超前地质预报
水利水电工程隧道施工超前地质预报技术规程
水利水电工程隧道施工超前地质预报技术规程1. 引言1.1 背景水利水电工程隧道施工过程中，地质条件是一个重要的考虑因素。
超前地质预报技术的应用能够为工程提供准确的地质情况信息，从而指导施工作业的顺利进行。
1.2 目的本技术规程旨在规定水利水电工程隧道施工超前地质预报的技术要求和操作规程，保障工程质量和安全。
1.3 适用范围本技术规程适用于各类水利水电工程隧道施工过程中的超前地质预报工作。
2. 超前地质预报的概述2.1 定义超前地质预报是指在隧道施工前，通过分析地质勘探资料、地质统计和井孔资料等来预测隧道内地质结构和地质构造的技术方法。
2.2 目的和意义超前地质预报的主要目的是提前对隧道内的地质情况进行预估，为施工过程中的安全措施和技术措施提供科学依据，降低施工风险。
2.3 方法和步骤超前地质预报主要包括以下步骤： 1. 收集地质勘探资料 2. 分析地质构造 3. 预测岩体的力学性质 4. 预测隧道内的水文条件 5. 制定超前地质预报报告3. 超前地质预报技术规程3.1 地质勘探资料的收集和分析3.1.1 地质勘探方法1.钻探2.地震探测3.影像扫描3.1.2 地质构造分析1.解读岩层的构造类型2.判断断层的性质和活动程度3.分析岩体的变形特征3.2 岩体力学性质的预测3.2.1 岩石类型和强度1.对不同类型的岩石进行分类2.预测岩石的力学强度3.2.2 岩体应力状态1.分析地应力特征2.预测应力释放的规律3.3 隧道内水文条件的预测3.3.1 水文地质分析1.局部地下水位的测定2.地下水流量和水质的评估3.3.2 水文模型的建立1.基于地下水位和水流数据建立水文模型2.预测隧道施工过程中的水文变化3.4 超前地质预报报告的编制3.4.1 报告内容要求1.对地质情况进行详细描述2.提出合理的施工建议3.4.2 报告的评审和审批1.对报告进行评审2.确认报告的准确性和可行性4. 结论超前地质预报技术规程是水利水电工程隧道施工过程中的重要指导文件，通过合理的预测和分析能够预先发现可能的地质问题并提前采取相应的应对措施，确保工程的安全和质量。
超前地质预报
中铁西南科学研究院地质预报中心：
隧道施工地质灾害对施工人员、施工机具造成的安全威胁，一直是隧道及地下工程界期待解决的问题。隧道 施工地质超前预报研究的主要任务就是探测隧道施工掌子面前方不良地质体的分布，预测因不良地质体存在可能 引发的隧道地质灾害。
从上世纪八十年代始，我们结合大瑶山隧道、天马山隧道，首先在我国开展地质声学法隧道地质超前预报技 术研究(图1)，开展“隧道施工掌子面前方不良地质预报技术”-声波反射法研究(1990～1995年)，提出了HSP水 平声波剖面法隧道施工地质预报的理论和技术，该课题于1995年12月通过铁道部科技成果鉴定，并于1997年获铁 道部科技进步三等奖(图2)。
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超前地质预报
对掌子面前方及其周边的围岩与地层情况做出超前预报
目录
01 物探方法
03 高密度电法
02 超前预报
超前地质预报或隧道超前地质预报(Tunnel Geological Prediction/Prospecting)，是在隧道开挖时，对 掌子面前方及其周边（主要是铁路隧道）的围岩与地层情况做出超前预报。
TST地质超前预报技术具有如下优点：
1. TST隧道超前预报技术是国内外唯一的实现了地下三维波场识别与分离的超前预报技术，有效消除侧向波 和面波干扰，保证成像的真实性；
2. TST是唯一的实现了围岩波速精确分析的超前预报技术，保证构造定位的精确性；
3. TST是建立在逆散射成像原理基础上的超前预报技术，与传统的反射地震技术相比具有更高的分辨率。同 时运用了地震波的运动学和动力学信息，不但可精确确定地质构造的位置，同时获得围岩力学性状的空间变化；
所获荣誉2002年至今，结合辽宁大伙房水库引水工程和锦屏电站引水隧洞TBM施工情况，进一步开展掘进机 施工条件下HSP与波反射法预报研究，以及国家自然科学基金项目“高压大流量岩溶裂隙水与不良地质超前预报 与治理”之子项-岩体温度法隧道施工掌子面前方涌水预报研究；其中，“TBM突破不良地质地段的地质超前预报 及施工预案研究”在“利用TBM刀具切割岩石激发的信号作为HSP声波反射法预报的激发信号，以及适合于TBM施 工的水工隧洞围岩分级修正模型等方面取得明显的创新性，对TBM快速通过不良地质地段及安全施工提供了技术 保障，其TBM超前地质预报技术达到国际先进水平”。
3-1隧道超前地质预报原则
一、实施超前地质预报的目的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、物探、超前地质钻探等手段，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，并提出措施建议。
为正确选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方案提供依据，并为预防隧洞涌水、突泥、围岩失稳等可能形成的灾害性事故及时提供信息，便于施工单位提前做好预案，保证施工安全。
超前地质预报主要应达到下列目的：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机率和危害程度；3）为优化工程设计提供地质依据；4）为编制竣工文件提供地质资料。
二、超前地质预报方案1超前地质预报内容超前地质预报应包括下列主要内容：1）地层岩性预测预报，特别是对软弱夹层、破碎地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、人为坑洞等发育情况的预测预报；4）地下水预测预报，特别是对岩溶水及富水断层、富水褶皱轴、富水地层中的裂隙水等发育情况的预测预报。
2超前地质预报设计原则与方案根据隧道具体工程地质问题和开挖的实际情况，制定超前地质预报工作原则，其原则是：采用地质调查、物探法和超前钻探等相结合的方法进行预报。
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；采用综合超前地质预报方法时，需将各预报手段所获得的资料进行综合分析与判断，并编制地质综合分析成果报告。
超前钻探法：包括超前地质钻探、加深炮孔探测；必要时孔内摄影。
物探法：包括弹性波反射法（地震波反射法和陆地声纳法等）、电磁波反射法（地质雷达探测）、红外探测等。
采取长短结合、上下对照、定性与定量相结合的原则进行综合预报。
地质超前预报的方法
地质超前预报的方法
地质超前预报是一种通过研究地质现象、地壳变动等手段提前预测地质灾害的方法。
以下是几种常用的地质超前预报方法：
1. 地震预报：通过研究地震活动规律、地壳运动等因素，预测地震的发生时间、地点和强度等，并采取相应的防灾措施。
2. 地质灾害预警：通过对地质灾害危险区域的监测和预警系统的建立，实时监测地质灾害的动态变化，及时向相关部门和民众发布预警信息，提前采取防护措施。
3. 地质雷达：利用地质雷达设备对地下构造进行探测，通过测量反射波的强度和时间差等信息，分析地层结构，预测地质灾害的发生和发展趋势。
4. 地质电阻率法：通过测量地下岩层的电阻率差异，分析地下构造和孔隙情况，预测地质灾害的潜在风险。
5. 地质探查：进行地质勘探和地质调查，获取地质信息并进行分析，以了解地层变化、岩石质量等情况，从而预测可能发生的地质灾害。
6. 气象预报：地质灾害往往与天气和气候有关，通过气象预报可以预测降雨量、强风等天气现象，从而预测地质灾害的潜在风险。
这些方法的应用可以帮助地质学家和相关部门提前发现地质灾害的迹象，及时采取措施避免或减轻损失。
但需要注意的是，地质超前预报并非完全准确，仍存在一定的误差，因此还需结合其他方法和技术进行综合分析和判断。
超前地质预报 标准
超前地质预报标准地质预报是指通过对地质现象和地质过程的观测、分析和研究，对未来一定时期内可能发生的地质灾害进行预测和预报。
超前地质预报是指在地质灾害发生前，提前做出预测和预警，以便采取相应的防灾减灾措施，保护人民生命财产安全。
超前地质预报的标准主要包括以下几个方面：首先，要有可靠的监测手段和技术手段。
地质预报需要依靠对地质现象和地质过程的监测和观测，因此必须具备可靠的监测手段和技术手段。
这包括地震监测、地质构造监测、地下水位监测等多种手段，以及遥感技术、地球物理勘探技术等现代化技术手段。
其次，要建立科学的预测模型和算法。
超前地质预报需要建立科学的预测模型和算法，通过对地质数据的分析和处理，运用数学、物理等相关知识，建立准确的预测模型，以实现对地质灾害的准确预测。
再次，要有完善的预警系统和预警机制。
超前地质预报需要建立完善的预警系统和预警机制，及时发布预警信息，让相关部门和人员能够及时采取应对措施，最大限度地减少地质灾害带来的损失。
最后，要进行有效的应对措施和救援准备。
超前地质预报不仅需要提前预测地质灾害，还需要做好相应的应对措施和救援准备工作。
这包括加强地质灾害防治工程建设，提高应急救援能力，加强地质灾害防治知识的宣传和教育等方面的工作。
总之，超前地质预报标准的制定和实施，对于预防和减轻地质灾害的影响具有重要意义。
只有建立科学的预测模型和算法，完善的预警系统和预警机制，有效的应对措施和救援准备，才能更好地保护人民的生命财产安全，实现地质灾害防治工作的科学化、规范化和精细化。
希望各级地质灾害防治部门和地质科研单位，能够高度重视超前地质预报标准的制定和实施工作，不断提高地质灾害防治工作的水平，为人民群众的生命财产安全提供更加有力的保障。
超前地质预报方法
超前地质预报方法
超前地质预报方法是一种利用地球物理勘探技术和数字化数据处理方法对地下矿藏、地质构造和地下水等进行预测和判读的技术方法。
具体包括：
1. 地球物理勘探技术：如地震勘探、电磁勘探、重力勘探、磁法勘探等，通过测量地下的物理参数来推断地下结构和矿体分布。
2. 数字化数据处理方法：如地质建模、三维可视化等，通过对勘探数据进行数字化处理和分析，获得更准确的预测结果。
3. 综合评价技术：如岩屑分析、地球化学分析、地形地貌分析等，将不同的勘探数据进行综合评价，得出更全面、更准确的预测结论。
超前地质预报方法在矿产勘探、地质灾害预警等领域中有着广泛的应用，能够有效地提高勘探效率和预测准确度，对于资源勘探和人类生命财产安全具有重要的意义。
超前地质预报收费标准
超前地质预报收费标准地质预报是指在工程施工前，通过对地质情况的调查、分析和预测，提前发现地质灾害隐患，为工程建设提供科学依据和技术支持的一项重要工作。
超前地质预报是指在传统地质勘察的基础上，运用现代科学技术手段，对地质灾害进行更加精准、全面的预测和评估。
在工程建设中，超前地质预报的作用日益凸显，因此，相关收费标准也备受关注。
一、超前地质预报的重要性。
超前地质预报能够有效预测地质灾害的发生概率和可能影响范围，为工程建设提供重要的技术支持和决策依据。
通过对地质灾害隐患的及时掌握和有效预警，可以减少工程施工中的安全事故和经济损失，保障工程建设的顺利进行。
因此，超前地质预报在工程建设中的重要性不言而喻。
二、超前地质预报收费标准的制定。
超前地质预报的收费标准应当充分考虑到预报工作的复杂性、技术含量和风险程度。
首先，预报工作需要投入大量的人力、物力和财力，包括对地质数据的采集、分析和处理，以及现代科学技术手段的运用。
其次，预报工作存在一定的不确定性和风险，需要具备相应的技术水平和专业知识。
因此，收费标准应当综合考虑这些因素，合理确定收费标准，既能保障预报工作的质量和效果，又能合理回报预报人员的劳动和技术投入。
三、超前地质预报收费标准的参考因素。
在制定超前地质预报收费标准时，应当考虑以下因素：1. 预报范围，预报范围的大小和复杂程度是决定收费标准的重要因素。
一般来说，预报范围越大、地质条件越复杂，预报工作的难度和风险就越大，收费标准也就越高。
2. 预报技术，预报工作所采用的技术手段和方法对收费标准也有较大影响。
如果预报工作采用了先进的科学技术手段，需要投入更多的技术人员和设备，收费标准也就相应提高。
3. 预报效果，预报工作的效果是评价收费标准的重要指标之一。
如果预报工作取得了较好的效果，减少了工程建设中的安全事故和经济损失，收费标准可以适当提高。
四、超前地质预报收费标准的合理性。
超前地质预报收费标准的合理性应当综合考虑以上因素，既要保障预报工作的质量和效果，又要合理回报预报人员的劳动和技术投入。
地质超前预报的内容及方法
地质超前预报的内容及方法地质超前预报，听起来就像是科幻小说里的情节，其实它是我们在地质工作中非常重要的一部分。
想象一下，工地上忙得不可开交，突然传来一阵地面抖动，吓得大家像热锅上的蚂蚁。
这个时候，如果我们能够预先知道地质情况，那可真是救命稻草。
地质超前预报就是在这时候派上用场的。
说到底，这是一种通过各种方法，提前预测地下地质条件的技术，帮我们避免很多意外情况。
大家一定会好奇，怎么来做这种预报呢？咱们可以用不少手段，比如地震波的检测、地下水的测量，甚至是用卫星遥感技术。
听起来高大上吧？简单来说，就是通过各种数据来“窥探”地下的秘密。
就像我们看透了一个人的心思，提前了解他到底在想啥。
这种技术就像是一双透视眼，让我们在施工前就能知道地面下面隐藏着什么宝藏，或者说是隐患。
不过，光有数据可不行，咱们还得分析这些数据。
分析可真是一门大学问，就像拆解一个复杂的拼图。
我们得把各种不同的数据组合在一起，有时候这些数据就像是调皮的孩子，各自想玩自己的游戏。
得让它们乖乖地聚到一起，才能拼出一个完整的地下“地图”。
这就需要专业的人员，得有经验的人来带队。
每个人都得各司其职，像乐队一样，大家配合得好，才能奏出美妙的音乐。
咱们的目标是尽量减少意外的发生，毕竟在工地上，可不是什么人都能从地底下冒出来。
除了技术手段，沟通也非常重要。
工人们要知道地下的情况，以便做出相应的调整。
你想啊，大家都心里有数，工作起来就会得心应手，避免那些不必要的惊慌失措。
比如说，如果知道某个地方有水，工人们就可以提前做好排水的准备，省得到时候手忙脚乱。
还有一点特别重要，就是时效性。
地质情况瞬息万变，就像天气一样，昨天晴空万里，今天却突然下起了大雨。
为了能及时掌握变化的情况，我们得定期更新数据。
定期就像是给地下“体检”，确保我们掌握的信息都是最新鲜的。
否则，万一到了施工现场才发现情况不对，那可就真是“竹篮打水一场空”了。
咱们也不能忽视环境的影响。
地质超前预报的内容其实跟周围的环境也有很大关系。
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• （2）、重大预报次数和预报效果统计表；
• [说明] 对施工影响大的地质条件进行预报， 应提出预报根据和对施工的影响程度，开挖后 应进行总结。
• 隧道贯通后应提交以下资料：
• 1、原始资料
•
地质素描现场记录、钻速测试、TSP与地
质雷达等测试结果、岩石物理力学试验记录、
岩性签定、水质分机这些是反映隧道地质情况
最原始和最详细的资料，应按顺序整理成册。
• 原始资料中还应提交每次预报的通知书及 效果检查报告，以便进一步总结经验。
• 2、 正式成果
• （8）、按要求采取岩石标本并及时写上编号。
• （9）、岩石等级划分、断裂标准、围岩受构造影响 程度等级划分、围岩节理发育程度划分标准参见 《铁路隧道设计规范》。
• （10）、地质素描图的绘制应根据地质素描现场记 录整理绘制(见图附图)。在图上除绘有掌子面(横断 面)图外，同时还绘出断层和贯穿性节理在开挖底面 和左右边路上出现的位置。
2、 超前风钻孔测试
• 使用范围：超前风钻孔测试是利用 超前饱孔了解前方地质情况的一种手段。 超前风钻孔布置应遵照下列原则。
• （1）、围岩好坏相间地段，在好岩石地 段施工时应布置超前风钻孔；
• （2）、根据地质资料预测前方岩石可能 由好变坏时，应布置超前风钻孔；
• （3）、开挖的掌子面是软弱围岩，可不 必进行超前钻孔测试。
• （1）、全隧道地质素描和实际的地质纵断面图；
• [说明] 地质素描图系根据现场记录整理绘制，是 已施工隧道连续的、系统的、详尽的地质资料，是 鉴定围岩类别和为隧道养护维修的重要依据。原则 上要将所有工作结果都反映在此图上，如果图幅太 大，作图不便，可将其它测试结果如钻速测试等另 行作图，将其工作量以简单的符号表示在图上。
• 由于地质的复杂性和施工对地质体的敏 感性；那些引不起注意的小断层、交错节理 面也常使岩体失稳。因而地质构造与埋深数 百米的隧道地质构造也相差很大。有些地质 构造很难从地面发现，给施工带来预想不到 的困难。
内容
• 一、超前地质预报的工作内容 • 二、要求提交成果 • 三、超前地质预报的手段措施 • 四、地质条件预报 • 五、结束语
一、超前地质预报的工作内容
• 1、收集和熟悉与本工程有关的地质资科， 认 真阅读图纸。
• 2、掌子面地质素描图与超前钻孔测试数 据描述。
• （1）根据收集到的相关资料预测开挖 面前方地质情况、围岩类别，能否产生 塌方和突水情况，并对施工方法提出建
• （2）通过开挖，验证预报效果，分析 成败原因。
二、要求提交成果
掌子面地质素描 按照地质素描内容和现场记录格式 (见附图)坚持每次开挖后对掌子面和左、 右侧增进行素描。 （1）、素描图记录必须采用统一的格式 纸，以便能比较准确的显示出结构面距 拱顶、边墙和隧道中心的位置。
• （2）、地质素描原始记录必须在现场进行，
不得根据回忆绘制和编写。
• （3）、结构面产状的走向、倾向采用象限记
钻进测试：
根据钻进速度的不同来确定软弱层的位 置效果较好，但在硬岩破碎段钻速变化不大， 影响预报效果。应用条件是：钻机在钻孔过 程中压力固定不交。
根据钻进过程中，钻孔出水量的大小及 出水的颜色，判断前方围岩中地下水的情况， 并判断岩性。
通过超前钻孔，可在放炮前，提前释放 前方掌子面围岩中的部分瓦斯（天然气）， 以降低放炮后释放的瓦斯（天然气）浓度。
录，如SW40／∠30。
• （4）、素描中一律采用“写实”的方法，除
作预报国以外，不作任何换算。
• （5）、对于产状变化大的结构面，一组或一
条大的结构面应选2—3个有代表性的点进行量 测，以其平均值或最不利者进行预报。
• （6）、现场记录草图的比例、图例和用语也
应统一。
• （7）、地质素描不占开挖循环时间，可以在任何时 间进行，以最大限度见到开挖面为宜。如在放炮后 进行素描应注意不要漏描被碴堆掩盖部分，一般以 测量画完掌子面的开挖断面后再进行素描最好。因 为有了开挖轮廓线和标高，能提高素描的准确度。
• 预报效果统计表是对每次预报成功或失败的 评价，以此作为检查超前地质预报准确度的根 据。
• （3）、全隧道代表性岩石标本。
一的作图格式、规定 和图例。
• （2）、隧道施工超前地质预报随施工连续进 行，隧道贯通后结束。
• （3）、隧道施工超前地质预报强调的是连续、 及时(收集资料、整理分析、预报)和准确。
（4）、凡变更围岩类别必须提供地质素描依据， 及对围岩的录象、影相资料。
• （5）、各级施工人员应支持超前地质预报工 作，并为其工作提供方便。
三、超前地质预报的手段措施
• 1、掌子面编录推测法 • 2、TSP物探测试技术 • 3、地质雷达预测法 • 4、红外探水技术 • 5、超前钻探技术等
1、掌子面编录推测法
超前地质预报的重要性
• 由于合武客运专线为时速200km/h，预留 250 km/h条件，采用开挖隧道轮廓线高为13米 多，宽为14米多，全断面是一次挖到设计轮廓 线，如果对前方的不良地质条件探明不清楚， 没有按现场实际情况改变原来的施工方法，可 能导致严重的工程地质事故，如：塌方、冒顶、 突水、碎屑流、岩爆等 。不但严重影响施工进 度，增加投资，而且严重威胁施工人员的生命 安全。应此，在隧道施工中了解掌子面前短距 离内的地质情况是十分重要的。
• (1.1)、设在正洞侧墙脚下C点处出现一条断层 破碎带宽l m，产状N40E／70W。 (1.2) 、过C点在正洞底面作断层走向线CD。
四、超前地质预报重点内容
1、断层、岩脉和破碎带超前预报 • 2、可能构成不稳定块体的大裂隙 • 3、地下水活动情况 • 4、 地应力情况
1、断层、岩脉和破碎带超前 预报
• (1)、 利用侧墙出露的断层预报前方地质 [说明] 利用侧墙最先见的一点断层露头预报
施工前方地质条件主要是依据地质作图原理。 作图说明：