公路隧道超前地质预报技术规程.docx

公路隧道超前地质预报技术规程1范围本规程规定了公路隧道超前地质预报的方法、施工预报设计及实施、预报成果与信息管理。本规程适用于以钻爆法和TBM为开挖手段的山岭公路隧道施工超前地质预报工作。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。JTG3370.1公路隧道设计规范JTG“3374公路瓦斯隧道设计与施工技术规范JTGfT3660公路隧道施工技术规范JTGfTD70公路隧道设计细则3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1公路隧道highwaytunneI供汽车及非机动车和行人通行的地下通道，一般分为汽车专用隧道和汽车、非机动车与行人共同通行的隧道。3.2超前地质预报geologicalpredication采用物探、钻探等手段，对隧道开挖面前方的地质条件进行探测、分析与评价的活动。3.3综合超前地质预报integratedgeologicalpredication根据预报对象的工程地质特点，采取两种或两种以上有效的预报手段进行相互印证的超前地质预报方法。1.4地质调查法geologicalsurveymethod在收集和分析已有地质资料基础上,通过开展地表补充地质调查和隧道内地质编录等方式对地质资料进行核查和补充，推测开挖工作面前方一定范围内地质条件的方法。1.5物探法geophysicsIprospectingmethod根据探测对象与周围介质之间的物性差异,借助仪器对天然场或人工场的分布与变化进行观测,通过对观测数据的综合分析研究,对探测区的地质情况进行推断、解释的勘探方法，全称地球物理探测法。1.6地质揭示法geologicalreveaImethod通过超前钻探、超前导洞、加深炮孔等方法揭示隧道开挖工作面前方地质信息的一种超前地质预报方法。1.7弹性波法elasticwavemethod利用探测对象与周围介质之间的弹性力学性质差异,通过观测和研究人工激发或天然形成的弹性波传播规律推测开挖工作面前方一定范围地质条件的勘探方法。1.8电磁波反射法electromagneticwavereflectionmethod通过向地下发射高频电磁波，电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的分界面时发生反射，根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断掌子面前方一定范围地质条件的勘探方法。电磁波反射法主要采用地质雷达探测，通常也称为地质雷达法。3.9瞬变电磁法transientelectromagneticmethod利用不接地回线或接地电极向隧道前方或围岩发送脉冲电磁场,测量地下介质由该电磁场感应引起的地下涡流而产生的二次电磁场，以推测开挖工作面前方一定范围地质条件的时间域电磁勘探方法。3. 10直流电法directcurrentmethod以岩石的电性差异（电阻率差异、极化率差异等）为基础，在全空间条件下建立电场，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，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类电法探测技术。4. 11岩体温度法rock-masstemperatureprobingmethod利用岩体温度随距含水体距离的变化而变化的特征,通过测试岩体温度场特征推测开挖工作面前方一定范围含水体分布的方法。3 .12TBM破岩震源地震波法TBMrockbreakingsourceseismicwavemethod利用TBM刀盘滚刀切割岩石所激发振动信号作为震源信号，通过记录的TBM机身震源信号和在隧道轮廓上接收回波信号进行波场传播特性计算,提取隧道前方不良地质体的反射信号与成像，并据此对前方地质条件作出判断的一种地震波探测方法。4 .13超前钻探法advancegeologicaldrillingmethod在隧道开挖工作面或其侧洞沿开挖前进方向施做超前钻孔，通过钻孔编录、钻进参数分析等揭示和推测掘进面前方一定范围内地质条件的方法。3.14超前导洞法advanceheadingmethod与正洞平行或近平行开挖一条超前导洞，根据导洞所揭示的地质情况，推测正洞掘进面前方一定范围内地质条件的方法。4总则4.1 为规范XX省公路隧道超前地质预报工作，降低隧道施工安全风险，制订本规程。4.2 本规程适用于以钻爆法和TBM为开挖手段的山岭公路隧道施工超前地质预报工作，包括隧道的横通道、竖井、斜井等；市政交通隧道等地下工程可参考使用。4.3 隧道施工前，超前地质预报单位应根据隧道的特点和超前地质预报方案设计，编制超前地质预报实施方案，施工单位应将超前地质预报实施方案纳入施工组织设计。4.4 隧道超前地质预报应根据隧道设计要求、施工工法、地质环境及特点，选择适宜的方法并积极采用综合预报方法，在实施过程注意根据反馈信息及时调整方案，提高预报的准确性。4.5 隧道超前地质预报应积极采用新技术、新设备、新方法。4.6 隧道超前地质预报工作除应符合本规程外，尚应符合国家和行业现行有关标准的规定。5基本规定5.1 隧道超前地质预报应达到下列主要目的：a) 进一步查清隧道开挖工作面前方及周边一定范围内的工程地质与水文地质条件，进而预测前方不良地质以及隐伏的重大地质问题。b) 为动态设计和信息化施工提供地质依据。c) 降低隧道地质灾害及事故发生几率和危害程度。d) 为编制竣工文件补充地质资料。条文说明通过超前地质预报工作，可以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。做好隧道超前地质预报工作，可以为各类突发地质灾害发生提供预警，以便采取积极措施，降低地质灾害发生概率，实现隧道工程安全、质量、工期、环境和投资控制目标，将直接或间接地创造巨大的经济效益和社会效益。5.2 隧道超前地质预报工作需要查明开挖工作面前方地层、构造、不良地质、地下水以及其它相关地质等，其包含主要内容如下：a） 地层岩性预报，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土的预报。b） 构造预报，特别是断层、破碎带、褶皱、风化（蚀变）带、节理、劈理等影响岩体完整性的构造发育情况。c） 不良地质预报，特别是对岩溶、暗河、人为坑洞、瓦斯等发育情况的预测预报。d） 地下水预报，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。e） 其他相关地质预报，如地应力、岩体强度等，用于预测大变形、岩爆情况。5.3 根据隧道工程地质、水文地质条件和地质因素对隧道施工影响程度、诱发环境问题程度等，可参考本规范附录A将隧道地质复杂程度分为复杂（A级）、较复杂（B级）、中等复杂（C级）和简单（D级）四级。隧道超前地质预测预报应结合不同的灾害地质类别和程度，选择不同方法和手段，分段、分级进行。条文说明隧道地质复杂程度的分级是动态变化的过程，可根据开挖过程中的超前地质预报成果和实际地质条件进行调整。5.4 隧道超前地质预报应根据隧道的施工工法、地质环境与特点，选择适宜的方法。应以地质分析为基础运用地质调查与物探相结合、长短探测相结合、洞内与洞外相结合、物探与钻探相结合、超前导洞与主洞探测相结合、地质构造探测与水文探测相结合的综合预报方法,并相互验证，提高预报准确性。5.5 隧道施工前应根据区域地质资料和设计文件的地勘资料，编制超前地质预报方案和实施细则，报批后实施，并针对预报方法编制成果报告、综合地质分析报告，根据预报工作需要编制阶段报告及隧道贯通后的施工地质预报成果的总结性报告。5.6 隧道超前地质预报应纳入隧道施工工序中，预报工作应尽量减少对施工的影响。地质预报相关各方应协调一致、相互配合，信息传递顺畅、反馈及时、决策处理迅速。5.7 隧道超前地质预报应由具有相应资质和相关经验的单位实施，实施单位应根据预报方案和合同规定配备专业人员和仪器设备。仪器设备的性能、精度及效率应能满足预报和工期的要求。条文说明隧道超前地质预报的效果与设备、技术人员密切相关，专业性非常强，由具有丰富经脸、人员设备齐全的专业机构实施，才能起到应有的作用。5.8 隧道超前地质预报应遵循综合预报和及时性原则，应对预报结果进行综合地质分析，分析结果应及时反馈给有关各方。5.9 隧道设有平行导洞或为线间距较小的双洞隧道时，应利用平行超前导洞、先行施工的隧道地质信息，开展后行隧道超前地质预报工作。5.10 改建及增建隧道应在充分利用既有隧道工程地质资料及施工地质资料的基础上,结合改建及增建隧道与既有隧道的空间关系，比照新建公路隧道的要求做好超前地质预报工作。5.11隧道超前地质预报应进行实际地质状况与预报结论的对比分析，总结经验教训，指导和改进地质预报工作。5.12 隧道超前地质预报工作应建立质量保证体系，实行全过程质量控制并符合安全、环保的相关要求。5.13 隧道超前地质预报可按图1所示的工作程序进行。图1隧道超前地质预报工作程序框图6预报方法6.1 一般规定6.1.1 隧道超前地质预报应根据隧道地质条件、施工工法、地质环境与特点，选择适宜的预报方法，常用方法见表1。表1常用预报方法预报方法常用手段地质调查法隧道地表补充地质调查、隧道内地质素描物探法弹性波法地窟反射波法、水平声波剖面法、陆地声纳法等电磁法电磁波反射法（地质雷达法）、瞬变电磁法等直流电法高分辨率直流电法、激发极化法等其它岩体温度法等地质揭示法超前钻探法超前地质钻探加深炮孔探测加深炮孔探测超前导洞法平行超前导洞、主洞超前导洞条文说明隧道超前地质预报方法通常包括地质调查法、物探法、地质揭示法和综合地质分析。地质调查法为物探法超前地质预报提供宏观地质依据，超前物探法结合地质调查进行综合分析预报，地质揭示法检脸和修正物探法预报结果。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描和洞身地质素描、地层分界线及构造线的地下和地表相关性分析、地质作图等。地质调查法适用于各种地质条件的超前地质预报，分析工程和水文地质条件，推测施工中可能遇到的地质灾害。2）物探法包括弹性波法、电磁波反射法、瞬变电磁法、直流电法等，是以目标地质体与周围介质的物性差异为前提，通过仪器观测自然或人工物理场的变化。确定地下地质体的空间展布范围（大小、形状、埋深等）并可测定岩土体的物性参数，达到解决地质问题的一种物理勘探预报方法。其要求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；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。3）地质揭示法包括平行超前隧道（导坑）法、正洞超前导洞法、超前地质钻探、加深炮孔探测及孔内摄影等，通过超前钻探、超前导坑、加深炮孔等方法揭示隧道开挖工作面前方地质信息的一种超前地质预报方法。6.1.2 地质条件复杂的隧道和存在多种干扰因素的隧道,应根据被探测对象的物性条件开展综合方法探测，并对成果进行综合分析。条文说明综合地质分析预报资料解释应以地质分析作为基础，综合分析多种预报方法的成果资料,相互印证，得出最终的预报结论，按任务要求提交成果报告，并提出施工措施建议。地质条件复杂的随道和存在多种干扰因素的隧道，应根据被探测对象的物性条件开展综合物探，并与其他探测方法相配合，对所测得的物探资料进行综合分析。6.1.3 资料解译应结合隧道地质勘察资料、设计资料、施工地质揭示资料、物探资料等进行。综合分析推断隧道开挖工作面前方围岩的工程地质与水文地质条件，如断层破碎带、岩溶地质、有害气体、赋水条件、采空区等地质体的性质、规模和位置等。6.2 应用范围和适用条件6.2.1 隧道超前地质预报的主要地质风险对象包括断层（破碎带）、岩溶及采空区、涌水突泥、岩爆、大变形、瓦斯地层等。6.2.2 地质调查法可应用于所有施工类型的隧道,可独立或与其它预报方法一起进行综合预报，应用范围和适用条件包括：a) 隧道长、中、短距离预报；b) 隧道施工开挖过程中的地表地质调查；c) 隧道掌子面及洞身地质素描；d) 隧道地下水观测：e) 浅埋区段；f) 地质条件复杂程度A级、B级、C级、D级的区段。g) 钻爆及TBM施工隧道。条文说明1)地质调查法是传统的、实用和基本的施工地质预报方法，是其它预报方法的基础，各种施工地质预报方法都应与地质调绘相结合，综合分析。它不仅是一种地质预报手段，而且可以补充和完善隧道勘察地质资料，也便于施工与设计资料进行对比，积累经脸，同时也是竣工资料的一部分，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。2)地质调查法对技术人员要求具有扎实的地质基础理论知识和丰富的野外工作经验。3)地质调查法包括地表补充地质调查、睡道内地质素描等。6.2.3 弹性波法应用范围和适用条件包括：a) 中、长距离预报；b) 断层、溶洞、褶皱、暗河、采空区等规模较大的不良地质预报；c) 软弱、破碎岩层及岩体质量分级预报。d) 探测目标体与相邻介质应存在较明显的波阻抗差异并具有足以被探测的规模；e) 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°：f) 隧道应具有一定的埋深；g) 地质复杂程度A级、B级、C级的区段：h) 无强机械振动干扰；i) 钻爆施工隧道。6.2.4 电磁波反射法应用范围和适用条件包括：a) 短距离预报；b) 溶洞、暗河、采空区、坑洞等不良地质预报；c) 岩溶管道水、富水断层、富水褶皱、富水地层预报；d) 断层、褶皱破碎带等构造预报；e) 软弱、破碎地层预报。f) 预报目标体相对围岩的介电常数差异明显；g) 地质复杂程度A级、B级、C级的区段：h) 掌子面及侧壁相对平整，附近无金属物具和电缆；i) 无强电磁场干扰；j) 钻爆施工隧道。6.2.5 瞬变电磁法应用范围和适用条件包括：a) 中距离预报；b) 断层、溶洞、暗河、采空区等规模较大不良地质预报；c) 软弱、破碎岩层预报；d) 大范围岩溶水、断层水、富水褶皱、富水地层预报。e) 预报目标体相对围岩的电阻率差异较大：f) 隧道应具有一定的埋深；g) 地质复杂程度A级、B级、C级的区段：h) 掌子面附近无金属物具和电缆；i) 钻爆施工隧道。6.2.6 直流电法应用范围和适用条件包括：a) 短距离预报；b) 岩溶管道水、断层水、褶皱构造水、地层富水层预报。c) 预报目的层相对围岩极化率、电阻率差异较大；d) 地质复杂程度A级、B级、C级的区段：e) 钻爆及TBM施工隧道。6.2.7 超前钻孔法应用范围和适用条件包括：a) 中、短距离预报；b) 间接预报方法无法预报区段；c) 验证或复核其它间接预报方法。d) 探测目标体距离掌子面或侧壁较近；e) 地质复杂程度A级、B级的区段；f) 钻爆及TBM施工隧道。6.2.8 超前导洞法应用范围和适用条件包括：a) 中、长距离预报；b) 间接预报方法无法预报，重大涌水突泥或围岩质量很差的区段;c) 验证或复核其它间接预报方法；d) 地质复杂程度A级的区段。e) 钻爆施工隧道。6.2.9 TBM破岩震源地震波法应用范围和适用条件包括：a） 中、长距离预报；b） 断层、溶洞、褶皱等规模较大的不良地质预报；c） 软弱、破碎岩层及岩体质量分级预报。d） 探测目标体与相邻介质应存在较明显的波阻抗差异并具有足以被探测的规模；e） 地质复杂程度B级、C级、D级的隧道：f） TBM施工隧道。6. 3地质调查法6.1.1 地质调查法应开展地层分界线、构造线的地下和地表相关性分析、地质作图等工作。地质调查法应包括隧道地表补充地质调查和隧道内地质素描,可适用于各种地质条件下的隧道超前地质预报。条文说明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、断层要索与隧道几何参数的相关性分析、临近唯道内不良地质体的可能前兆分析等，利用常规地质理论、地质作图和趋势分析等，推测开挖工作面前方可能揭示的地质情况的一种超前地质预报方法。地质调查法包括地表补充地质调查、隧道内地质素描等，对技术人员要求具有扎实的地质基础理论知识和丰富的野外工作经脸。断层破碎带、岩溶、高磨蚀性硬岩、高地温、有害气体、放射性物质为重要的不良地质现象，突水突泥为重要的地质灾害，应进行专门调查。1对断层（破碎带）预报的地质调查应包括：1）断层的位置、性质、产状和规模（长度、宽度和断距），破碎带中构造岩的特点。2）断层上下盘的地层岩性、破碎情况及错动方向。3）主断裂和伴生与次生构造形迹的组合关系。4）断层形成的时代、应力状态及活动性。2对岩溶及采空区地质调查内容包括：地层岩性、地形地貌、岩层产状、地下水位、可溶岩与非可溶岩接触带、层面与层间裂隙等。3对瓦斯地层地质调查应包括：1）有害气体类型、物理化学性质及危害。2）含气岩层岩性及特征：岩性、位置、层数、层厚及其空间变化特征。3）围岩的岩性及与含气岩层的空间关系。4）含气岩层的构造位置以及储积有害气体的地质构造。5）地下水与有害气体的共存关系。6）对有害气体地段采取有害气体监测并提出处理措施、意见。4对涌水突泥致灾构造进行地质调查主要包括对致灾构造进行分类判断，以及对突水突泥前兆特征进行辨识。其中，突水突泥主要致灾构造类型包括溶蚀裂隙型、溶洞溶腔型、管道及地下暗河型、富水断层型、导水断层型、阻水断层型、侵入接触型、层间裂隙型、不整合接触型、差异风化型和特殊条件型。5对岩爆、大变形进行地质调查主要包括地层岩性、岩层产状、地质构造、区域地应力分布状态等。6.1.2 地表补充地质调查应在隧道内实施超前地质预报前进行,并在洞内超前地质预报实施过程中根据需要及时补充修正。地质调查资料整理可采用地层对比、地质作图、地质类比、趋势分析法，并绘制到原隧道工程地质平面图和纵剖面图上。6.1.3 地表补充地质调查在分析已有隧道勘察资料的基础上进行，应包括以下内容：a） 地层、岩性在隧道地表的出露及接触关系。b） 断层、褶皱、节理密集带等地质构造在隧道地表的出露位置、规模、性质及其产状变化情况。c） 地表岩溶发育位置、规模及分布规律，应特别注意调查隧址附近天然洞室、各种既有的和在建的地下工程，并对其与本项目隧道的相互影响进行工程地质评价。d） 煤层、石膏、膨胀岩等特殊地层在地表出露的位置、宽度及其产状变化情况，地下水在地表出露的位置。e） 河流、水库（塘）的分布。f） 人为坑洞与隧道空间位置关系。条文说明1对存疑虑的相关重大地质问题和地段应开展地表补充地质调查工作，包括下列资料：1）隈道施工造成地表地质环境及地下地质环境的破坏情况，主要涉及固体矿产开发、水资源开发利用、固体废弃物处理、液体废弃物处理、有害气体问题，斜坡环境地质问题，土壤荒漠化、盐渍化及水土流失问题。2）喙道施工引起的地表下沉、地面裂缝与地表塌陷调查等。2地质条件复杂的岩溶隆道，在战道通过地带岩溶水地表排泄点进行实时监测，监测内客主要包括泉点、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。6.1.4 隧道内地质素描应包括掌子面地质素描、洞身地质素描，应包括以下主要内容：a) 地层岩性、岩层产状、断层、节理、岩脉及软弱岩层。b) 岩爆、大变形等高地应力现象。c) 特殊地层。d) 瓦斯等有害气体及高地温现象。e) 岩溶及采空区。f) 地下水揭露情况。6.1.5 隧道内地质素描现场工作应符合下列规定：a) 地质构造复杂、重点预报区段每循环进行一次素描，其他区段可与物探预报一同进行。b) 掌子面地质素描记录按附录B所示内容填写。c) 地质素描图在现场绘制草图，不应回忆编制或室内制作。d) 地质素描原始记录、图、表等应当天整理。e) 掌子面素描图可采用高清成像或三维激光扫描等技术进行采集。6.4弹性波法6.4.1 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：a) 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。b) 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。c) 数据采集时应尽可能减少隧道内其他震源振动产生的弹性波的干扰，并应采取压制弹性波干扰的措施。6.4.2 弹性波反射法连续预报时前后两次应搭接不少于IOm,受激发震源与地层特征影响，布置方式参照附录C,预报距离应符合下列要求：a) 采用炸药震源：在软弱破碎地层或岩溶发育区，一般每次预报距离应为100m,不宜超过150m；在岩体完整的硬质岩地层每次可预报120m180m,但不宜超过200m,布置方式参照附录C-Iob) 采用锤击震源：在软弱破碎地层或岩溶发育区，一般每次预报距离应为80m100m,不宜超过120m；在岩体完整的硬质岩地层每次可预报IoOm120m,但不宜超过150m,布置方式参照附录C-2、C-3,>c）采用电火花震源，在软弱破碎地层或岩溶发育区，一般每次预报距离应为20m50m,不宜超过70m：在岩体完整的硬质岩地层每次可预报50m70m,但不宜超过100m,布置方式参照附录C-3od） 其它震源应进行试验确定有效预报距离，一般不宜超过100m。e） 隧道曲线段应适当减小预报距离。条文说明在采用电火花震源激震时，激发的弹性波信号特征以高频段为主，体现声波传播特性，但波场袤减快,探测有效距离相对较短,通常在完整硬质岩地层可预报70m,但不超100m;在采用重锤锤击激震时，激发的弹性波信号特征以中低频段为主，体现地震波传播特性，在完整硬质岩地层可预报约120m,不超150mo6.4.3弹性波法观测系统设计应符合下列要求：a）应根据隧道施工情况及地质条件，确定接收器（检波器）和激振点位置。b）接收器（检波器）和激振点（炮点）应布置于初支与围岩紧密接触的隧道轮廓上，参见附录Coc） 激振点（炮点）数量应满足数据处理要求；d） 所有布置的接收器（检波器）和激振点（炮点）的坐标测量误差不得超过5cm。e） 预报数据采集工作应在环境相对安静无强振动干扰情况下进行。6.4.4 弹性波法数据质量控制，激发记录质量评价分为合格、不合格两种。凡有下列缺陷之一的记录，应为不合格记录。a） 初至波时间不准或无法分辨。b） 信噪比低，干扰波严重影响到预报范围的反射波。c） 单炮记录合格率小于80%。d） 采用初至波时间出现无规律波动（延迟）。e） 测试有效单道波形数据应满足数据处理要求，通常不得少于72道。6.4.5 弹性波法资料分析与判释应符合下列要求：a） 采用仪器配套的处理软件进行分析。b） 对单道记录进行滤波、压制干扰和指数增益调整。c） 对于每一道不同炮的记录和每一炮不同道的记录进行对比分析，以规律性好、重复性好的记录道进行成像处理。d） 结合实际开挖面岩体情况，选择合适的速度范围，进行速度分析与聚焦成像联合反演。e） 应用反演成像成果、波速、泊松比和动态杨氏模量等参数特征，结合开挖工作面地质素描和区域地质资料，进行开挖工作面前方的地质解译。6.5电磁波反射法6.5.1 电磁波反射法超前地质预报主要采用地质雷达探测，主要用于岩溶、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物探法超前地质预报应具备的条件外,还应符合下列规定：a)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。b)探测体具有足以被探测的规模，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。c) 避开高电导屏蔽层或大范围的金属构件。条文说明电磁波反射法主要采用地质雷达探测，是利用电磁波在喙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预报的一种物探方法。3.5.2 地质雷达探测仪器的技术指标应满足下列要求：a) 系统增益大于150dB；b) 信噪比大于60dB；c) 采样间隔小于0.5ns,A/D模数转换大于16位；d) 计时误差小于1ns；e) 连续测量时，扫描速率大于64次/s;f) 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。g) 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。3.5.3 地质雷达预报距离和测线布置应符合下列要求：a) 地质雷达预报时，应选用适宜频率的天线进行探测；b) 岩体完整的低电导率和低磁导率的区段宜每30m预报一次c)岩体破碎、构造发育、含水较高的高电导率和高磁导率的区段宜每20m预报一次；d) 相邻两次预报宜布置5m的重叠区段；e) 测线应结合掌子面地质情况布置，横向测线至少一条且贯穿掌子面，必要时辅以竖向测线。6.5.4地质雷达探测资料的解释应符合下列规定：a) 参与解释的雷达剖面应清晰。b) 通过反射波形、能量强度、初始相位等特征确定异常体性质。c) 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。d) 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，必要时应制做雷达探测的正演和反演模型。e) 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。条文说明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，还采用追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剖面上的形态，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戏，行之有效的解释方法有灰度法、变面积法、单点波形法、横向衰减对比法等。地下介质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、共中心点法或直达波法、公式计算法或经验数据法。6.6瞬变电磁法6.6.1 瞬变电磁法可用于探查岩溶、洞穴、采空区以及地层富水等情况，连续预报时前后两次应搭接不少于Iom,预报范围应符合下列规定：a) 岩体完整、干燥的洞段预报距离为80m100m,不宜超过120m。b) 岩体破碎、含水率高的洞段预报距离为50m80m,不宜超过100m。c) 隧道曲线段应适当减小预报距离。d) 应在预报学子面处采用重叠回线装置，激发和接收线圈，正对掌子面三个面进行测量(斜向下15。45。，斜向上15。45。)，每条测线布置不少于15个测点，通过移动发射接收线圈，形成3条实测剖面。必要时正对学子面五个面进行测量。条文说明瞬变电磁法是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场，以提取地质信息的一种探测方法。6.6.2 瞬变电磁法使用的仪器主要技术指标应符合下列规定：a) 发射电流不小于3A。b) 通道灵敏度应达到0.5V0C)等效输入噪声应小于0.1V°d) 对50HZ工频干扰抑制能力不应小于60dBo4.6.3 瞬变电磁测试应符合以下要求：a) 测试过程中不应有金属、磁性物质接近线圈。b) 工作前检查并确保发射线圈、发射机高压连接点绝缘。c) 仪器参数设置与预报距离、线框参数等条件相适应。d) 每个测点、各倾角进行3次重复测试，3次测试的曲线形态应相近。4.6.4 瞬变电磁法探测资料的解释应符合下列规定：a) 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。b) 可对数据进行滤波处理和发送电流切断时间影响的改下处理。c) 应计算和绘制视电阻率、视纵向电导断面图，也可计算视时间常数等。d)应根据响应时间特征和剖面曲线类型划分背景场及异常场,确定地电模型和异常。e) 应根据观测资料处理结果进行定性解释和异常的半定量、定量解释，编制平面剖面地质解释图。f)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，总结其变化规律，得出隧址区异常标准值。6.6.5瞬变电磁法预报资料解释时，原则上低阻异常区为富水区(可能为断层破碎带或节理密集带)，高阻异常区为贫水区(断层破碎带或节理密集带)，但需要根据现场实际情况，结合计算和绘制视电阻率、视纵向电导断面图，参考多方资料总结前期经验进行综合判断，以保证资料的合理性。6.7 直流电法6.7.1 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。常用的直流电法有激发极化法、三极空间交汇探测法等。条文说明激发极化法是利用探测对象与周围介质之间的激电效应差异，通过观测和研究人工建立的激电场分布规律,进行含水构造超前探测的方法，并且不良地质与围岩激电效应差别越大，激电场改变越明显、越容易探测到，因此通过分析测量电极所探测到的电位变化，就可以了解到隧道学子面前方不良地质的位置和规模等情况；三极空间交汇探测法是通过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信号的一种方法。6.7.2 直流电法探测有效预报距离不宜超过40m,连续探测时前后两次应重叠5m以上。6.7.3 直流电法探测应符合下列要求：a) 电极布置前，应清理隧道掌子面、拱顶及边墙危石：b) 电极位置的允许偏差应为±5cm：c) TBM停机探测时，TBM刀盘应后退脱离掌子面，收起撑靴脱离边墙，减少干扰；d) 供电和测量导线绝缘电阻不应小于100M:e) 应检查电极与围岩的接触是否良好；f) 采集区内应清除或避开附近的电磁干扰源；当不能清除或避开时，应在记录中注明并标出位置；g) 掌子面应平整，且不宜有大量积水。6.7.4 直流电法数据采集应符合下列规定：a)数据测试前应进行仪器检查、导线漏电检查、测量电极极差检查、接地电阻检查，各项检查指标应符合本规程要求；b) 根据探测需要和围岩条件设置合适的供电电流大小、供电时间、测量时间等；c) 数据采集过程中，应减少现场人工电流或电磁干扰：d) 在开展激发极化法测量时，测量电极极差不应大于2mV；e) 数据记录应包括电流、电位差、视电阻率：在开展激发极化法测量时，还应记录半衰时：f) 应用TBM搭载式直流电法探测时，应在TBM停机时记录刀盘上电极的位置；g) 测试过程中，应对异常观测点进行重复观测，重复观测相对误差不应大于5%o6.7.5 直流电法数据现场采集数据的质量检查应符合下列规定：a) 坏点数据的数量不应超过全部数据的10%,且坏点不应连续出现;b) 现场采集数据的质量检查应采用重复观测方式，重复观测量不应小于总工作量的5%：c) 电阻率法的数据质量允许相对均方误差为±5%,激发极化法的数据质量允许相对均方误差为±5%,否则应查明原因并重新采集数据。6.7.6 直流电法现场数据资料处理与分析应符合下列要求：a) 资料处理前应对坏点数据进行剔除；b) TBM施工隧道，应根据TBM干扰特征的统计分析对观测数据进行预处理，降低观测数据中的干扰影响；c) 应对电阻率法的观测数据进行反演，得到隧道开挖面前方一定范围内的电阻率分布信息;针对多解性,宜采用已知地质信息和先验约束反演方法,对观测数据进行反演处理；d) 开展激发极化法探测时，除获取视电阻率分布曲线外，还应绘制视极化率、半衰时曲线；e) 应结合隧道地质勘察、设计、试验、监测等资料，对地质分析结果、反演结果、视极化率、半衰时曲线等进行综合解释，判断隧道掘进面前方一定范围内含水情况等；f) 高电阻率、低极化率、短半衰时异常可判断为弱富水；低电阻率、高极化率、长半衰时异常可判断为富水；在隧道的同一地层单元，通过跟踪开挖揭露情况，进行统计分析和水量估算。6.8 岩体温度法6.8.1 岩体温度法隧道施工掌子面前方含水体预报是利用围岩温度场差异来确定隧道施工掌子面前方含水体的大小，进而进行涌水预报(岩溶涌水、断层涌水等、向斜构造涌水等)。条文说明岩体温度法隆道施工掌子面前方含水体预报，是利用围岩温度场差异来确定隧道施工学子面前方含水体的大小，进而进行涌水预报(岩溶涌水、断层涌水等、向斜构造涌水等)。根据现场试脸结果，采用最佳深度钻孔进行隈道围岩岩体温度测试，消除隈道洞内施工对岩体温度测试结果影响；采用隧道址区区域地温梯度对岩体温度测试结果进行校正，突显隧道掌子面前方含水体对岩体温度的影响，利用地下水在岩体中的循环流动降低或提高、流经位置及其周围岩石体温度的作用进行隧道施工涌水预报。6.8.2 岩体温度法仪器主要技术指标应符合下列规定：a)不小于16位AD高精度转换器及存储器。c) 采集速率不小于4次/秒。d) 主机灵敏度±0.1%。e) 工作环境温度-25C75°C。f) 传感器灵敏度±0.35%。g) 传感器测量范围-20C-100oh) 工作电流应小于1mAo1.1.3 岩体温度法探测应符合下列要求：a) 有效预报距离宜为30m左右，连续预报时前后两次预报范围的搭接长度应不小于5m。b) 测温宜采用便于孔中埋设使用的温度传感器及对应的数据采集仪。c) 观测系统布置及现场数据采集应符合以下要求：1) 应根据现场条件和预报需要在掘进面后方10m70m范围内沿隧道轴向在拱顶、拱腰或边墙布置测线。2) 每条测线上一般布置10个测温孔，孔间距一般为5m,孔深不应小于0.5m。3) 安装测温传感器时，应将测温传感器送至测温孔底，并应进行封孔处理。4) 测试时应确保传感器测试的温度稳定、合理。1.1.4 岩体温度法探测资料的处理应符合下列规定：a) 数据预处理:输入各测点相应的参数(坐标、里程、高程等)。b) 地形校正:岩体温度测试结果受地形效应的影响，难以对结果做出判断，通过地形校正，可凸显地下水对岩体温度场影响程度。c)网格化及回归分析:通过网格化对整个测线所形成的剖面进行有限元计算，便可得到整个区域的岩体温度场，回归分析则是为测线建立函数关系，通过得到的特征曲线，可计算隧道施工掌子面前方地下水的位置。d)自动成图及输出:成果的输出主要包括岩体温度场特征曲线或2D等值线图。1.1.5 岩体温度法预报资料解释时，结合计算和绘制视岩体温度曲线或剖面图，参考多方资料总结以往经验，原则上经背景场校正(考虑隧道埋深情况)后岩体温度出现温度下降或上升趋势为富水区，结合变化梯度定性分析水量情况。要根据现场实际情况判断资料，保证资料的合理性。1.1