地质素描在隧道开挖中的应用
超前地质预报技木及其在隧道中的应用
号较为明显，而预报溶洞等点状地质体则不尽人 意，且其只能对隧道围岩进行定性解释，而且还
需要具有丰富地质工作经验的技术人员进行解译，
才能得到与实际地质情况相符的成果。
． ２ ４红外探测
红外探测是一种建立在红外辐射场基础上的 广义遥感技术 ，在隧道中围岩每时每刻都在向外 发射红外波段的电磁波并形成红外辐射场，与此
害 ，这些问题的发生严重影响工程的进展 ，增加
２ 常用隧道超前地质预报技术
超前地质预报可以探测掌子面前方的一些不 良地质状况 ，如断层构造及断层破碎带 、溶洞、
工程造价，有时甚至会产生重大的事故，因此采 用科学的、先进的隧道超前地质预报技术预测 、 预报隧道开挖工作面前方的地质构造 ，准确查出
． 。 、 宜盆
日、 侧影
显，反射面附近波幅显著增强，后经开挖证实， 掌子面前方有 １ 条与隧道中心线大角度斜交的压
性节理面，并贯穿整个隧道断面，预报结果与实 际情况吻合 伪 。
片 万 日 ， ‘ ・ ‘ ｒ 断 Ｌ 今 肠 ‘ ＝ ． 耳‘ 日 ‘ 卜 。
图 ２ 掌子面前方为溶洞的雷达图像
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２ ． ３ Ｔ Ｓ Ｐ法
（ ） 探测距离短， １ 一般为Ｚ Ｏ ｍ； （ ） 只定性告知 ２ ２ ０ｍ范围内有无水，至于水 压、水量、里程则探测不出； （ ３ ）适用于任何地层中定性判断探测点前方 有没有水及水体存在方位； （ ４ ）仪器小巧轻便，操作简单，可实现全空 间全方位探测；
浅谈隧道施工中常用的地质超前预报方法
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浅谈隧道施工中常用的地质超前预报方法
张仲 贵 ，石 本福 ，张新 霞
地 质素描是对开挖面所揭露 的地质情况如实而准确 的反 映。素描的主要 内容包括地层岩性、构造发育情况 （ 含断层、
贯 穿性 节理 、夹 层 或 岩脉 ） 、地 下 水 的 出 水 状态 、围 岩 的稳 定
优 点是测量 快速 ，施 工干扰小 ，有较高 的定性 判别准 确率 ， 缺点无法预报水量和含水体前方具体位置等定量指标。
但 该 方法 也 存 在 不 足之 处 ：① 在 复 杂 地 质条 件 下 预 报 效
中遇 到的构 造、结构面或地下水等情况作地质素描 图，通过
做 地 质 素描 图对 正洞 的地 质 条 件 进 行 预 报 。 超 前 导 坑 法 的优 点 是 ：导 坑 超 前 的距 离 越 长 ，预 报也 越
２ 弹 性 波 法 ．
性 及初期支护采用 的方法等 。正洞地质素描是利用所见 到正 洞 已开挖 段的地 质情 况预报 前方可 能 出现 的不 良地 质条件
（ 层 等 ） 断 。
弹性波超前预 报技术 按观 测系统可 分为地 震反射 法和水
平 声波 剖 面 法 。 当 弹性 波 向 地 下传 播 时 ，遇 到波 阻抗 不 同 的
２ 正 洞 地质 素描 法 ．
红外线探水法 ：地下水的活动会 引起岩体红外辐射场强 的变化 ，当隧道掌子面前方及周边介质单一时 ，所测得 的红 外场为正常场 ；当前 方存在 隐伏含水构造或有水 时，所产 生
国内暗挖隧道地质素描应用现状分析
国内暗挖隧道地质素描应用现状分析发表时间：2018-09-20T11:04:46.577Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第14期作者：公茂文1 苏钟琴2 [导读] 暗挖隧道工程在铁路、城市轨道交通、公路等基建工程中大量存在。
1.中国交通建设股份有限公司北京 100088；北京京西门城基础设施投资建设有限公司北京 102308 摘要：暗挖隧道工程因复杂的地质条件很难在勘察阶段准确探明，需在施工阶段开展地质素描等超前地质预报工作。
本文结合深圳地铁地质素描的应用工作对相关公开资料进行了收集研究，对暗挖隧道地质素描的必要性、目前国内的开展现状、制约因素及推广建议进行了分析总结。
关键词：暗挖隧道地质素描必要性现状制约因素建议暗挖隧道工程在铁路、城市轨道交通、公路等基建工程中大量存在，施工中遇到的复杂地质条件往往与勘察阶段提供的地质资料存在偏差，尤其是山岭隧道受限于地形条件，地勘孔位分布距离较远，地勘资料的精度普遍较低，部分孔位甚至不在隧道范围内，施工中可能会遇到未探明的断层、岩溶、暗河等重大地质突变，存在大量的不确定性，导致施工风险大、安全管控难。
因此，准确探明工程地质条件成为暗挖隧道工程的一项重要工作，这就要求不但要在勘察设计阶段提高地质勘察质量，还需在施工阶段开展超前地质预报工作，隧道内地质素描就是一种实用和基本的地质预报方法。
为了做好地质素描在暗挖隧道中的推广应用工作，中国交建2017年在深圳地铁2号线和8号线开展了地质素描的试点应用工作，2号线新莲区间完成56份地质素描，8号线盐深区间及斜井完成302份地质素描。
作者通过项目地质素描工作的应用总结与相关公开资料的收集研究，对我国暗挖隧道地质素描应用现状进行了分析，提出了地质素描在暗挖隧道工程中的推广应用建议。
一、开展暗挖隧道地质素描工作的必要性1.可以更真实的掌握暗挖隧道地质条件地质素描是将隧道开挖面所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、媒层、溶洞等准确记录下来并绘制成图表。
软弱围岩隧道掌子面地质素描作业指导书
软弱围岩隧道掌子面地质素描作业指导书新建铁路成都至兰州线CLZQ－6标段隧道掌子面地质素描作业指导书编制:复核:审核:中铁五局成兰铁路工程茂县指挥部二○一四年四月目录1、适用范围.............................................................. 错误!未定义书签。
2、作业准备.............................................................. 错误!未定义书签。
2.1内业技术准备................................................ 错误!未定义书签。
2.2外业技术准备................................................ 错误!未定义书签。
3、现场素描.............................................................. 错误!未定义书签。
4、掌子面地质素描记录表基本内容....................... 错误!未定义书签。
4.1、掌子面状态................................................. 错误!未定义书签。
4.2、毛开挖状态................................................. 错误!未定义书签。
4.3、岩石强度（MPa）...................................... 错误!未定义书签。
4.4、风化程度 .................................................... 错误!未定义书签。
4.5、裂隙间距（mm） ...................................... 错误!未定义书签。
隧道地质素描资料
（轻微，较严重，严重，很严重，强烈，极强烈），节理发育程度（不发育，较发育，发育，很发育），岩体完整程度（完整，较完整，较破碎）围岩稳定程度(六个等级)等
岩体受构造影响严重，向出口倾斜现象明显，局部向右边墙倾斜岩体被切割成碎石状，节理发育，破碎，围岩稳定性差，为级围岩。
不良地质、特殊岩土及不同岩性接触带出现的里程、部位、范围：有害气体、断层破碎带、节理密集带和煤层膨胀岩土、软弱夹层等
煤层脉
水文地质情况：
岩体富水程度及洞内每一出水点里程、部位、水量、水温、水压以及水量变化，地下水类型、出水形式（滴状、线状、股状及片状）
掌子面有滴状渗水，常压。
滴状渗水
其他：
溶洞、溶沟、溶槽、坍塌，掉块，变形情况，取岩土，水样数量及部位等
正面掉块现象严重 。
正侧掌
面面子
面
侧壁素描图
掌子志
编号：
工程名称
木家隧道进口
开挖里程
K +
仰拱里程
衬砌里程
日循环次数
循环长度
m
日进尺长度
m
台阶长度
m
施工方法及主要措施：
开挖方式（台阶，核心土，全断面，钻爆，掘进）超前支护措施等
短台阶、光面爆破法开挖，φ22超前锚杆支护，上断面设I18钢拱架、φ6.5钢筋网、C25喷射砼初期支护，φ22系统锚杆，φ25锁脚锚杆。掌子面留核心土。
地层岩性简述：
岩石名称，颜色，产状（水平，倾斜或直立），成岩及胶结情况，岩石的干湿、软硬状态，岩体结构状态，含水情况，风化程度等
岩性为石灰岩，夹千枚岩，青灰色，灰岩含量75%左右，砂岩中薄层状，呈碎石状，岩质较坚硬，岩层产状倾斜，围岩呈近垂直状，倾角约50~78度，走向与线路向右前倾斜，岩质软弱，局部岩石强度较小，岩石整体性差，锤击易崩裂，破碎。
12超前地质预报及地质素描技术交底
超前地质预报及地质素描技术交底1、适用范围本技术交底适用于荆垭隧道左右隧道超前地质预报及地质素描作业。
2、作业准备2.1 内业技术准备技术交底编制后，在施工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，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技术培训，考核合格后持证上岗。
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。
3、技术要求本隧道超前地质预报为不良地质和地层岩性的预测预报，采用超前钻孔和地质素描相结合的方式进行预报。
主要包括地层岩性预测预报，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤气层及特殊岩土的预测预报；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；不良地质预测预报，特别是对岩溶管道及富水断层、富水褶皱轴、富水地层中的裂隙水等发育情况的预测预报。
3.1 超前钻孔3.1.1 断层、节理密集带或其他破碎富水地层每循环只钻一个孔；煤层瓦斯预报超前钻孔或富水岩溶发育区每循环钻孔5～6个。
3.1.2 采用连续钻孔探测，每循环钻孔深度50m，前后两循环钻孔搭接长度不得小于5m。
富水岩溶发育区钻孔探测终孔于隧道开挖轮廓线以外不得小于5m。
3.1.3 钻孔孔径为φ89mm。
衬砌断面中线2号探孔1、3、4号探孔5、6号探孔正洞超前探孔布置示意图3.2 地质素描3.2.1 主要描述工作面立面围岩状况，应使用同一表格，并同一编号。
3.2.2 洞身地质素描是对隧道拱顶、左右边墙进行的地质素描，直观反映隧道周围地层的岩性及不良地质的发育规模、在空间上对隧道的影响程度等，通过隧道地质素描图形式表示。
3.2.3 地质素描随隧道开挖及时进行，对地层岩性变化点、构造部位、岩溶发育带附近等复杂、重点地段每开挖循环进行一次地质素描，其他一般地段不超过10m及地质特殊变化地段进行一次地质素描。
地质素描在隧道开挖中的应用
地质素描在隧道开挖中的应用发表时间：2018-07-16T14:33:45.130Z 来源：《基层建设》2018年第16期作者：李国勋杨兵[导读] 摘要：文章简单的介绍了地质素描在隧道施工中的应用，精准的地质素描不仅能指导现场施工，超前预报地质情况，对提升现场施工质量，提高施工企业经济效益，增强市场竞争力具有重要意义。
中交一公局第一工程有限公司北京 102205摘要：文章简单的介绍了地质素描在隧道施工中的应用，精准的地质素描不仅能指导现场施工，超前预报地质情况，对提升现场施工质量，提高施工企业经济效益，增强市场竞争力具有重要意义。
关键词：地质素描；隧道开挖；长距离地质预报；围岩类别1.引言随着隧道工程相关领域研究的不断深入，新工法、新技术、新结构等的不断涌，隧道工程建设如火如荼。
但是在隧道施工过程中也会出现一系列的问题，如背斜、断层、节理、裂隙等不良地质现象都会对隧道的开挖施工造成一定的影响，加强做好前期的地质素描工作，对隧道开挖过程中的安全及提高掘进速起到很好的作用。
2.地质素描应用现状中国是隧道及地下工程建设大国，但是还不是理论上的强国，许多现代设计理论的来源仍在西方。
设计模型、方法还有很多不足的地方，数值分析软件开发的能力和国外相比仍然有相当大的差距。
除此之外，采用钻爆法施工的隧道，在设计中也有许多其他问题扔未解决。
例如：岩体初始地应力各相应力学特征参数的确定，数值解析计算中怎样反映施工方法及支护的时机，用什么方法建立符合隧道动态设计的计算模式及分析方法等。
这些问题的妥善解决，仍然得依靠隧道及地下工程理论的建立和完善，目前，我国在隧道工程地质素描编制标准方面暂无相关的规范，地质素描在隧道开挖中的应用如何才能最大化，这些都是需要研究的问题。
3.地质素描在隧道开挖中的施工方法3.1地质素描工作的对象及主要的地质构造现象褶皱：岩层在形成时，一般是水平的。
岩层在地质运动下，受力发生弯曲，若一个则称为褶曲，若是一系列的且呈波浪的弯曲，则被称为褶皱。
隧道地质素描作业指导书附件素描
沪昆铁路CKTJ-6标隧道掌子面地质素描作业指导书1、准备工作进洞进行地质素描工作前，应做好如下准备工作：1）熟悉了解已有勘察资料，掌握掌子面所处地段的地层岩性、构造特征、不良地质及水文地质特征；2）熟悉了解其他预报手段探测成果，分析判断掌子面所处地段工程地质与水文地质特征可能出现的差异（与勘察成果比较）；3）准备好洞内素描所需要的工具：外业包、罗盘、地质锤、笔记本、数码相机等；2、现场素描现场素描，首先应对掌子面及掌子面附近开挖段进行详细观察。
首先从岩性、岩体完整性、出水量大小等方面进行大范围、前后左右对比，宏观把握地层岩性等的变化。
对于地层颜色、软硬程度、节理裂隙发育状况、出水量与周围岩体发生明显差异的部位，进行重点详细观察，通过手触、锤击、采集样本详细观察查明差异的性质，分析造成差异的原因。
地质素描应记录以下信息：1）工程地质信息①地层岩性：描述地层时代、岩性、产状、层间结合程度、风化程度等。
②地质构造：描述褶皱、断层、节理裂隙特征等。
断层的发育位置、产状、性质、破碎带的宽度、物质成分、含水情况以及与隧道的关系；褶皱的性质、形态、地层的完整程度等；节理裂隙的组数、产状、间距、充填物、延伸长度、张开度及节理面特征，分析组合特征、判断岩体完整程度。
节理裂隙的描述首先应根据其产状特征进行分组归类，一般产状差异不大的节理应划分为一组。
对于成组出现的节理，应示意性地标示在图纸上，图纸采用的节理倾角应为换算的视倾角，标注的产状为真实产状，图示节理间距应能表明其真实发育程度（即不同发育程度的节理组，在图纸上显示节理间距应不同）。
对于零星发育的节理应作为随机节理描述，贯通性好、对岩体稳定性影响大的随机节理（包括岩脉）应重点描述，并按其实际出露位置标示在图纸上。
③岩溶：描述岩溶规模、形态、位置、所属地层和构造部位，充填物成分、状态，以及岩溶展布的空间关系。
④特殊地层：煤层、沥青层、含膏盐层、膨胀岩和含黄铁矿层应单独描述。
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地质素描在隧道开挖中的应用
发表时间：2018-07-16T14:33:45.130Z 来源：《基层建设》2018年第16期作者：李国勋杨兵
[导读] 摘要：文章简单的介绍了地质素描在隧道施工中的应用，精准的地质素描不仅能指导现场施工，超前预报地质情况，对提升现场施工质量，提高施工企业经济效益，增强市场竞争力具有重要意义。
中交一公局第一工程有限公司北京 102205
摘要：文章简单的介绍了地质素描在隧道施工中的应用，精准的地质素描不仅能指导现场施工，超前预报地质情况，对提升现场施工质量，提高施工企业经济效益，增强市场竞争力具有重要意义。
关键词：地质素描；隧道开挖；长距离地质预报；围岩类别
1.引言
随着隧道工程相关领域研究的不断深入，新工法、新技术、新结构等的不断涌，隧道工程建设如火如荼。
但是在隧道施工过程中也会出现一系列的问题，如背斜、断层、节理、裂隙等不良地质现象都会对隧道的开挖施工造成一定的影响，加强做好前期的地质素描工作，对隧道开挖过程中的安全及提高掘进速起到很好的作用。
2.地质素描应用现状
中国是隧道及地下工程建设大国，但是还不是理论上的强国，许多现代设计理论的来源仍在西方。
设计模型、方法还有很多不足的地方，数值分析软件开发的能力和国外相比仍然有相当大的差距。
除此之外，采用钻爆法施工的隧道，在设计中也有许多其他问题扔未解决。
例如：岩体初始地应力各相应力学特征参数的确定，数值解析计算中怎样反映施工方法及支护的时机，用什么方法建立符合隧道动态设计的计算模式及分析方法等。
这些问题的妥善解决，仍然得依靠隧道及地下工程理论的建立和完善，目前，我国在隧道工程地质素描编制标准方面暂无相关的规范，地质素描在隧道开挖中的应用如何才能最大化，这些都是需要研究的问题。
3.地质素描在隧道开挖中的施工方法
3.1地质素描工作的对象及主要的地质构造现象
褶皱：岩层在形成时，一般是水平的。
岩层在地质运动下，受力发生弯曲，若一个则称为褶曲，若是一系列的且呈波浪的弯曲，则被称为褶皱。
断层：所谓断层就是岩层或者岩体顺着破裂面发生明显的错位位移而形成的地质构造，断层也是构造运动中较为常见的一种形态。
断层的规模、大小、长度不一，但对岩层的连续性和完整性造成的破坏是一致的，这会导致断层带上的岩石极易被风化侵蚀破碎。
版块间的激烈碰撞和挤压，会使得沉积岩层发生弯曲，形成褶皱山脉。
褶皱分为向斜和背斜两种基本形态，背斜常是良好的储油、气构造。
背斜处适合建隧道。
背斜常是良好的储油、气构造。
背斜处适合建隧道。
节理：岩体受外力影响断裂后，两侧的岩块未发生明显移动，此时形成的小型断裂构造又被称为裂隙。
节理常存在与岩体的裂缝中。
地质构造是指构成地壳的岩层和岩体，在外地质作用下发生变形，形成不同规模、程度不一的地质构造。
其中根据构造尺寸的大小可以分为巨、大、中、小、微物种构造规模。
地质素描的主要工作就是利用各种地质观测手段和设备对施工现场的地质构造进行观察、测量，然后将结果以文字、图表、照片方式进行展现，然后通过系统的归纳和整理，编制成为隧道工程施工需要的地质资料。
地质素描整个过程均是为了隧道工程的顺利施工做准备，其中，隧道工程是地质素描主要对象，具体地质素描内容如下：
3.2.1工程地质素描内容
工程地质素描重点描述隧道开挖后围岩的稳定状态，其中包括对岩层层序、层位、层岩的组合形式以及岩体的特点、产状、风化侵蚀程度以及稳定性差的岩体的发育程度以及特性等等，均是工程地质素描的内容。
通过对以上内容的描述，可以预测开挖过程中，围岩是否存在掉落、坍塌等现象，然后制定相应的预防和应对措施。
此外，还需要对隧洞内的不良地质现象进行重点观测和监控，如软弱夹层、透水层等等，更好的保障工程的顺利实施，确保工程质量。
3.2.2构造地质
构造地质素描主要针对洞室开挖后，裸露在外的断层及其破碎带、褶皱、节理、岩溶等内容进行观测。
观测主要的目的在于掌握其组成成分、形成机理、发育程度、结构特性以及对隧道产生的影响，为准确的确定围岩级别提供可靠的数据依据。
3.2.3水文地质观测
对于隧道水文地质的观测，主要是通过掌子面的渗水、涌水程度进行确定，通过对渗水、涌水量的观测，对地下水的含量、补给以及水压等情况进行记录，然后结合雨季、旱季的水量对地下水的性质和补给情况，确定出水点的位置。
4.地质素描在隧道开挖中的施工工艺
地质素描的具体实施过程中，需要遵循统一性、及时性以及正确性的原则进行实施。
隧道地质素描工具有：地质罗盘、地质锤、坐标纸、放大镜、地质记录簿、皮尺、钢卷尺、相机等。
4.1施工准备
在进行地质素描前，需要结合施工图纸以及相关地质参数，对隧道地质条件以及周围环境进行描绘，初步绘制隧道展开图
型等。