右，需连续预报时前后两次应重叠（B）以上， A.5m B. 10m C. 15m D. 20m 二、简答题（每题30分，共60分） 1. 超前地质预报的目的及任务是什么？ 答：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；降低地质灾害发生的机率和危害程度；为优化工程设计提供地质依据；为编制竣工文件提供地质资料。 2.超前地质预报方法的分类按预报手段原理的不同分为： 答： 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
隧道工程超前地质预报管理办法
隧道工程超前地质预报管理办法 第一章总则 第一条为规范项目分部管段内隧道工程超前地质预报工作，充分发挥超前地质预报对隧道设计和施工的指导作用，确保隧道工程质量安全，依据《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设〔2008〕105号）、《关于进一步明确软弱围岩及不良地质隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设〔2010〕120号）、《关于进一步加强铁路隧道设计施工安全管理工作的通知》（铁技〔2010〕352号）、《关于进一步加强铁路隧道施工超前地质预报工作的通知》（铁建设函〔2006〕340号）、《加强铁路隧道工程安全工作的若干意见》（铁建设〔2007〕102号）、《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》（铁建设〔2007〕200号）、《关于铁路高风险隧道安全管理工作的实施意见》（工管质〔2011〕36号）、《铁路建设工程风险管理技术规范》（铁总建设〔2014〕131号）及项目隧道施工现场实际情况，特制定本办法。 第二条超前地质预报的目的是通过地质调查、物探、超前地质钻探、超前导坑等综合手段，进一步查清隧道开挖工作面前方工程、水文及不良地质等信息，降低地质灾害发生的几率和危害程度，保证隧道工程质量安全。 第三条超前地质预报应按照超前地质预报设计，合理选择预报或监控手段，遵循科学、准确、及时、经济的原则。 第四条隧道超前地质预报是保证隧道施工安全、优化工程设计、实现施工信息化的重要基础。通过超前地质预报工作，可以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，及时掌握和反馈隧道地质条件信息，调整和优化隧道设计参数、防护措施，为优化隧道施工
组织、制定施工安全应急预案、控制工程变更设计提供依据。 第五条抓好隧道超前地质预报工作，可以预防各类突发性地质灾害，降低地质灾害发生机率，有效规避工程建设风险，实现铁路工程质量、安全、工期、环境和投资控制目标。 第六条本分部隧道地质条件复杂，隧道超前地质预报的重点内容主要有：不良地质、地质构造（特别是断层破碎带、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况）、地层岩性（特别是对软弱夹层、破碎地层及特殊岩土等）和地下水（特别是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴及富水地层等）。 第七条本办法依据沪昆客专湖南有限责任公司标准化管理体系文件《隧道工程超前地质预报管理办法》（Xxxx安质〔2014〕XXX号）的文件结合中铁XXXXXXX铁路项目经理部第二分部实际情况制定。 第二章组织机构及职责分工 第八条中铁XXXXXXX铁路工程项目经理部第二分部成立Xxxx铁路隧道超前地质预报管理领导小组。 组长：项目分部经理：XXX 副组长：党工委副书记：XXX 项目副经理：Xxxx 安全总监：XXX 总工程师：XXX 组员：XXXXX XXX铁路隧道施工超前地质预报管理领导小组负责XXX铁路项目经理部第二项目分部铁路隧道施工超前地质预报组织领导工作。领导小组下设办公室，办公室设在安质环保部，归口管理超前地质预报工作。