7.1.1超前地质钻探是利用钻机在隧道开挖工作面进行钻探获 取地质信息的一种超前地质预报方法。 7.1.2超前地质钻探法适用于各种地质条件下的隧道超前地质 预报，富水软弱断层破碎带、富水岩溶发育区、煤层瓦斯发育区、 大物探异常区等地质条件复杂地段必须采用。 7.1.3超前地质钻探可采用冲击钻和回转取芯钻，并应按下列要 求二者合理搭配使用，提高预报准确率和钻探速度，减少占用开挖 工作面的时间（岩土可钻性分级见本技术规程附录G)。 1一般地段采用冲击钻。冲击钻不能取芯，但可通过冲击器 的响声、钻速及其变化、岩粉、卡钻情况、钻杆震动情况、冲洗液的 颜色及流量变化等粗略探明岩性、岩石强度、岩体完整程度、溶洞、 暗河及地下水发育情况等。 2复杂地质地段采用回转取芯钻。回转取芯钻岩芯鉴定准 确可靠，地层变化里程可准确确定，一般只在特殊地层、特殊目的 地段、需要精确判定的情况下使用。比如煤层取芯及试验、溶洞及 断层破碎带物质成分的鉴定、岩土强度试验取芯等。

原则。 3）煤层瓦斯预报超前钻探孔数应符合本技术规程第 5.4.3条的规定。 2孔深。 1）不同地段不同目的的钻孔应采用不同的钻孔深度。 2）钻探过程中应进行动态控制和管理，根据钻孔情况可适 时调整钻孔深度，以达到预报目的为原则；煤层瓦斯超 前钻孔深度应符合本技术规程第5.4.4条的规定。 3）在需连续钻探时，一般每循环可钻30m～50m，必要时 也可钻100m以上的深孔。 4）连续预报时前后两循环钻孔应重叠5m～8m。 3孔径。 钻孔直径应满足钻探取芯、取样和孔内测试的要求，并应符合 现行《铁路工程地质钻探规程》TB10014的规定；煤层瓦斯超前钻 探孔径应符合本技术规程第5.4.4条的规定。 4富水岩溶发育区超前钻探应终孔于隧道开挖轮廊线以外 5m~8m 7.1.5超前地质钻探应符合下列工作要求： 1实施超前地质钻探的人员应经技术培训和考核，经考核合 格后方可上岗。 2钻探前地质技术人员应进行技术、质量交底。 3超前钻探过程中应在现场做好钻探记录，包括钻孔位置、 开孔时间、终孔时间、孔深、钻进压力、钻进速度随钻孔深度变化情 况、冲洗液颜色和流量变化、涌砂、空洞、振动、卡钻位置、突进里 程、冲击器声音的变化等。 4超前钻探过程中应及时鉴定岩芯、岩粉，判定岩右名称，对 于断层带、溶洞填充物、煤层、代表性岩土等应拍摄照片备查，并选 择代表性岩芯整理保存，超前地质钻探过程中监理应进行旁站。 5在富水地段进行超前钻操时必须果取防突措施；测钻孔内 26

3准确鉴定岩性及其分布位置。 7.1.7超前钻探钻进中应防止地下水突出，并应采取下列措施， 保障工作人员和机械设备的安全。 1在富水区实施超前地质预报钻孔作业，必须先安设孔口 管，并将孔口管固定牢固，装上控制闸阀，进行耐压试验，达到设计 承受的水压后，方准继续钻进。特别危险的地区，应有骤避场所， 并规定避灾路线。当地下水压力大于一定数值时，应在孔口管上 焊接法兰盘，并用锚杆将法兰盘固定在岩壁上。 2高水区隧道地质超前钻探时，发现岩壁松软、片或钻孔 中的水压、水量突然增大，以及有项钻等异状时，必须停止钻进，立 即上报有关部门，并派人监测水情。如发现情况危急时，必须立即 撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。 3孔口管锚固可采用环氧树脂、错固剂，亦可采用快凝高强 度微膨胀的浆液错固，错固长度宜为1.5m2.0m，孔口管外端 应露出工作面0.2m~0.3m，用以安装高压球阀。 7.1.8超前钻探法应编制探测报告，内容包括工作概况、钻孔探 测结果、钻孔柱状图（格式见本技术规程附录H)，必要时应附以钻 孔布置图、代表性岩芯照片等。

4钻到溶润和岩落水时，应视情况采用地质超前钻探和其他 探测手段，查明情况，确保施工安全，为变更设计提供依据。 5加深炮孔探测严禁在爆破残眼中实施。 6揭示显常情况的钻孔资料应作为技术资料保存

房地产项目8.1.1物探法超前地质预报应具备下列条件：

8.1.1物探法超前地质预报应具备下列条件： 1探测对象与其相邻介质应存在一定的物性差异，并具有可 被探测的规模。 2存在电、磁、振动等外界干扰时，探测对象的异常能够从干 扰背景中区分出来。 8.1.2地质条件复杂的隧道和存在多种干扰因素的隧道，应根据 被操测对象的物性条件开展综合物探，并与其他操测方法相配合， 对所测得的物探资料进行综合分析。 8.1.3物探应按搜集资料、踏勘、编制计划、施测、初步解释、最终 解释、成果核对、报告编制的程序进行。 8.1.4物探仪器及其附属设备应满足性能稳定、结构合理、构件 固可靠、防潮、抗震和绝缘性良好等要求。仪器应定期检查、标 定和保养。

8.2.1弹性波反射法是利用人工激发的地震波、声波在不均匀地 质体中所产生的反射波特性来预报隧道开挖工作面前方地质情况 的一种物探方法，它包括地震波反射法、水平声波剖面法、负视速 度法和极小偏移距高频反射连续面法等方法。 8.2.2弹性波反射法适用于划分地层界线、查找地质构造、探测 不良地质体的厚度和范围，并应符合下列要求： 1探测对象与相邻介质应存在较明显的波阻抗差异并具有 可被探测的规模。 2断层或岩性界面的倾角应大于35°，构造走向与隧道轴线 的夹角应大于45° 8.2.3地震记录应符合下列规定： 1干扰背景不应影响初至时间的读取和波形的对比。 2反射波同相轴必须清晰。 3不工作道应小于20%，且不连续出现。 4弹性波反射法质量检查记录与原观测记录的同相轴应有 较好的重复性和波形相似性。 8.2.4数据采集时应尽可能减少隧道内其他震源震动产生的地 震波、声波的干扰，并应采取压制地震波、声波干扰的措施。 8.2.5弹性波反射法连续预报时前后两次应重叠10m以上，预 报距离应符合下列要求： 1地震波反射法预报距离： 1）在软弱破碎地层或岩溶发育区，一般每次预报距离应为 100m左右，不宜超过150m。 2）在岩体完整的硬质岩地层每次可预报120m～180m， 但不宜超过200m。 2水平声波剖面法和极小偏移距高频反射连续剖面法预报 距离：

1）在款购股哗地层或岩落发育区，股每次预报距离应为 20m~50m，不宜超过70m。 2）在岩体完整的硬质岩地层每次可预报50m~70m，但 不宜超过100m。 3负视速度法预报距离： 1）在软弱破碎地层或岩溶发育区，一般每次预报距离应为 30m~50m，不宜超过70m。 2）在岩体完整的硬质岩地层每次可预报50m80m，不 宜超过100m。 4 降道位于曲线上时，预报距离不宜太长。 8.2.6弹性波反射法的数据处理与资料解释应符合下列规定： 1采用计算机处理的记录自的层反射波特征应明显、信噪比 高、同相轴清晰、能进行追踪和相位连续对比。 2依据时间剖面图、瞬时振幅图结合地质资料进行分析，对 比和追踪波组的相似性、波振幅的衰减程度、振动的同相性和连续 性等特征，判释和确定反射波组对应的层位、被测地质体的接触关 系、构造形态等。 3根据上行波和下行波视速度的差异，确定反射界面在隧道 轴向前方的距离、反射界面与洞轴方向的夹角。 8.2.7弹性波反射法超前地质预报应编制探测报告，内容主要 包： 1 概况：整道工程概况、地质概况、操测工作概况等。 2方法原理及仪器设备：方法原理及采用的仪器型号等。 3 野外数据采集：观测系统、采集方法、数据质量等。 4数据处理：采用的软件及处理流程、参数选择说明、处理成 果及质量等。 5资料分析与判释：采用地震波反射法时，应附上反射波分 析成果显示图、物探成果地质解释副面或平面图，必要时可附上分 析处理波形图、频谱图、深度偏移剖面图及岩体物理力学参数表，

1）沿隧道轴向布置观测排列，观测排列可布设于边墙、墙 脚、隧底面等部位，各检波点偏离观测排列中心轴线不 得大于0.3m。 2）检波距一般为2m~5m，当采用24道及以上道数地震 仪时，可选用1m~2m。 3）检波器宜安置于1m～2m深的浅孔中；不具备条件时， 可根据现场情况将检波器安置于边墙、墙脚、隧底面的 表面上；检波器与岩土体必须耦合良好，不得悬空；检波 器安置应避开有干扰的位置（如滴水、流水、漏气等）。 4）排列长度L=（n一1)△X，其中n为记录道数，△X为检 波距，排列长度L>20m。 5）炮检距d>2(L十h)/（v/u一1)，其中V、c分别为有效 波与干扰波速度，h为开挖工作面至反射界面的距离 （预估值），L为规测排列的长度。 6）当用炸药激发时，在边墙、墙脚、隧底面打1m~2m深 的浅孔；边墙、墙脚打孔时，应向下倾斜30°～45°，可注 水作耦合剂， 7）参数设置与记录：排列编号、炮检距、激发、接收点位置 （里程）、数据采集时间、记录长度、采样间隔、延迟时间、 滤波、增益等。 8）宜进行多次激发，进行多次叠加以压制不规则干扰波， 笑出有效波。 改善原始采集数据质量的措施。 1）宜适当扩大炮检距，将强烈的声波、面波移出记求区，提 高有效波组间的分辨率。 2）宜采取孔内激发、孔内接收，减弱面波干扰，抑制声波与 微震的影响， 3）改善检波器的耦合条件，消除自振。 4）改进激发、接收装置，可采用定向激发、短余震检波器、

三分量检波器、组合激发、接收等，提高信噪比。 5）改善与开发多种数据处理手段，进一步提高信噪比。 6）避免施工震动干扰，保持记录背景宁静。 6资料分析与判释。 1）数据处理应根据试验确定最佳处理流程。 2）资料分析与判释可按下列流程进行：按常规方法处理记 录仅所记录的一系列信息，波场分离，拾取直达波，确定 反射波校正时、滤掉直达波，拉平反射波（静态时移和排 齐），查加拉平的反射波成一道，重复显示地震道，确定 第一个反射波，恢复直达波与反射波，延长直达波与反 射波延长线交汇于一点（反射界面位置），利用反射波速 度及反射时间计算反射界面的距离，采用相同方法找山 开挖工作面前方的一系列反射界面。 3）当处理效果不佳、反射信号极弱时，可采用叠加处理措 施等。 8.2.11极小偏移距高频反射连续剖面法超前地质预报应符合下 列要求： 1探测仪器。 1）采用极小偏移距高频反射连续副面法仪或性能基本相 同的其他仪器。 2）检波器：使用超宽频带检波器，在10Hz～4000Hz范 围内不压制任何频率，增益随频率变化不大于10%。 2探测方式。 1）可在开挖工作面上向前方探测，亦可在隧道边墙向隧道 两侧探测、在隧道拱部向上探测、在隧道底板向下探测。 2）采用十学剖面的布置方法可作反射体的空间定位， 3）一般采用锤击震源，不固着检波器，不打孔。 3现场数据采集。 1）在隧道开挖工作面上一般应布设两条测线（一条为水平

8.3.1电磁波反射法超前地质预报主要采用地质雷达探测。 8.3.2地质雷达探测是利用电磁波在隧道开挖工作面前方岩体 中的传播及反射，根据传播速度和反射脉冲波走时进行超前地质

8.3.1电磁波反射法超前地质预报主要采用地质雷达探测。

预报的一种物探方法。

8.3.3地质雷达探测主要用于岩溶探测，亦可用于断层破碎带、 软弱夹层等不均匀地质体的探测，除应符合本技术规程第8.1.1 条的规定外，还应符合下列规定： 1探测体与周边介质之间应存在明显介电常数差异，电磁波 反射信号明显。 2探测体具有足以被操测的规模，探测体的厚度大于探测天 线有效波长的1/4，探测体的宽度或相邻被探测体可以分辨的最 小间距大于探测天线有效波第一菲涅尔带半径。 3避开高电导屏蔽层或大范围的金属构件。 8.3.4地质雷达操测仪器的技术指标应满足下列要求： 系统增益大于150dB。 2信噪比大于60dB。 3采样间隔小于0.5ns，A/D模数转换大于16位。 4计时误差小于1ns。 5连续测量时，扫描速率大于64次/s。 6具有可选的信号叠加、实时滤波、时窗、增益、点测与连续 测量、手动与自动位置标记等功能。 7实时监测与显示功能，具有多种可选方式和现场数据处理 功能。 8.3.5 地质雷达探测的数据采集应符合下列要求： 1通过试验选择雷达天线的工作频率、确定介电常数。当探 测对象情况复杂时，宜选择两种及以上不同频率的天线。当多个 频率的天线均能符合探测深度要求时，宜选择频率相对较高的天 线，一般宜采用100MHz屏蔽天线。 2测网密度、天线间距和天线移动速度应适应探测对象的异 常反映；掌子面上宜布置两条测线，必要时可布置成“并”字形或其 他网格形式。 3选择合适的时间窗口和采样间隔，并根据数据采集过程中 44·

的干扰变化和图像效果及时调整工作参数。 4宜采用连续测量的方式，不能连续测量的地段可采用点 测。连续测量时天线应匀速移动，并与仪器的扫描率相匹配；点测 时应在天线静止状态采样，测点距不大于0.2m。 5隧址区内不应有较强的电磁波干扰；现场测试时应清除或 避开测线附近的金属物等电磁干扰物；当不能清除或避开时应在 记录中注明，并标出位置。 6支撑天线的器材应选用绝缘材料，天线操作人员应与工作 天线保持相对固定的位置。 7测线上天线经过的表面应相对平整，无障碍，且天线易于 移动；测试过程中，应保持工作天线的平面与探测面基本平行，距 离相对一致。 8现场记录应注明观测到的不良地质体与地下水体的位置 与规模等。 9重点异常区应重复观测，重复性较差时宜进行多次观测并 查明原因。 8.3.6地质雷达探测质量检查的记录与原探测记录应具有良好 的重复性，波形一致，异常没有明显的位移。 8.3.7地质雷达在完整灰岩地段预报距离宜在30m以内，在岩 溶发育地段的有效探测长度则应根据雷达波形判定。连续预报时 前后两次重叠长度应不小于5m。 8.3.8地质雷达探测资料的处理应符合下列规定： 1无相同倾角的有效层状反射波时，可采用了一倾角滤波。 2异常的连续性或独立性较差时，可采用空间滤波的有效道 叠加或道间差方法加强。 3可采用点平均法消除高频干扰，采用的点数宜为奇数，其 最大值宜小于采样率与低通频率之比。 8.3.9地质雷达探测资料的解释应符合下列规定： 1金与解备的需达剂面应清断

2通过反射波形、能量强度、初始相位等特征确定异常体 性质。 3通过对异常同相轴的追踪或利用异常的宽度及反射时间， 计算异常体的平面范围和深度， 4结合地质条件、介质电性特征、被探测物体的性质和几何 特征、已知干扰进行综合分析，必要时应制作雷达探测的正演和反 演模型。 5在提交的时间剖面中应标出地层的反射波位置或探测对 象的反射波组。 8.3.10地质雷达法预报应编制探测报告，内容包括探测工作概 况、采集及解释参数、地质解译结果、测线布置图（表）、探测时间剖 面图等，其中时间剖面图中应标出地层的反射波位置或探测对象 的反射波组。

8.4.1高分辨直流电法是以岩石的电性差异（即电阻率差异）为 基础，在全空间条件下建立电场，电流通过布置在隧道内的供电电 极在围岩中建立起全空间稳定电场，通过研究电场或电磁场的分 布规律预报开挖工作面前方储水、导水构造分布和发育情况的一 种直流电法探测技术。 8.4.2高分辨直流电法适用于探测任何地层中存在的地下水体 位置及相对含水量大小，如断层破碎带、溶洞、溶隙、暗河等地质体 中的地下水。 8.4.3现场采集数据时必须布设三个以上的发射电极，进行空间 交汇，区分各种影响，并压制不需要的信号，突出隧道前方地质异 常体的信号，该方法也称为“三极空间交汇探测法”。 8.4.4现场数据采集应按照测试要求进行，保证数据采集的质 量，并应符合下列要求： 1开机检测仪器是否工作正带。 ·46

2发射、接收电极间距测量准确，偏差应小于5cm。 3无穷远电极应大于45倍的探测距离。 4发射、接收电极接地良好。 5电池电量充足。 6数据重复测量误差应小于5%，否则应检查电极和仪器电 源是否正常、工频干扰是否过大等。 8.4.5高分辨直流电法有效预报距离不宜超过80m，连续探测 时前后两次应重叠10m以上。 8.4.6资料处理与分析应符合下列要求： 1资料处理应使用仪器配套的处理软件系统。在数据处理 过程中，应采用增强有效信号、压制干扰信号、提高信噪比等手段， 使视电阻率等值线图能够清晰成像。 2地质异常体（储、导水构造）判断标准应以现场多次采集分 析验证的数据为依据，总结规律，找出隧址区异常标准值。根据经 验总结归一化值视电阻率在40～60之间时多存在地质异常体 （储、导水造）。 8.4.7高分辨直流电法预报应编制探测报告，内容包括探测工作 概况、地质解译结果、视电阻率等值线图等。

9.0.1超前导坑预报法是以超前导坑中揭示的地质情况，通过地 质理论和作图法预报正润地质条件的方法。超前导坑法可分为平 行超前导坑法和正洞超前导坑法。线间距较小的两座隧道可互为 平行导坑，以先行开挖的隧道预报后开挖的隧道地质条件。 9.0.2根据超前导坑与隧道位置关系按一定比例作超前导坑预 报隧道地质平面简图，由超前导坑地质情况推测未开挖地段隧道 地质条件时，预报内容应包括下列内容： 1地层岩性、地质构造的分布位置、范围等， 2岩溶的发育分布位置、规模、形态、充填情况及其展布情况。 3 在采及废弃矿巷与隧道的空间关系。 有害气体及放射性危害源分布层位。 5 涌泥、突水及高地应力现象出现的隧道里程段。 6 其他可以预报的内容。 9. 0.3 超前导坑法地质预报应编制下列预报资料： 地质调查法预测报告。 采用的各种物探预报方法探测报告。 超前钻探法探测报告。 4 导坑地质展视图，比例为1：100～1：500。 5导坑预测正洞预报报告，包括导坑预报正洞平面简图，比 例为1:100~1:500, 6导坑峻工工程地质纵断面图，包括地层岩性、帮曲、断裂的 分布与产状，破碎带及塌和变形地段的位置、性质及规模，地下 水出露的位置、水质、水量，分段围岩分级等，横向比例为1：500～ 1：5000，竖向比例为1：200～1：5000。

附录A一般安全防护规定

A.0.1超前地质预报人员应认真学习、执行隧道施工安全规程， 超前钻探人员应认真学习、执行钻探安全技术操作规程。新参加 人员（含临时工）上岗前，必须经过安全生产教育，其有安全生产的 基本知识，并应在班长或技术熟练人员的指导下工作。 A.0.2隧道超前地质预报实施过程中应识别各种安全危险源， 保障人员和机械设备的安全。 A.0.3进入隧道工作必须穿戴合体的工作服（天然气、瓦斯隧道 严禁穿着易于产生静电的服装）、防护靴、安全帽和防尘（防毒）口 罩等防护用品。 A.0.4严禁上班前和工作中饮酒。 A.0.5地质预报工作必须在现场找项作业结束（必要时初期支 护)后进行，开始工作前应观察操作空间上方、周围有无安全隐惠， 特别是钻探开挖工作面附近是否还有危石存在，确保预报人员的 安全。 A.0.6高处作业时作业台架必须安设牢固，台架周围应设置防 护栏，凡患有高血压、心脏病等不适应高处作业者不得上架作业。 A.0.7当隧道岩体中含有煤层瓦斯、石油天然气等易燃易爆物 时，必须严格执行现行《煤矿安全规程》、《铁路瓦斯隧道技术规范》 TB10120等的有关规定。超前地质预报工作应采用防爆型的仪 器、设备。当采用非防爆型时，在仪器设备及操作空间20m范围 内瓦斯浓度必须小于1%。超前钻探必须采用水循环钻或湿式钻 孔。严禁携带火源进洞。 A.0.8弹性波反射法超前地质预报现场采集数据使用的炸药和 雷管必须由持有爆破证的专人领用，爆破作业必须由专业爆破工

操作。非专业人员产严禁从事爆被作业。 A0.9钻机使用的高压风、高压水的各连接部件均应采用符合 要求的高压配件，管路应连接，安设牢固，并应经常检查，防止管接 头脱落、管路爆裂高压风、水伤人；高压电路接线应由专业电工 操作。 A0.10钻孔时，钻机前方应安设挡板，严禁在钻孔的轴向后方 站人，以防钻具和高压冲出的岩屑、泥沙等伤人。 A.0.11为便于控制超前钻孔揭露大量地下水时的水流及采取 措施，孔口应安设孔口管和闸阀，且孔口管必须安设牢固，防止水 压将孔口管冲出伤人。

附录C临近隧道内不良地质体的可能前兆

附录C临近隧道内不良地质体的可能前兆

附录D岩溶发育的基本条件和一般规律

D.0.1岩溶发育的基本条件： 1具有可溶性岩层。 2具有溶解能力（含CO，）和足够流量的水。 3地表水有下渗和地下水有流动的途径。 D.0.2岩落从地表往下四个发育带的发育形态和岩落水的特征 各不相同，应注意区分隧道所处的发育带位置： 1垂直渗流带（包气带），多以垂直岩溶形态为主，如竖井、漏 斗、落水洞等， 2季节变动带，垂直岩溶形态和水平岩溶形态皆有发育，丰 水期多有水流，枯水期多潮湿而无水。 3水平径流带（饱水带），以水平岩溶形态为主，如溶洞、暗河 等，多常年流水。 4深部缓流带，岩溶不甚发育，多以溶隙、溶孔为主。 隧道穿越季节变动带与水平径流带（饱水带）时发生突泥、突 水的可能性较大，尤以后者为甚。 D.0.3岩溶与新构造运动的关系： 1地壳强烈上升地区，侵蚀基准面相对下降，下切作用强烈， 岩溶以垂直方向发育为主。 2地壳下降地区，原来水平发育的岩落处于侵强基准面以 下，原来垂直发育的岩溶又增加了水平发育，使岩溶更加复杂。 3地壳相对稳定的地区，岩落以水平发育为主。 D.0.4岩溶与地形的关系： 1地形陡峻、岩石裸露的斜坡上，地表径流大，以表面侵蚀为 主，岩落多易溶沟，落槽、石等地麦形态

2地形平缓，地表水易下渗，岩溶地表形态和地下形态均较 发育，多以漏斗、落水洞、竖井、塌陷洼地、溶洞等形态为主。 D.0.5地表水体与岩层产状的关系对岩溶发育的影响： 1层面反向水体或与水体斜交时，水易沿层面侵人，岩溶易 发育。 2层面顺向水体时，岩溶不易发育。 D.0.6岩溶与气候的关系：在大气降水丰富、气侯潮湿地区，地 下水能经常得到补给，水的来源充沛，岩溶易发育。 D.0.7岩溶发育的带状性和成层性：岩溶发育受岩性、裂隙、断 层和接触面等的控制，这些因素一般都具有方向性，决定了岩溶发 育的带状性。岩溶的成层性决定于岩性、新构造运动和水文地质 条件。如可溶性岩层与非可溶性岩层互层、地壳强烈升降运动、水 文地质条件改变等均产生岩溶的成层性， D.0.8隧道中溶洞、暗河等岩溶形态多与断层破碎带有密切的 关系，准确预报了断层破碎带，依据地质学原理，大多可推断岩溶 地质体的位置和规模。 D.0.9易发育岩溶的地段主要有： 1 质纯层厚的可溶岩地段。 2可溶岩与非可溶岩的接触带。 3 陡倾角可溶岩地段。 4可溶岩地层中发育的断层破碎带、节理密集带等岩体破碎 地段。 5 可溶岩地层中发育的大型背斜、向斜的核部等岩体较破碎 部位。 6： 地表岩溶发育地段的地下相应地段 7地面塌陷、地表水消失的地下相应地段。 8地下水活动强烈的地段。 以上因素叠加时更利于岩溶发育。 D.0..10岩溶水即储存或运移于可溶性岩层中的地下水，包括岩 56·

溶裂隙水和岩溶管道水，通常所指的岩溶水为后者。岩溶水多具 有突发性、阵发性、季节性，并应注意下列特点： 1储存空间主要为溶蚀成因的管道，连续而不规则。 2常沿某些岩层或构造结构面发育，管网呈树枝状。 3从上游到下游，管道流量多逐渐增长，但各段流速有快 有慢。 4暗河管道中的水力坡度常变化比较大。 5因常与地表水流直接联系，故地下水动态明显随气候而 变化。 6水化学成分常较简单，矿化程度不高，易受污染。 7补给、径流和排泄条件：地表水直接流人为主，排泄方式单 一（通过暗河出口流出），径流强烈。 8垂直渗流带中的隧道涌水，施工阶段雨季揭穿垂直岩溶形 态岩溶水向隧道倾泻，旱季主要以拱顶或边墙渗水为主；水平径流 带涌水多为揭穿含水岩溶管道或岩溶管道水突破隔水层涌水；季 节变动带的涌水情况介于垂直渗流带与水平径流带之间；在深部 缓流带，隧道涌水多属岩溶裂隙水或溶隙水，但因具较大静水压 力，涌水在隧道衬砌周边均可分布。 9涌水量变化特征： 1）隧道施工期，在开放型岩溶地区，涌水一般经历由大到 小而后趋于稳定的水量变化过程；在封闭型岩溶地区， 涌水量由大到小直至枯竭。 2）在隧道运营期，常年型岩溶涌水随雨季旱季的变化经历 增大、减小、稳定的循环反复过程；季节型岩溶涌水量由 大到小，降雨结束一段时间后涌水枯竭。 10含泥砂特性：岩溶突涌水中多含泥砂，泥砂随涌水速度的 下降而沉积，产重者掩埋施工运输轨道、施工机具，甚至隧道、坑道 等。岩溶地区隧道突涌泥砂在时间上和涌水一样，具有突发和阵 发特性等特点。

附录E铁路隧道围岩基本分级

E.1.1分级因素及其确定方法应符合下列规定： 1围岩基本分级应由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个因 素确定。 2岩石坚硬程度和岩体完整程度，应采用定性划分和定量指 标两种方法综合确定。 E.1.2岩石坚硬程度可按表E.1.2划分

表E1.2岩石坚硬程度的划分

E.1.3岩体完整程度可按表E.1.3划分。

表E.1.3岩体京路程度的划分

E.1.4围岩基本分级可按表E.1.4确定。

表E.1.4围岩基本分级

E.2隧道围岩分级修正

E.2隧道围岩分级修正

E.2.1隧道围岩级别的修正应符合下列规定： 1围岩级别应在围岩基本分级的基础上，结合隧道工程的特 点，考虑地下水状态、初始地应力状态等必要的因素进行修正。 2地下水状态的分级宜按表E.2.1一1确定

E.2.1隧道围岩级别的修正应符合下列规定，

表E.2.11地下水状态的分级

4围岩初始地应力状态，当无实测资料时，可根据隧道工程 埋深、地貌、地形、地质、构造运动史、主要构造线与开挖过程中出 现的岩爆、岩芯饼化等特殊地质现象.按表E.2.1一3评估，

5 初始地应力对围岩级别的修正宜按表E.2.1—4进行

主：Q围岩岩体为教 完整的便若时定为设：若若体为完整日 较软岩，较完整的软硬互层时定为IV级

②围岩岩体为破碎的极硬岩、较破碎及鼓碎的硬岩时定为IV级；围岩岩体为完 整及较完整软岩、较完整及较破碎的较款岩时定为V级

6隧道洞身埋藏较浅，应根据围岩受地表的影响情况进行围 岩级别修正。当围岩为风化层时，应按风化层的围岩基本分级考 虑；围岩仅受地表影响时，应较相应围岩降低12级。 E.2.2施工阶段隧道围岩级别的判定宜按表E.2.2的判定卡 进行

附录F隧道地质展视图

附录G岩土可钻性分级

铁路隧道超前钻探岩土可钻性分级应符合表G的规定

附录地震波反射法观测系统设计

附录地震波反射法观测系统设计

执行本技术规程条文时，对于要求严格程度的用词说明如下， 便在执行中区别对待。 （1)表示很严格，非这样做不可的用词： 正面词采用“必须”； 反面词采用“严禁”。 (2)表示严格，在正常情况下均应这样做的用词： 正面词采用“应”； 反面词采用“不应”或“不得”。 （3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用间： 正面词采用“宜”； 反面词采用不宜”。 （4)表示有选择.在一定条件下可以这样做的用词，采用"可”。

《铁路隧道超前地质预报技术规程》 条文说明

3.0.4超前地质预报、信息化设计和信息化施工是一有机整体， 涉及建设、勘察设计、施工、监理等单位，参建各方明确责任、协调 一致、相互配合，确保做到信息传递顺畅、反馈及时、决策迅速、处 理得当。 3.0.7针对不同地段地质情况和预报目的，进行必要的技术经济 比选，选择针对性、适用性强的方法和设备，采用一种或几种方法 的合理组合，以求达到预报准确、费用低、占用时间短。 3.0.10及时传递和利用超前地质预报成果，当地质情况与设计 不符时，及时按变更设计程序进行变更设计，包括预报方案的变 更，并不断完善隧道施工安全应急教援预案，切实做好隧道施工安 全工作。 3.0.11施工阶段隧道超前地质预报不能代替勘察阶段的地质勘 察工作及施工阶段的补充地质勘察工作，不能因进行施工阶段隧 道超前地质预报工作而忽视勘察阶段的地质勘察工作及施工阶段 的补充地质勘察工作。 4.0.4对隧道地质复杂程度进行分级，不同级别的地段采取不同 的预报方法，益于抓住重点，增强针对性，集中优势资源，提高预报 准确性；一般地段减少采用的预报手段，可节省有限的地质预报 资源。 4.0.6地质条件复杂隧道（区段）的超前地质预报以地质调查法 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。 地质条件较复杂隧道（区段）的超前地质预报以地质调查法为 基础，以弹性波反射法为主，辅以高分辨直流电法、地质雷达等方 法，必要时采用超前钻探验证。当发现局部地段工程地质条件复 杂时，按地质条件复杂隧道（区段）的超前地质预报方案实施。 地质条件中等复杂隧道（区段）的超前地质预报以地质调查法 为主，对重要的地质界面、断层或地面物探异常地段采用弹性波反 射法进行探测，必要时采用高分辨直流电法和超前钻探等。 ·71.

5.1.3地质条件恶劣是产生灾害的客观原因，但塌方、突水突泥 等还和施工方法、支护参数和施工管理水平有关。 一般情况下，如采取适于前方地质条件的技术措施可以不塌 方、不产生突水突泥；如若不然，虽地质预报比较准确，也照样发生 竭方、突水突泥等，这是人所共知的。例如超前预报前方是充填淤 泥碎石的溶洞，如不采取超前预支护手段而仍是打开后再处理，无 论支护怎么快，事故也是不可避免的。因而，需要建设、设计、施 工、监理根据地质预报的结论及时制定切实可行的方法并付诸实 施，才可避免或减少地质灾害的发生，显现超前地质预报工作的经 济效益和社会效益

5..5随地质预报政 关方。 5.1.6 10当设有平行导坑时作平行导坑洞身峻工工程地质纵断 面图。 5.2.1断层是隧道开挖过程中常见的对隧道围岩稳定性影响较 大的构造形式之一，是地下水的富集场所和流动通道，灰岩地区岩 溶常与其相伴而生，隧道内塌方、突泥突水多与其有关。 影响断层破碎带稳定性的地质因素主要有：断层上下盘岩性 和岩石力学性质、断层的力学性质、断层复合与复合特征、断层破 碎带厚度、断层破碎带物质组成和固结程度、断层破碎带的围岩结 构，断层破碎带的产状及其与隧道的空间关系和地下水、地应力影 响等八个方面。 (1)断层上下盘岩性和岩石力学性质 在影响断层破碎带塌方的其他地质因素相同的前提下，断层 破碎带稳定性依次降低的顺序是：上下盘为相同岩性硬岩→+上下 盘为不同岩性硬岩→+上下盘为相同岩性或不同岩性软岩→上下盘 为不同岩性的软、硬岩组合。 软岩与硬岩呈断层接触的断层破碎带，大多位于软岩一侧，而 72

且，常常是硬岩为含水层，软岩为隔水层。这种断层上下盘岩石组 合最不利于由断层破碎带组成的围岩的稳定，相当多的断层破碎 带塌方属于这种类型。 (2）断层的力学性质 以张性正断层为主的断层破碎带，主要由断层角砾岩组成，其 角砾特点是：胶结疏松，多为泥质胶结，易于风化，棱角明显，杂乱 无章，大小悬殊。所以以张性正断层为主的断层破碎带最易造成 方。 以压冲逆断层为主的断层破碎带，主要由断层泥、糜棱岩、构 造透镜体、片理化揉皱化岩石组成，尽管岩右也很破碎，但因角砾 之间结合较紧密，相对以正断层为主的断层破碎带来说，造成塌方 的难度稍大。 以扭性平移断层为主的断层破碎带，主要由厚度不大的糜极 岩和分布较宽的劈理带岩石组成。所以与前两者相比，造成塌方 的雄度更大。 所以，从断层力学性质角度看断层破碎带稳定性依次降低的 顺序是：扭性平移断层为主的断层破碎带→+压冲逆断层为主的断 层破碎带→+张性正断层为主的断层破碎带。 扭性平移断层为主的断层破碎带对围岩的稳定性影响虽小， 但也当引起足够的注意。 （3）断层复合与复合特征 断层复合有两种情况，其一是同一条断层复合，即断层多期活 动；其二是两条或两条以上断层交汇复合。不论哪种断层复合，对 断层破碎带的稳定性影响都极为明显，即复合式断层破碎带的稳 定性远远小于一般断层破碎带的稳定性， 复合式断层破碎带塌方是一种最常见的断层破碎带塌方。 ①断层多期活动 自然界中的断层，绝大多数都具有多期活动特征，具有复杂的 力学性质和多变的位移方式，而且，在多期活动中，必有一期为主

期活动，断层明显具有主期活动的性质和特征。 对手围岩稳定性的影响来说，其断层破碎带稳定性依次降低 的顺序是：一期活动断层破碎带一→以扭性平移断层为主的多期活 动断层破碎带→以压冲逆断层为主的多期活动断层破碎带→以张 性正断层为主的多期活动断层破碎带一→以压冲遵断层为主或以张 性正断层为主，而且最后一期活动表现为张性正断层的断层破 辞带。 总之，从断层多期活动看，最易造成方的断层破碎带是以压 冲逆断层为主或以张性正断层为主的多期活动断层，而且最后 期表现为正断层的断层破碎带。 ②两条或两条以上断层交汇 两条或两条以上断层交汇常常使断层破碎带的岩石更加磁 障、松散，断层破碎带的厚度（宽度）也常常扩天2～3借，定性更 是随之降低很多。因此，不论什么力学性质的断层破碎带交汇处， 都是围岩最不稳定的区段和最易塌方的区段。 （4）断层破碎带的宽度 断层破碎带的宽度是直接影响断层破碎带稳定性的地质因 素。断层破碎带宽度越大，越容易造成塌方。而断层破碎带的宽 更，文取决手断层的规模、断层的力学性质和断层的复合特征。周 层的规模越大，断层破碎带越宽。相同规模断层的破碎带，张性正 断层的破碎带最窄，扭性平移断层的破碎带较宽，压性逆断层破碎 带最觉， 一般股情况下，对于被碎带宽度来说，多期活动断层大手一期活 动的断层；两条或两条以上断层交汇天于一条多期活动断层，更天 于一期活动断层。 （5）断层破碎带的物质组成、固结程度 ①断层破碎带的物质组成 断层破碎带的物质组成，主要指的是断层角砾之间的胶结物 及其含量。从胶结物来看，泥质、铁质胶结的断层破碎带最常见，

稳定性也最差；钙质和硅质胶结的断层破碎带较少见，稳定性也较 好。从含量看，泥质和铁质胶结物含量越多，断层破碎带稳定性题 差，越容易塌方，所以断层角砾岩的结构为泥夹石，比石夹泥或不 含泥的结构更易造成塌方。 ②断层破碎带的固结程度 占大多数的泥质、铁质胶结的断层破碎带固结程度很差，少数 的钙质、硅质胶结的断层破碎带固结程度较好。张性正断层断层 波碎带固结程度差，扭性平移断层和压性逆断层破碎带固结程度 稍好。多期活动断层比一期活动断层破碎带固结差，两条或两条 以上断层交汇的断层破碎带固结程度最差甚至无固结。显然，固周 结程度越差，断层破碎带的稳定性也越差。 （6）断层破碎带的围岩结构 断层破碎带的岩体结构主要有三种：碎石状压碎结构、角砾碎 石状（石夹泥或泥夹石）松散结构和泥、砂、角砾混杂状松软结构。 前者，多为扭性平移断层和规模较小的压性逆断层、张性正断 层的断层破碎带岩体结构，稳定性较差。中间者，多为规模较大 的、以压冲逆断层为主、张性正断层为主的多期活动断层或者两条 及两条以上断层交汇形成的断层破碎带岩体结构，稳定性差。后 者，则多为规模大的、以压冲逆断层为主、张性正断层为主的多期 活动断层或者两条及两条以上规模很大的断层交汇形成的断层破 碎带岩体结构，稳定性极差。 （7）断层破碎带的产状及其与隧道空间关系 主要包括断层破碎带的走向与隧道中心线的夹角和断层破碎 带的倾向倾角与隧道的空间关系。 ①断层破碎带的走向与隧道中心线的夹角 在断层破碎带宽度相同的条件下，夹角越大越稳定，越小越不 稳定。在断层破碎带儿乎与隧道平行的情况下，既使断层破碎带 宽度很牵，也会给隧道施工造成很大威 ②断层破碎带在隧道中的位置、倾向倾角及其空间关系

4根据断层的规模、富水程度及对工程的危害程度决定是否 进行超前钻探，超前钻探有时只钻一孔即可确定断层的宽度和富 水情况等。 5根据接近断层时节理组数急剧增加的理论，采用地质素描 法确定断层即将揭露的里程；利用开挖工作面素描根据地质作图 法判断断层在隧道内的延伸长度，即在哪个里程断层将穿过。 5.3.3由于岩溶发育的复杂性、隐蔽性、不确定性，岩溶发育的宏 观规律理论上可说清楚，但具体到哪个位置是否发育岩溶、岩落的 规模、充填情况等，目前根据理论还很难说清楚。据目前科技发展 水平，靠单一的某种预报手段是很难满足快速安全施工需要的，故 需进行综合超前地质预报。综合超前地质预报方法中需包含超前 钻探，目前岩溶探测仍是超前地质预报的技术难题，须慎重对待。 5.3.4道处手季节变动带与水平径流带时发生突涌水的可能 性较大，对该项的宏观分析判断应引起重视 可溶性岩层与非可溶性岩层互层、地壳强烈升降运动、水文地 重条件改变等均产生岩溶的成层性

5.3.6岩溶地区隧底隐伏岩溶洞穴的探测是不是属于超前地质 预报的范畴有些争议，有些人认为超前地质预报是为施工安全服 务的，只往开挖工作面前方预报，不负责探测隧底；有些人认为地 质预报不仅是为施工安全服务的，还应为动态设计及隧道处理提 供资料。其实这些争议的解决要看委托方与被委托方是怎么签订 的地质预报合作协议以及设计单位对被委托方探测资料的认可 程度。

5瓦斯压力法、综合指标法、钻屑指标法、销 切 度法、“R"指标法的相关内容参照现行铁道行业标准《铁路瓦斯隧 道技术规范》TB10120的相关规定。 表5.4.3突出危险性预测指标临界值参考现行铁道行业标准 《铁路瓦斯隧道技术规范》TB10120的规定制订的。 5.5.1隧道涌水、突泥多与含水丰富的断层、溶洞、暗河等密切相 关，查清了断层、溶洞、暗河，就基本查清了涌水、突泥地段。隧道 在煤系地层、金属和非金属等矿区中的采空区中通过也可能发生 突涌水，应引起足够重视并采取相应措施。 5.5.3涌水、突泥对隧道的危害较大，在可能发生涌水、突泥的地 段要求必须进行超前钻探，且超前钻探必须设有防突装置。 5.5.5地应力预报工作根据勘察阶段隧址区地质资料及隧道埋 深、地应力测试初步结果，初步确定隧道高地应力及极高地应力地 段，当隧道施工接近高地应力及极高地应力分布区段时，提前采取 适宜的手段预测施工工作面前方的地应力分布状况。地应力预报 一般通过地震波反射法获取施工工作面前方围岩弹性波波速，分 析判定工作面前方围岩的强度及完整性，必要时可通过单孔超前 钻探结合岩石室内试验，并通过施工工作面地质素描判定围岩的 ·77·

级别、强度及变化趋势，结合岩爆发生三要素：地层岩性条件（坚 硬、完整、脆性）、地应力条件（地应力大小、方向等）、施工触发因 素，综合分析判定存在岩爆的可能性、岩爆规模等级、岩石变形趋 势及对隧道的危害程度。 6.0.1地质调查法是一种传统的、实用和基本的超前地质预报方 法，具有综合和指导其他预报方法的作用。断层要素与隧道几何 参数的相关性分析是根据断层与隧道宽度、断层产状与隧道走向 的交角通进作图预报断新层在鑫道内的延伸长度。 6.0.2地质调查法不占用开挖工作面施工时间、不干扰施工、设 备简单、操作方便，提交资料及时，可随时掌握隧道开挖工作面的 地层、岩性、地质构造、地下水等地质条件的变化，是隧道施工过程 中的地质工作，是隧道工程全过程地质工作的重要一环，是隧道超 前地质预报的基础工作，同时预报效果好。它不仅是一种地质预 报手段，而且可以补充和完善隧道设计地质资料，也便于施工与设 计资料进行对比，积累经验，同时也是峻工资料的一部分，更为隧 道运营阶段隧道病害整治提供完整的隧道地质资料。这种方法对 与隧道交角较大而又向前倾的结构面容易产生漏报 地质调查法对技术人员的地质基础知识及经验要求较高，故 需由专业地质人员来完成。 6.0.4对存疑虑的相关重大地质间题和地段，补充必要的地面地 质调查工作。超前地质预报工作一般只对地表进行补充地质调 查，若需进行地表补充地质勘探工作，原则上由隧道原勘察设计单 位实施，以满足设计变更和优化的需要。 6.0.5地质条件复杂的岩溶隧道，在隧道通过地带岩落水地表排 泄点进行实时监测，监测内容主要包括泉点、暗河等的水量及其动 态、水化学与同位素化学变化特征等；视需要可进行大气降水与气 温监测。 6.0.8 5 比如隧道中揭示的需要特殊处理的岩溶洞穴、断层破碎带

等，为设计提供隧道纵、横断面图等。 6包括隧道内地下水出露点位置及水量统计表；重大涌水地 段、水量、水压及涌（渗）水一降雨时间关系图；其他资料。 7.1.1超前地质钻探由于速度慢和费用高一直不能在隧道施工 中被广泛采用。在大瑶山隧道采用日本产水平钻机应用金刚石钻 实钻进也管出现过钻进速度落后手导坑开挖速度的情况。将冲击 钻应用到地质超前钻操中，大大提高了钻进速度，同时将钻孔成本 费用降低了约70%。 7.1.2地质超前钻探的主要特点有： ， （1）比较直观地探明钻孔所经过部位的地层岩性、岩体完整程 度、岩溶及地下水发育情况等，必要时应测试水压、取样、室内试 验。与物探方法相比，它具有直观性、客观性，不存在物探手段经 常发生的多解性、不确定性。 （2）对煤系地层可进行孔内煤与瓦斯参数测定。 （3）超前钻探虽直观，但具有“一孔之见的不足，对断层等面 状构造一般不会漏报，但对溶洞有漏报的可能。 7.1.3为提高钻进速度，减少超前钻探占用开挖工作面的时间， 采用冲击钻与回转取芯钻相结合的方式。一般地段采用冲击钻， 持殊地段采用回转取芯钻，整体钻进速度可提高几倍，基至十多 音。冲击钻速度快，为隧道大量采用钻孔探测提供了时间保障和 可能性；回转取芯钻速度慢，占用施工时间太多，其钻进速度是隧 道施工中进度和工期难以接受的，在目前隧道建设中全部大量采 用基本不可能。 超前钻探的主要目的是探明开挖工作面前方有无不良地质和 持殊岩土及其发育情况，有无断层破碎带及其发育规模，地下水发 育情况，有无发生突泥、突水的可能，及其他特殊目的探测。根据 深测目的，尽可能采用冲击钻，必要时采用回转取芯钻。比如，钻 孔揭露地下水时，水会从钻孔中流出；遇到溶洞，钻进速度会明显 发生变化，因而采用冲击钻基本能达到探水、探溶洞的目的，需取 ·79·

芯鉴定时更换钻具进行取芯钻探等。现将超前钻孔揭示地质情况 的判断经验作如下介绍： （1)对回转取芯钻的岩芯进行鉴定是判定岩性最为准确可靠 的方法。 （2根据岩粉判定：在采用冲击钻时，孔中不断有岩粉被高压 风吹出，通过鉴定岩粉的成分，可了解前方地层的岩性。 （3）根据钻进速度判定：相同钻压下钻机在相同岩层中的钻进 速度是均一的，结合隧道开挖揭示的地层岩性，根据钻机在钻进过 程中的速度变化、是否有卡钻等现象，可粗略判断前方岩体的强 度、完整程度以及是否存在不良地质体等。 （4）根据卡钻情况、钻杆展动情况、增孔等现象，可租略判断前 方岩体的完整程度。 （5）根据冲洗液判定：钻机在钻进过程申，通过冲洗液颜色的 变化，可租略判定钻孔内岩层的变化：根据冲洗液流量的增减可租 略判断岩体的完整程度及地下水发育情况。 （6)根据冲击器工作时的声响可粗略判断岩体的强度变化，声 音清瞻而响亮一股是硬质岩，声音沉因而微弱一般为软质岩或 土层。 7.1.4对超前地质钻孔来说，钻进距离越长，对施工的指导意义 越大，但随着钻进距离的加大，其钻进速度会逐步降低。随着钻孔 深度增加，钻杆受到的摩阻力和钻头受到的冲击阻力增大，钻机的 能量损失也超大，钻进速度也越慢：钻孔深度加大，取芯拨钻、下钻 占用的时面也将增加。另外，随着钻孔深度的增加，钻具下垂加 大，孔位易偏离设计值；钻孔深度较大处揭露地下水时处理难度也 会加大等。通过对78个钻孔钻进速度的统计分析，在不同的深 度，其平均钻进速度见说明表7.1.4一1。以完成一个循环四个超 前钻孔为例，进场时需要将钻孔设备运送至开挖工作面，终孔后需 要将钻孔设备撤离，进场和撤离平均需要1.8h。综合分析孔内钻 进和进场、撤离的时间，不同深度钻孔其综合效率统计结果见说明

表7.1.4一2。从表中可以看出：综合效率最高的循环长度是45m （此统计结果仅限于冲孔钻)。考虑诸多因素在内，目前设计中超 前地质钻孔深度一般为每循环30m左右。

说明表7.1.41不同深度钻进速度统计表

说朋表7.1.4 钻孔循环长摩与综合效数率统计表（冲击钻）

上述是以国产水平地质钻机为例进行的统计分析；国外进口 钻机钻进速度快，进退场时间短，但钻机价格昂贵，使用成本高，一 般长大复杂重点隧道工程、投资大的工程采用。 7.1.5 6隧道开挖工作面的时间特别宝贵，所以加强钻进设备的维 修与保养，使钻机处于良好状态，减少或避免占用开挖工作面维修 钻机设备等。 7.1.7 3孔口管锚固力计算 钻孔过程中，孔口管和锚固剂及锚固剂和孔壁接触面之间抗 剪强度的大小，决定孔口管抵抗涌水压力和注浆压力的能力，经现 场注浆试验表明，孔口锚固的破坏主要为锚固剂和钢管接触面之 间的剪切滑动。参考有关文献资料，孔口管和锚固体接触面的抗 ·81·

剪强度一般不超过错固体抗压强度的1/4。为便于定量分析，取 孔口管和锚固体接触面的抗剪强度为锚固剂抗压强度的1/4，并 取平均剪应力to为抗剪强度[]的一半，则孔口管的平均抗拨 为：

F。=Dlto=DI[]=DI[]

72.2加深炮孔探测具有以下特点：

（1)是地质超前钻探的一种重要补充，因其数量较多，在石 发育区大大增加揭示溶洞的几率，效果非常明显。 （2)与地质超前钻探相比，具有设备移动灵活、操作方便、费用 低、占用隧道施工时间短的特点，可与爆破孔同时施作。 （3）孔浅，且不能取岩芯。 7.2.3 4由于岩溶发育的复杂性、多变性、隐蔽性、突发性和目前超 前地质预报技术难于完全查清的实际情况，加深炮孔探测在富水 岩溶发育区做好做实，利于保障施工安全。 8.1.2物探适用范围广，方法多，设备轻便，效率高，是超前地质 预报的重要手段。但各种物探方法都需具备一定的应用条件，其 装置的选择、测线的布置、采集的数据质量和资料的处理与解释都 直接关系到物探的效果，因此需合理的使用， 探测对象具有多种物理性质，根据与相邻介质的不同物性差 异选择两种或两种以上有效的物探方法，通过综合物探可利用探 测对象的多种物性特征研究其空间形态，相互补充、相互印证可以 减少物探的多解性，取得好的物探效果。因此对于地质条件复杂 的隧道采用综合物探，并结合其他探测资料综合分析。 8.1.6物探资料只有在物性资料和地质资料齐全的基础上进行 定量解释，才能获得准确的解释参数，以避免物探资料的多解性， 提高解释结果的准确程度。 正确的解释结果不应因解释方法不同而有区别，采用两种以 上的方法进行定量解释，可以发现解释中存在的问题，提高定量解 释的准确性。 不同的物探方法采用了不同的物性参数，而这些参数有的与 地层对应，有的可能不完全对应，由此而导致解释结果不同，当它 们具有一定的规律性时，都反映了探测对象的某种物理地质信息 盟结用由成圣以说明

式中D一孔口管外径，mm； 1孔口管长度，m； g锚固剂抗压强度，MPa。 在注浆压力P作用下，从计算偏于安全考虑，假设孔口管全 断面受到注浆压力的作用孔口管受到的拉拔力F如下，

孔口管的安全系数f如下，

从计算中可知，当采用水泥浆铺固时，在2h之内孔口管的抗 发力送不到要求，当采用HSC浆液和树脂铺固时均可满足要求。 现场采用长1.0m，外径g108mm的孔口管进行拉拨试验，错固剂 采用不饱和聚酯树脂，采用错杆拉力计进行拉拔，其抗拔力大于 160kN，与理论计算的166.17kN比较接近。现场分别采用水泥 浆加外加剂和HSC浆液，将长度1.0m、外径?108mm的孔口管 锚固在混凝土止浆墙上，2h后进行压水试验，当水压力达到 2.0MPa时，采用32.5R水泥浆加外加剂锚固的孔口管发生剪切 玻坏和渗漏水，孔口管向外推出，而采用HSC浆液锚固的孔口管， 试验压力达到10MPa时未发生破坏，也未出现渗漏水，达到 12MPa时未发生破坏，但出现了少量的渗漏水。说明理论计算结 果和试验结果比较吻合

8.2.1水平声波副面法、负视速度法、极小偏移距高频反射连续 韵面法分别由中铁西南科学研究院、铁道第一勘察设计院、铁道科 学研究院铁道建筑研究所提出，列为1990年1995年原铁道部 重点科研项目“隧道开挖工作面前方不良地质预报”课题的一部 分，1995年12月通过原铁道部科技成果鉴定，

1探测对象的体积和规模足够大，产生的异常能被现有的仪 器所接收。 8.2.3 4因弹性波反射法的观测结果是波形，供分析用的是波的振 幅和相位特征，因此本技术规程规定：两次记录具有较好的异常重 复性和波形相似性。 8.2.5随着预报距离的增大，地质异常体的位置和宽度误差也在 增大，所以预报距离需在合理的范围以内。 4隧道处于曲线上时，随预报距离加长产生的偏差增大。 8.2.7必要时增加探测开挖工作面地质素描的相关内容。 一座隧道应用同一种方法进行多次预报时，一般除第一次报 告内容需要全面外，其余各次预报报告中重复的内容酌情减少，比 如限道工程概说、方法原理等可省

2隧道两侧边墙脚布设钻孔方式与贴开挖工作面布置方式 相比具有以下特点： （1)现场布置不在开挖工作面上，占用施工时间短，对施工干 扰小。 （2）反射波不易受直达波、面波干扰，记录曲线清晰，提高了信 噪比；反射波时域同相轴、频域频差“同相轴”明显。 （3）记录的直达波、面波皆呈双曲线形态，反射波易于识别。 （4）避开了开挖工作面开挖松动带的影响，减少了高频衰减 有利于探测距离的加大和精度的提高。 8.2.10地震波负视速度法超前地质预报是点反射法的改进方式 之一，它把单一的接收点扩展成一个排列，形成一组可变炮检距的 共炮点的组合点反射观测系统。 当隧道开挖工作面前方被探测对象与相邻介质存在较明显的 波阻抗差异并具有足以被探测的规模，人射波遇到此被探测对象 时就会产生反射波、衍射波。若在震源与反射、衍射点之间布置双 测系统（纵排列），则人射波与反射、衍射波在测线上传播方向相 反。入射波在测线上的视速度定义为正视速度，而反射、衍射波相 对震源面言，便具有负视速度的特征。可利用负视速度回相辅价 为识别与提取来自开挖工作面前方反射、衍射波的标志和依据。 根据反射、衍射波时距曲线作反演就可求出反射界面的位置 或衔射点（衍射点的边界点）在测线上的投影位置。 从地震波运动学特征看，观测系统可采用“一点激发、多点接 收”的方式，也可采用“一点接收、多点激发”的方式，但从动力学 特征来看，上述两种方式不尽相同，应用申应加以注意。 整道轴问应有足够布置观测系统的长度，观测排列段尽可前 布设在围岩较均匀的地段。 当采用24道及以上道数地震仪时，检波距选用1m2m有 利于同相轴的追踪，可提高资料分析质量。

检波器与岩土体耦合良好，不得悬空，以防目出振荡，形成月 景干扰。 8.2.11极小偏移距高频反射连续剖面法1990年～1995年列为 原铁道部重点科研项目，1992年～1994年列为国家自然科学基金 资助项目（编号49274215“极小偏移距高频反射连续剖面法的方 法理论和实际应用的研究”），1995年通过原铁道部科技成果 鉴定。 极小偏移距高频反射连续剖面法为浅层及极浅层高分辨率 勘探提供了一种物探方法，同时，在场地狭小的场合、在基岩棵 露的条件下、在探测岩溶等有限物体等方面表现了其优点。它 实际上是浅层地震反射法、地质雷达、声波法、水声法等“融合” 的产物。 地震反射法为了避免先于目的层反射波到达的直达波、面 波、折射波等的干扰，需选择足够大的偏移距。而在浅层和极浅 层探测时，偏移距略大，则可能形成宽角反射，并带来一系列难 题；偏移距小则难以避开上述干扰；在场地狭小处也难以布置水 平叠加排列系统。地质雷达、水声法等通常采用极小偏移距的 发射一接收系统，避开先于反射波到达的各种干扰波。极小 偏移距高频反射连续剖面法是仿照这些方法，采用极小偏移距 的激发一接收系统，这样，必然是单点测量，或者在激震点两 侧对称位置上各设一检波器，一次激发两道接收。震一一检距 的大小根据最小探测深度而定，以目的物的反射波不受先至的 干扰波影响为准。 5为便于进行定性定量解释，利用反射波同相轴的对比是反 射类物探方法资料解释的基本方法。地质雷达和水声法的反射与 接收传感器分别通过空气或水耦合与各测点的耦合一致，发射能 量也一致，各测点的时间曲线汇成似t时间剖面较容易；而在岩 体中做弹性波反射法，特别是在岩石面上安放检波器，各测点的格 波器耦合不一致，激震能量不等，尤其是进行垂直叠加、激震次受 ·87·

不同时，不同测点上接收到的同一反射界面的反射波能量相差较 大。为将各测点资料汇成时间剖面，需做归一化和均衡处理。 6资料分析与判定时建议将所处理的剖面打印成彩色似40 时间剖面图，在图上解释。 8.3.3地质雷达探测预报距离较短为5m~40m，而占用施工时 间较长，一般在很可能有溶洞的地段探测溶润的发育部位、规模大 小、走向等；而断层破碎带、软弱夹层等不均匀地质体的探测常 采用探测距离较长的弹性波反射法来探测，比如地震波反射法、 水平声波剖面法、负视速度法和极小偏移距高频反射连续剖面 法等。 8.3.5 1低频天线探测距离长精度低，高频天线探测精度高距离 短。地质预报要探测开挖工作面前方一定距离的地质情况，一股 希望探测距离越长越好，很小的不良地质体对隧道的影响也较小， 因而多使用低频电线，特殊情况下也可使用高频天线；若高频关线 能满足探测距离的要求，当然采用高频天线。 8.3.6地质雷达的探测结果是由时间剖面构成的雷达图像，不能 进行具体的误差数值计算，所以规定雷达探测的质量标准为：时间 副面有良好的重复性、波形一致和异常没有明显的位移。 8.3.9地质雷达探测资料解释时参考但不限于以下经验： 雷达电磁波在各类岩土介质中传播时，由于岩土体的完整性、 含水性和电性特征的差异，导致雷达电磁波的波形、波幅、周期和 包络线形态等有较大差别，形成不同的地层具有不同的雷达图像 特征。 资料的解析依据波形特征判断目标性质，还采用道踪回波在 横向和纵向上的延续和变化，对应展现出地质体在平面和副面上 的形态，尤其进行大面积探测时，小的孤立目标在平面上不易追 踪，这时可采用横向衰减对比处理解释方法，寻找幅度突变点，即 目标所在的位置。

通过大量工程探测实践，行之有效的解释方法有灰度法、变 面积法（wiggle）、单点波形法、横向衰减对比法等。地下介质雷 达电磁波传播速度的获取方法有已知钻孔探测法或已知目的层 探测法、CDP(共中心点)法或直达波法、公式计算法或经验数 据法。 界面的性质、形状、尺寸和产状也直接影响到回波的幅值和形 状。黏土层等土体均一性相对较好，在无明显分界面的条件下雷 达反射波较弱，如说明图8.3.9一1所示；当出现分界面或洞穴及 其他异常体时，会有明显的反射波组出现。砂岩、灰岩等完整新鲜 岩石，均一性较好，雷达反射波强度很弱，常为低幅高频细密波，如 说明图8.3.9—2所示；若受构造影响造成岩石破碎或出现岩溶及 中等程度的风化现象，则岩石的均一性差，出现强反射波组。岩体 中的断层破碎带，主要特征是地层错断使断裂带两侧的反射波组 明显不连续，另外地层破碎使断裂带内部对电磁波的吸收加强，因 此，断层破碎带常形成一条反射波组同向轴不连续，反射波强度减 弱带，如说明图8.3.9—3所示。

说明图8.3.9—1 相对均一的黏性土层

实际探测过程中，对岩溶空洞的判定首先要明确岩溶存在的可能 性，然后再对出现的雷达物探异常区进行地质解释，综合判定岩溶 空温的分布状态。

园林养护管理说明图8.3.97微泥充填碧幕测穴（二）

前后叠置的串状落洞分析。岩落洞穴的空间形态十分复杂， 当在隧道中实施探测时，可能出现在探测方向不同深度处多个溶 桐同时存在的状况，对于这种状况应用地质雷达探测是可行的，因 为雷达接收的是各个界面的反射波，深度不同的界面其反射波到 达接收天线的时间长短是不一样的，距工作面越远则反射波时程

说明图8.3.98充水型岩落漏穴

越大，正像不同深度的地层界面都能反映到时间削面上一样，不同 深度的岩溶洞穴边界面也都能反映到时间剖面上，从而一个测线 可以对不同深度溶洞的边界形态都能够反映出来，如说明图 8.3.9—9和说明图8.3.9—10所示。

说明图8.3.9—10前后叠置的串状溶洞雷达探测面图（二）

在单波形或wiggle方式下，相对于射入线处于一种理想产状 平整断层面（带）的波形一般比较尖细，含水裂隙带或断层破碎带 的波形稍宽一些；空洞或者溶洞的波形钝而宽缓，边缘往往不规 则，在灰度图方式下，例如相对手介质中的波长较大的空洞，由于 空气中的波速较快，相对于周围介质的试行时间较短，其反射波的 正负波上凸弯曲，近似于抛物线，顶端位于凋中心。无论上述哪种 方式，物理性质相同的反射波会形成一套特征相似的波形组合。 因此，可根据波形特点、组合特征及其差别，必要时辅助以不同的 处理方法来解释反射目标。 8.4.1该方法目前在我国煤炭系统应用较多；铁路系统近年已有 应用，中铁隧道集团有限公司已在多座地质条件复杂的铁路隧道 超前地质预报工作中使用。 9.0.1平行超前导坑法是在隧道正左边或右边一定距离开挖 一个平行的断面较小的导坑，以导坑中的地质情况通过地质理论 和作图法预报正洞地质条件的方法。平行导坑的作用很多，如增 开工作面、增加运渣通道以利于加快施工进度、施工和运营期间通 风、排水、防灾救援、疏散等，地质预报只是其中用途之一，一般只

是当设计有平行导坑时才采用该预报方法医药标准，因其费用极为昂贯。 正洞超前导坑法是在隧道正洞中某个部位开挖一个断面较小 的导坑以探明地质情况的方法。该方法较平行导坑法更直接、更 准确。正洞导坑可作为隧道施工工法的一种，既开挖了隧道，又探 明了地质。 9.0.2说明图9.0.2为某隧道平行导坑预报正洞平面简图的一 部分

说明图9.0.2平行导坑预报正洞平面简图

D.0.9岩石成分、成层条件和组织结构等直接影响岩溶的发育 程度和速度。一般地说，硫酸盐岩层、卤素类岩层岩溶发育速度较 快；碳酸盐类岩层则发育速度较慢。质纯层厚的岩层，岩溶发育强 烈，且形态齐全、规模较大；含泥质或其他杂质的岩层，岩溶发育较 弱。结晶颗粒粗大的岩石岩溶较为发育，结晶颗粒细小的岩石，岩 客发育教弱。 可溶岩与非可溶岩的接触带是岩溶水动力现象最活跃的场所 之一，岩溶作用强烈，特别是岩层产状陡倾或直立的地带更是 如此。 岩层倾角越陡岩溶越发育，因陡倾角易于岩溶水的流动。水 平或缓倾斜的岩层，上覆或下伏非可溶岩层时，岩溶发育较弱。 水对岩体的侵蚀一般自节理裂隙开始，岩溶本身往往就是裂 隙扩大的结果，因此裂隙的发育程度和延伸方向，通常决定岩溶的 发育程度和发展方向。在长大贯通节理裂隙发育带和交叉处，岩 落易发育。