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1、超前地质预报方案1.工程概况尖坡村隧道位于贵州省贵阳市白云区尖坡村内，中心里程为DI2K3+735.5，起讫里程为DI2K2+508DI2K4+975，全长2467m，进、出口均采用斜切式洞门。2.工程地质情况本隧道地处川黔经向构造体系南段西侧，由一系列走向南北的单式褶皱群或复试褶皱及相应的压性断裂组成，褶皱断裂密集成带，成线状延展，龙洞堡以后北东向构造较发育。就褶皱言之，以宽缓的的大背斜或复式背斜带与紧密挤压或倒转的向斜带相间为特征，后者极为显著在宽缓的背斜带上，往往发育着北东和北西两组共轭的扭性断裂，以及追踪它们而形成的东西方向曲褶延伸的横张断裂，显示着它们系由于东西方向的挤压作用而形成的
2、一套构造形迹。在向斜紧密挤压带中，则以大量走向南北的逆冲断裂带平行延伸为特征。不整合于下伏地层之上的下第三纪红层形变微弱，第四纪以来也有构造活动。区域性南北向构造主要有龙里复背斜、贵阳复向斜；北东向构造主要为谷脚褶曲带。P1l、P2l、P2w+c、C1d为含煤线地层，本隧道穿过上述含煤地层，隧道施工存在一定的瓦斯危害的可能。从黔桂线、株六线施工结果以及贵广线勘测期间所作的专题报告结论，该含煤地层隧道一般为低瓦斯隧道，不存在瓦斯突出、煤突出，但不排除局部地段瓦斯富集，对隧道施工形成一定的危害性。同时，根据设计资料得知：DI2K2+720左135m地表见一小型岩溶漏斗，钻孔中见洞径4.5m的充填溶
3、洞发育，推测洞身遇溶洞及大型溶腔的可能性大。本管区以岩溶水为主，裂隙水次之，以较均匀的网状岩溶裂隙水为主要特征。这些富水区多位于网状构造发育、或线性构造密集的低洼地区，地形上往往是岩溶盆地、岩溶谷地、或浅切割的盆地分水岭地形。背、向斜翼部，被夹持在碎屑岩之间的碳酸盐岩岩溶水呈南北向带状分布，并以管道水为特征，排泄带在东西向槽谷中，在砂页岩与石灰岩的接触处往往有岩溶大泉或地下暗河出露。地下水多以潜水形式存在，部分微具承压性。经取58组水样分析试验，沿线地表水、地下水水质类型主要以HCO3-Ca2、SO42-HCO3-Ca2及HCO3-SO42-Ca2型为主，一般为低矿化度淡水软水，绝大部分样品对
4、混凝土结构无侵蚀性。3.编制依据（1） 铁路隧道设计规范、施工规范、施工指南和验收标准；（2） 贵阳枢纽白云至龙里北联络线工程站前施工I标段隧道施工图纸。4.实施超前地质预报的目的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几率和危害程度；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。5.超前地质预报的主要内容5.1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；5.2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；5.3不良地质预测预报，特别是对岩溶、人为坑洞、瓦
5、斯等发育情况的预测预报；5.4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。6.尖坡村隧道采用的预报方法及其适用范围6.1尖坡村隧道采用的预报方法（1）地质素描法；（2）地质雷达法；（3）地震波发射法（TSP）；（4）红外线探水；（5）超前钻探法。6.2适用范围预报项目适用范围地质素描尖坡村隧道全隧采用地质雷达岩溶地段必须采用，亦可用于断层破碎带、软弱夹层等不均匀地质体的探测地震波反射法（TSP）尖坡村隧道全隧采用红外线探水岩溶地段及富水地区超前水平钻探富水软弱断层破碎带、富水岩溶发育区、重大物探异常区等地质条件复杂地段必须采用加深炮孔全隧采
6、用7.超前地质预报工作程序隧道超前地质预报工作程序框图28.重点预报的内容8.1断层预报8.1.1探明断层的性质、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；8.1.2断层预报以地质调查法为基础，以弹性波反射法探测为主，必要时采用红外探测、高分辨率直流电法探测断层带地下水发育情况及超前钻探法验证；8.1.3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；临近断层破碎带的前兆标志有：节理组数急剧增加、岩层牵引褶曲的出现、岩石强度明显降低、压碎岩、
7、碎裂岩、断层角砾岩等的出现、临近富水断层前断层下盘泥岩、页岩等隔水岩层明显湿化，或出现淋水及其他涌突水现象。8.1.4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；8.1.5断层为面状结构面，可采用超前钻探法较为准确预报其位置、宽度、物质组成及地下水发育情况等；8.1.6断层预报可按下列步骤进行：根据区域地质资料、工程地质平面图与纵断面图以及必要的地表补充地质调查，进一步核实断层的性质、产状、位置与规模等；采用弹性波反射法确定断层在隧道内大致位置和宽度；必要时采用红外探测、高分辨率直流电法探测断层带地下水的发育情况；必要时采用超前钻探预报断层的确切位置
8、和规模、破碎带的物质组成及地下水的发育情况等；采用隧道内地质素描、断层趋势分析等手段预报断层分布位置；地质综合判析，提交地质综合分析成果报告。8.2 岩溶预报8.2.1岩溶是指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应力综合作用，以及由此所产生的地质现象的统称。临近大型溶洞水体或暗河的前兆标志主要有：裂隙溶隙间出现较多的铁锈或粘土；岩层明显湿化、软化，或出现淋水现象；小溶洞出现的频率增加，且多有水流、河沙或水流痕迹；钻孔中用水量剧增，且夹有泥沙或小砾石；有哗哗的流水声；钻孔中有凉风冒出。8.2.2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
9、道的危害程度；8.2.3岩溶预报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，并采用宏观预报指导微观预报、长距离预报指导中短距离预报的方法；8.2.4岩溶预报可按下列步骤进行：研究隧址区岩溶发育规律充分收集、分析、利用已有区域地质和工程地质资料，辅以工程地质补充调绘，查明隧址区工程地质与水文地质条件，分析岩溶发育的规律，宏观掌握区域地质条件，指导超前地质预报工作。应着重查明和分析以下方面的内容：地层岩性：可溶性岩层与非可溶性岩层的分布与接触关系，可溶性岩层的成分、结构和溶解性，特别是强溶岩（质纯层厚的灰发达地区、盐岩）的地层层位和展布范围，及其与隧道线路中线的相互
10、关系。地质构造：隧址区的构造类型，褶皱轴的位置、两翼岩层产状；断裂带的位置、规模、性质、产状，特别是两条或两条以上断层交汇的位置（侵蚀性地下水的有利通道）；主要节理裂的性质、宽度、间距、延伸方向、贯通性及充填情况等；新构造运动的性质、特点等。分析上述构造与岩溶发育的关系及不同构造部位岩溶发育特征和发育程度的差异性，划分岩溶发育带；分析上述构造与隧道线路中线的相互关系。岩溶地下水：地下水的埋藏、补给、径流和排泄情况、水位动态及水力连通情况，分析隧道受岩溶地下水影响的程度。隧道处于岩溶垂直分带的部位：根据隧道线路高程、穿越山区地形、地表岩溶发育情况、区域和隧址区侵蚀基准面等，判断隧道处于岩溶垂直分
11、带的部位。岩溶发育的层数：根据岩溶、新构造运动和水文地质条件，结合地表测绘，查明岩溶发育的层数及隧道的关系。依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。岩溶形态：岩溶形态的类型、位置、大小、分布规律、形成原因及与地表水、地下水的联系，以及地表岩溶形成和地下水岩溶形态的联系。 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，并结合可能成为暗可通道的较大断层或较紧闭背斜褶皱的核部位置、产状，推断暗河大致通道
12、，确定能否与隧道相遇或与隧道的大概空间位置关系。根据褶皱、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大型溶洞、暗河的位置。核查、领会设计中地质复杂程度分级和超前地质预报方案设计根据区域地质和工程地质资料，结合本条第A款中的调查和分析，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。隧道内地质素描根据隧道内地素描结果，验证、调整地质复杂程度分级和超前地质预报方案。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；采用高分辨直流电法、
13、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，以查明岩溶位置、规模和形态。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。加深炮孔探测岩溶发育区必须进行加深炮孔探测。地质综合判析，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，根据地质条件和各种预报手段的优缺点灵活运用，以达到预报目的和解决实际问题为宗旨。岩溶地区应开展岩溶重点发育地段隧道周边隐
14、伏岩溶探测工作。岩溶地区隧底应进行隐伏岩溶洞洞穴的探测，并应符合下列要求：采用综合物探查明隧底隐伏岩溶洞洞穴的位置、规模；根据物探资料布置验证钻孔；根据钻探验证结果修订物探异常成果图，作出预测隐伏岩溶图；隐伏岩溶图，比例为1：1001：500，标明隐伏岩溶位置、规模、埋藏深度、类型和验证钻孔。8.3 涌水突泥预报8.3.1隧道涌水、突泥预报探明可能发生涌水、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。8.3.2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。8.3.3在可能发生涌水、突泥的地段进行超前钻探，且超前钻探设有
15、防突装置；隧道通过煤系地层、金属和非金属等矿区中的采空区时，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。8.3.4隧道反坡施工地段处于富水区时，超前钻探作业时应做好钻孔突涌水处治的方案，确保人员与设备的安全，避免事故的发生。8.3.5隧道施工要减少或避免塌方的发生，塌方前兆如下条款判定：拱顶岩石开裂，裂缝旁有岩粉喷出或洞内无故尘土飞扬；初支开裂掉块、支撑拱架变形或发生声响；拱顶岩石掉快或裂缝逐渐扩大；干燥围岩突然涌水等。9.隧道超前地质预报主要方法超前地质预报工作必须坚持“科学规范、求真务实、长短结合、贯穿全程”的工作原则。根据设计图纸及超前地质预报技术指南要求，采用长距离预报为主，短距离预报为辅，长短互补的预报原则。长距离预报采用地质调查法和TSP200地质探测仪，中短期预报采用地质调查法、红外探测法、超前地质钻探法、加深炮孔探测法的方法，进行综合预报，以便相互补充、验证，提高准确率。9.1地质调查法9.1.1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
