渝（北）广（安）高速公路（重庆段）土建二标工程不良地质区专项施工方案.doc

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1、渝（北）广（安）高速公路（重庆段）土建二标工程YG/TJ-2不良地质区专项施工方案批准： 审核： 校核： 编制： 中国水电建设集团路桥工程有限公司渝广高速公路总承包部土建第二分部二一三年十一月不良地质区专项施工方案一、适用范围本方案适用于华蓥山隧道不良地质区施工。二、编制依据1）两阶段施工图设计2）工程地质详细勘测3）现场踏勘调查所获得的当地资源、交通状况及施工环境等调查资料4）标准、规范、规程（不限于）（1）公路工程技术标准JTG B01-2003（2）公路工程质量检验评定标准 第一册 (土建工程)JTG F80/12004（3）公路工程岩石试验规程JTG E412005（4）公路隧道施工技

2、术规范JTG F602009（5）公路隧道施工技术细则JTG/T F602009（6）公路工程施工安全技术规程JTJ 07695（7）工程测量规范GB50026-2007（8）煤矿安全规程GB6722-2011（9）铁路瓦斯隧道技术规范TB10120-20025）重庆市高速公路施工标准化指南（试行）6）重庆市公路水运工程强制性要求三、工程概况3.1工程总体特性华蓥山起于北碚区静观镇，止于合川区清平镇，起止里程K22+500K34+538.626，全长12.039km。其中隧道长5Km，占线长41.7%，单向三车道。隧道IV、V类围岩占75%，隧道存在断层破碎带、岩溶及岩溶水、盐溶角砾岩、软弱围

3、岩、煤层、采空区等不良地质和特殊岩土，含有瓦斯、H2S等有毒有害气体，进出口工区均多次穿越煤层及采空区，为煤与瓦斯突出隧道，有煤与瓦斯突出危险。隧道西槽谷处于地下水的浅层水平循环系统，岩溶及岩溶水发育。3.2 地质构造华蓥山隧道区域内构造较发育，以川东隔档式构造为框架，形成具有明显特征的“重庆皱束”，其间在背斜中发育各期断层。重庆褶皱束由一系列平行雁行排列的隔挡式梳状褶皱构造和走向压性断裂组成，呈北北东-南南西向展布，在川东隔挡式褶皱中，华蓥山背斜、华蓥山背斜、明月山背斜延伸最长，而华蓥山复式背斜构造面端在合川三汇镇撒开，形成向北东收敛的重庆帚状构造带，包括沥鼻峡、温塘峡和观音峡背斜。区内背斜

4、构造陡窄，向斜宽缓。背斜翼部岩层倾角在45以上，局部直立或倒转，宽约46km。向斜地层倾角在35以内，宽1020km。华蓥山隧道位于新华夏系华蓥山帚状褶皱束，区内西山、沥鼻峡、温塘峡、观音峡、龙王洞等背斜及其间的向斜，是该帚状褶皱束的南延部分。主要特点是背斜褶皱紧密，两翼不对称多西陡东缓；背斜轴线扭摆多弯曲，呈反“S”型，轴向倾斜变化多，构造分支多，独立高点多，断裂多。隧道穿越构造为观音峡背斜和次级背斜构造，并发育多条断层，隧址区地质构造较为复杂。3.3 水文地质1、地表水隧址区树枝状支沟发育及岩溶作用形成较多的落水洞、洼地、槽谷，并有地下暗河分布，故地表基本无大的地表水体分布。区内出露的地表

5、水体主要为地下水的暗河分布，故地表基本无大的地表水体分布。区内出露的地表水体主要为地下水的径流排泄点，以朱及暗河出口的形式出露。据“初勘报告”地表调查，区内有暗河出口17处，流量5.885.6L/s，标高主要在580m640m，总流量624 L/s。主要分布在观音峡背斜的南东翼，北西翼由于受煤矿开采的影响分布少。多被临近场镇作为生活用水水源。区内较大泉（井）点66个，流量0.115 L/s，标高300700m，总流量190 L/s。2、地下水（1）含水岩组及富水等级的划分本隧道穿过华蓥山隔挡式背斜，从两翼到核部穿越的地层依次为新田沟组（J2x）、自流井组（J1-2z）、珍珠冲组（J1z）、三叠

6、系须家河组（T3xj）、雷口坡组（T2l）、嘉陵江组（T1j）、飞仙关组（T1f）、长兴组（P2c）、龙潭组（P2l）地层。根据各地层岩性差异和含水特征不同，将隧址区地下含水岩组划分为：碎屑岩类裂隙孔隙含水岩组、可溶性岩类溶洞溶隙含水岩组，但对隧道影响较大的为碳酸盐类裂隙溶洞水为主。（2）隧址区含水岩组富水特征碎屑岩类裂隙孔隙水侏罗系红层含水岩系：该岩系由新田沟组（J2x）、自流井组（J1-2z）和珍珠冲组（J1z）地层组成，主要分布于隧道进出口两端斜坡，进口段厚度约800m，出口段149m。岩系以泥岩、砂质泥岩、页岩为主，夹粉、细砂岩灰岩等。泥岩和页岩属软质岩，地表风化裂隙发育透水性弱，为相

7、对隔水层；砂岩单层厚度一般小于10m，且层厚不稳定，其孔隙较发育，渗透性较好，具备地下水储备条件。由于该套地层总体为泥砂岩互层，各含水层地下水横向水力联系弱，仅在强降雨时暂以少量上层滞水的形式存在，调查地表一般无泉水出露，属孔隙裂隙弱含水层，地下水贫乏中等。须家河组（T3xj）含水岩系：该岩系分布于背斜两翼，由砂岩与泥岩不等厚互层组成，总厚度：东翼约352m，西翼约620m。其中T3xj5、T3xj3、T3xj1为泥岩含煤段，张裂隙不发育，富水性、透水性弱，为相对隔水层，水量贫乏。T3xj6、T3xj4、T3xj2为细中粒，薄厚层状砂岩段。在砂岩中，张裂隙普遍较发育，多数未充填，纵向节理较横向

8、节理发育，常切穿岩层层间结构面。裂隙和孔隙，特别是层间裂隙为地下水的储存、运移空间。且区内砂岩厚度大，出露广，可得到充分补给。整个砂岩构成主要含水岩层，受构造和地形影响，地下水上部具潜水性，深部具承压性，调查地下水多沿砂泥岩接触带以泉形式出露，流量一般0.013L/s。属孔隙富水性丰富的含水层，但富水性不均一。此外，在隧址区附近分布有煤窑多处，石门、煤巷和采空区为地下水储存、运移提供较大的集水空间和廓道，据调查老窑坑口流量10L/s以上。因此，煤窑的分布情况对该套地层的含水性影响较大。飞仙关组二、四段（T1f2、T1f4）含水岩系：该岩系分布于背斜两翼靠核部，主要由页岩，泥岩夹泥质灰岩、灰岩组

9、成。总厚度：东翼约463m，西翼约378m。岩透水性差，为相对隔水层，地下水贫乏。龙潭组（P2l）含水岩系：地表无出露，分布于背斜核部，主要岩性为泥岩、页岩夹煤层，岩层透水性差，为相对隔水层，地下水贫乏。地下水主要储存在采空区内，受采空区影响较大。碳酸盐岩类裂隙溶洞含水岩组：水量丰富的可溶性岩类溶洞含水岩组为三叠系中统雷口坡组（T2l）、嘉陵江组（T1j）、飞仙关组三段（T1f3）地层的灰岩、白云岩、白云质岩、泥质灰岩，局部夹盐溶角砾岩等组成。经地表调查，该类型岩组岩深强烈发育发育，地表多形成沟槽或者洼地，出露众多落水洞、漏斗、溶洞、暗河等岩溶现象，且分布复杂，为地下水补给提供了较好的条件。其

10、中又以三叠系飞仙关三段和嘉陵江二、四段岩溶更为发育，地下水极为丰富。而其它组段的岩溶发育程度相对较低，地表出露的泉流量相比也较小，其富水性相对稍弱。水量中等的可溶性岩类溶洞溶隙含水岩组主要由长兴组（P2c）的燧石灰岩和飞仙关组一段的杰岩、页岩组成，分布于背斜核部山脊线附近，其顶部和底部分别被飞仙关组一段下部的页岩和龙潭组页岩所隔。由于该地层处于山顶、坡陡的特殊位置，不利雨水充分入渗 ，决定了该地层岩溶不甚发育。据调查地表岩溶漏斗、落水洞、坚井、溶洞等岩溶现象少，泉点也较少，且流量较小；该含水岩组地下水主要在岩溶裂隙中运动，于切层沟谷地带出露地表。综述，碳酸盐岩类溶洞裂隙含 水岩组在不同岩性接触

11、带是岩溶最发育的地段，隧址区的可溶岩类及不同的层序组合，岩溶发育有较大差异。因此，碳酸盐岩含水岩系水文地质条件较复杂，水量多丰富，构成拟建隧道重要涌水或突水层段。天府断裂富水性特征天府逆断层（F1）发育于观音峡背斜东翼近轴部，断层面近直立，该断层断开的底层分别有龙谭组、长兴组及飞仙关组地层。由于断层带岩体较破碎，构造裂隙发育，具有较好的富水性，但由于断层带岩性以粘土岩为主，地下水主要赋存于断裂构造的裂隙中，总体水量不大。根据初勘的调查：金马煤矿、刘家沟煤矿及磨心坡煤矿的揭露情况表明，采煤平硐在揭露该断层时均出现过涌水情况，涌水量约10003000m.由此表明，拟建隧道在穿越该断层时可能出现涌水

12、现象。地下水补给、径流、排泄条件补给：主要接受大气降雨补给，多年平均降雨量达1204.3mm，丰沛的降雨给地下水提供了源泉。在非可溶岩地区，入渗系数较小，大气降雨大多沿地表斜坡向溪沟汇流，少部分入渗补给地下水。在可溶岩中，槽谷区地表岩溶由轴部向两翼发育程度减小，地表多为落水洞、漏斗、洼地，沿构造线方向呈串珠状排列，为地下水的补给区，接受大气降雨补给，沿垂直岩溶管道下渗，赋存于水平岩溶管道及溶蚀裂隙中径流、排泄及动态特征条件：华蓥山背斜属于典型的隔挡式背斜，隔挡式背斜地下水径流限制在碎屑岩所夹持的可溶岩范围内，岩溶地下水主要沿背斜轴向，顺碳酸盐岩地层走向流动，具体流向受当地侵蚀基准面控制。径流方

13、式有岩溶管道和岩溶裂隙两种径流，地下水大部分集中在与构造线方向一致的管道中径流。岩溶水的排泄受地形和河流水文网的制约，大多在地形低洼处和河流切割部位排泄，主要以暗河和岩溶下降泉的形式排泄。而在非可溶岩地区，地下水的排泄主要是沟谷控制，浅表部地下水向沟谷排泄。整个华蓥山隧道区段地下水主要沿构造线方向顺层径流，通过大泉和泄流排入嘉陵江。局部受沟谷切割，向沟谷排泄，最终汇入嘉陵江。嘉陵江为区域的排泄基准面。隧道涌水量预测本隧道在可溶岩段及可溶岩和非可溶岩接触带发生涌水突泥的可能性较大。在隧道进出口和中段均通过白邻煤矿、荣泰煤矿和太来煤矿等的采矿区时，可能会遇到采空区积水，造成较大的涌突水。预测华蓥山

14、隧道总的平均正常涌水量为60201m/d，总的最大涌水量为190819 m/d。3.4煤层采空区情况华蓥山隧道穿越观音峡背斜两翼须家河组（T3xj）和核部龙潭组（P2I）两套含煤地层，其中背斜两翼须家河组1、3、5段含煤9层，分别为5段的外双连、独连、炮炭、硬炭、黄广连煤层，3段的独连（K12）、黄广连（K11）煤层，1段的正连，内大连煤层，背斜核部龙潭组含煤10层（K1K10煤层）。根据华蓥山隧道工程地质详勘报告及华蓥山隧道煤层采空区专题调查报告，背斜南东翼T3xj1的内大连煤层为红光煤矿主采煤层，其矿权范围内+418m以上已采空，推算隧道于左线Z2K24+611+636、右线K24+605

15、+630段下穿该煤层采空区，隧道顶开挖轮廓线距采空区底板最近处净距约10m；背斜核部下伏P2I的K2、K6煤层为刘家沟煤矿主采煤层，其矿权范围内-20m以上已采空，推算隧道于左线Z2K26+230+369、右线K26+225+363段上跨K2及K6煤层采空区，隧道底开挖轮廓线距采空区顶板最近处净距约195m；背斜北西翼T3xj1的内大连煤层和T3xj5的外双连煤层为白岭矿主采煤层，其矿权范围内+260m以上已采空，推算隧道于左线Z2K27+731、右线K27+733处与内大连煤层采空区相交、于左线Z2K28+091、右线K28+088处与外双连煤层采空区相交。以上煤层均采用倒台阶法开采，局部充

16、填法管理顶板，其中红光煤矿已于1974年停采，刘家沟煤矿与白岭煤矿为在产矿井。根据地勘报告，华蓥山隧道于K24+182K24+203、K27+366K27+385、K27+512K27+532、K27+632K27+651段附近穿越采空区，多为自然垮塌，对隧道影响大。煤层采空区概况表四、施工组织方案4.1 施工组织机构设置本标段按照项目法组织施工，即设立以项目经理负责的项目部，对工程施工进行全过程管理。项目部的职能是依据合同规定内容对承担的全部工程项目按计划进行有序的施工组织，对工程中的各施工环节进行有效控制，充分保证质量目标、成本目标和进度目标顺利完成。职责：在本标组织机构中，由项目经理全面

17、负责工程的质量、安全、工期、效益、环保及技术创新，六位一体。各专业工种的管理人员，如施工员对施工队长负责，施工队长对项目经理负责，层层落实到位，层层监督，技术、安全、质量、经营部门等相关部门与项目各部门建立有效的质监和质保体系。4.2 施工布置1#引入便道至隧道进口，4#引入便道至隧道出口，均已建成。隧道供电、供水系统均已形成，可满足施工用电、用水需求。隧道进、出口采取在洞口右侧靠施工便道边搭设空压机房，空压机单机容量为40/20m，进出口单边供风系统容量为180m，满足隧道施工用风需求。五、超前地质预报技术 5.1 超前地质预报的总体原则1、地质预报的目的和意义隧道施工超前地质预报是在隧道设

18、计的基础上，为保证隧道施工安全、指导隧道工程施工、提高隧道工程施工质量而开展的隧道不良地质和施工地质灾害超前预报工作。是隧道施工不可或缺的一道重要施工工序，不论是矿山法施工还是新奥法施工，它都是重要的工作环节。因此，全面、完善、扎实的做好隧道施工超前地质预报工作既是设计单位及时进行动态设计的基本依据，又是指导隧道施工正确决策、保证隧道施工安全、提高工程设计和施工质量、减少和杜绝突发地质灾害发生的有效和必要的隧道工程施工的基础性工作。借助宏观与微观相结合的地物整合预报技术，可以在施工前和施工过程中提供全方位的地质预报成果，提前作出灾害地质评价，有效规避施工风险。在充分掌握区域地质资料和勘查资料的

19、基础上，综合利用宏观地质预报技术、物探技术和水平地质钻探手段，最大限度地查明掌子面前方不良地质体的位置、性质、规模和产状。利用风险评价技术、临近警报技术和工程对策系统，对地质风险进行评价和管理。保证施工的正常进行和人员、设备的安全。2、地质预报工作任务结合华蓥山隧道的具体地质条件，本地质预报工作的任务主要包括如下几个方面：（1）全隧区不良地质分析与地质灾害评价在进行现场地质调查、研究区域地质资料和隧道勘查资料的基础上，分析隧址区不良地质的性质、位置、规模和产状，结合隧道施工，给出初步的地质灾害风险评价并提供工程建议；（2）断层破碎带的预报：探测可能断层或节理构造带的位置、宽度、产状、含水性，并

20、对其地质灾害的风险性进行评价；（3）岩溶构造的预报：探测隧道掌子面前方可能的溶洞、岩溶管道、岩溶陷落柱、岩溶淤泥带等等岩溶构造带，对其风险进行评价；（4）煤层、瓦斯及其它软弱岩层的地质预报，探测煤层、软弱岩层的可能的位置、厚度、产状，并对其瓦斯含量、瓦斯压力等进行探测、评价，为揭煤施工提供依据和建议；（5）采空区的地质预报：对可能的采空区进行探测和预报，摸清与隧道的相对位置、空间距离和含水性，对其风险性进行评价并提供施工建议。3、 地质预报工作方法采用宏观与微观相结合的地物整合预报技术。具体讲，就是立足于区域地质分析技术，充分利用区域地质资料、隧道勘查资料，通过现场地质调查，锁定隧道施工主要地

21、质灾害的性质。借助于TSP、地质雷达、红外探水等物探手段和水平地质钻探、地质编录等地质手段，进一步摸清不良地质体的性质、位置、规模、产状，对其风险等级进行评价。具体方法的原理与实施阐述如下：5.2 TSP超前地质预报实施方案TSP超前地质预报是勘测设计阶段以后工程地质工作的继续，主要目的为探测或预测开挖工作面前方围岩工程地质和水文地质情况，获取详实可靠的地质信息。1、技术原理TSP地质超前预报属于长距离预报技术，单次探测距离可达100-200m，主要采用TSP系列地震探测仪，采用弹性波原理，通过地震波在不同地质体中和地质界面上产生的反射波特性来预报前方的地质状况。TSP系统主要由三部分组成：（

22、1）记录单元：12道，24位A/D转换，采样间隔62.5s和125s，最大记录长度为1808.5ms，记录带宽8000Hz和4000Hz，动态范围120dB。（2）接收器（检波器）：三分量加速度地震检波器，灵敏度为1000mV/g5%，频率范围为0.55000Hz，共振频率9000Hz，横向灵敏度1%，操作温度065。（3）TSPwin软件：数据采集和处理集于一体，高度智能化。地震波在设计的震源点（通常在隧道的左或右边墙，大约24个炮点）用小量炸药激发产生。地震波在岩石中以球面波形式传播。当地震波遇到岩石物性界面（即波阻抗差异界面，如断层岩石破碎带和岩性变化等）时，一部分地震信号反射回来，一部

23、分信号透射进入前方介质，如图1。反射的地震信号将被高灵敏的地震检波器接收，反射信号的传播时间和反射界面的距离成正比，故能提供一种直接的测量，以计算不良地质体界面的距离。探测数据由TSPwin软件进行计算处理，由专业的地质预报人员进行解译。图5-1 TSP探测原理地层或断层反射波前震源检波器检波器隧道2、地质预报的具体做法TSP超前地质预报由外业工作和内业整理两部分组成。外业工作包括在施工现场布设炮孔、安装接收器，设置仪器采集参数、激发震源同时收集并记录数据。炮孔的布设如图5-2所示。在隧道一侧边墙连续布设24个炮孔和一个接收器，其具体位置、倾角见表5-1。图5-2 观测系统平面示意图掌子面50

24、米检波器R215米mm米米米炮孔S1 S2 S3 S23 S24隧道轴TA检波器R1表5-1 炮孔与接收器孔布设参数接 收(检波) 器 孔炮 孔数量1个，位于隧道线路方向右测边墙24个, 位于隧道线路方向右测边墙直径4245mm钻头钻孔3238mm钻头钻孔深度2m1.5m定向垂直隧道轴向，上倾510垂直隧道轴向，下倾1020高度离隧底高1m离隧底高1m位置距离掌子面57m第1个炮点离同侧检波器15m，炮点距1.5m数据采集时，采用X-Y-Z三分量同时接收，设定采样间隔和记录长度。激发地震波时，采用无爆炸延迟时的瞬发电雷管，防水乳化炸药，药量为50100克左右。内业整理主要是采用系统自带的数据处

25、理软件TSPwin对采集到的原始数据进行计算、处理，得到时间深度剖面，提取参数并据此进行地质解译。在成果解释中，以P波剖面资料为主对岩层进行划分，结合横波资料对地质现象进行解释，并遵循以下准则：（1）正反射振幅表明硬岩层，负反射振幅表明软岩层；（2）若S波反射较P波强，则表明岩层饱含水；（3）Vp/Vs增加或突然增大，常常由于流体的存在而引起；（4）若Vp下降，则表明裂隙或孔隙度增加。3、TSP能解决的主要技术问题（1）预报掌子面前方的断层破碎带、软岩、岩溶陷落柱等不良地质体的性质、位置和规模；（2）预报涌水量大于5米3/h以上的富水地质体和老窑、老崆等采空区的存在、位置和规模；（3）预报煤系

26、地层的边界和其中的煤层、富水砂岩；（4）粗略地预报围岩级别（类别）；（5）定性地预报发生塌方、突泥突水等施工地质灾害的危险性。4、TSP的主要技术指标（1）探测距离一般为掌子面前方100200米；但有效预报距离一般为掌子面前方100米；（2）对于面状构造，其预报精度可达80%以上；（3）对于溶洞等不规则体，其预报精度仅可达6070%。5.3 地质雷达实施方案1、技术原理地质雷达属于电磁波物探技术。单次探测有效距离可达20m左右，属于短距离地质预报技术。擅长识别空洞、断层带等不良地质体，对其含水性较为敏感。电磁波通过天线向地下发射，遇到不同阻抗介面时，将产生反射波和透射波。接收机利用分时采样原理

27、和数据组合方式，把天线接收的信号转化为数字信号，主机系统再将数字信号转化为模拟信号或彩色线迹信号，并以时间剖面的形式显示出来。解译人员结合地质理论分析达到对地质体的探测与判断。地质雷达探测原理见下图5-3地质雷达探测原理示意图。图5-3 地质雷达探测原理示意图探测深度：采用瑞典MALA地球科学仪器公司生产的MALA ProEx3型探地雷达，配置100MHz雷达天线。电导率为0.001ms/m时，探测距离可达到20m以远。探测深度是衰减系数、天线频率和介电常数的函数。即便是同一岩性，由于空隙度或裂隙大小不同，含水量不同，从而使衰减系数变宽，相应探测深度也会明显不同。天线耦合：天线耦合问题也是影响

28、预报效果的一个关键因素，匹配好坏影响天线发射功率的变化。雷达系统的天线在开挖工作面上工作时，由于凹凸不平，测量时天线要移动，不能保证与开挖工作面的距离不变，因而必须研究弥补这种耦合问题造成影响的有效途径。对探测不远的目标，天线与开挖面最近接触距离1/2波长，而对于较远目标的探测可采用点测法、定点转角探测法及复测法。另外，掌子面岩层保持平整，以克服耦合不良造成的信息忽大忽小以及形成假信号的问题。探测干扰：雷达探测时，为解决干扰问题，采用专用支架移动天线，避免人的感应和天线晃动所带来的干扰。分辨率：相对介质常数如为9m时，横向分辨率：用80HZ天线时，在深度为20m时为1.8m左右，用100HZ天

29、线时为2.2m左右。地质雷达的长处在于在短距离内精确探测溶洞等不规则状不良地质体。2工作方法在实施预报区域的掌子面上，布设1-3条测线，如图5-4。L3测线L2测线L1测线图5-4 雷达测线布置示意图利用100MHz屏蔽天线，在掌子面自左向右对围岩进行点测，保存好现场数据。同时，对掌子面围岩进行地质编录，结合隧道勘察资料和宏观地质预报成果，对后处理数据进行不良地质体解译。5.4 红外探水实施方案1、技术原理采用HY-303型探水仪是根据探测红外场强的变化来预测掌子面前方是否有含水体存在。在隧道中，围岩每时每刻都在向外部发射红外波段的电磁波，并形成红外辐射场，场有密度、能量、方向等信息，岩层在向

30、外发射红外辐射的同时，必然会把它内部的地质信息传递出来，干燥无水的地层和含水地层发射不同的红外辐射。地下水的活动会引起岩体红外辐射场强的变化，红外探水仪通过接收岩体的红外辐射强度，根据围岩红外辐射场强的变化来确定掌子前方或洞壁四周是否有隐伏的含水体。通过测试掘进工作面和隧道开挖纵向的地湿场变化情况，根据介质的辐射红外波段长的能量变化，判析前方是否为隐伏含水构造体，有无发生突涌水的可能。探水仪具体见图5-5HY-303型红外探水仪图图5-5 红外探水仪红外探水的特点：一是测速快，基本不占用施工时间；二是资料分析快，测量完毕即可得出初步结论，室内成果整理及报告编写也可在2小时内完成；三是对前方有水

31、无水的准确率较高，特别在石灰岩洞段，预报准确率高达80%。2、工作方法红外探水通常采用两种方法,第一种方法是在掌子面上布点，第二种方法是由掌子面向已开挖部分的边墙、拱顶和底部上布点。第一种方法：在掌子面上布设四行五列探点，计算出每一行和每一列中任意两数值间的最大差值，正常辐射场的安全值可通过多次探测确定，当最大差值超出安全值范围时，说明前方存在灾害源。第二种方法：在紧跟掌子面后方已开挖的边墙、拱顶和底部，沿隧道轴线方向布设点距为5 m的46条测线，即拱顶1条、边墙24条，隧底1条，测线长度通常大于60 m。然后将所测数值绘图，以判断掌子面前方地质信息。第二种探测的解译方法为将探测曲线绘图，当曲

32、线的末端(掌子面附近区域)出现整体上升或下降，且变化差值超出安全值范围时说明前方存在不良地质。通常认为如果探测曲线上升，表明前方存在一些气态灾害；如果探测曲线下降，表明前方存在一些含水不良地质体(如含水断层、岩溶水)。5.5 超前水平钻孔1、超前地质钻孔（1）长距离钻孔:采用108水平钻孔，超前探测50m，验证物探探测的异常地段。每30m一循环，每孔长50m，钻孔是否取岩芯根据不同地质条件确定。（2）短距离钻孔:采用108水平钻孔，超前探测2030m ,验证物探探测的异常地段。每25m一循环，每孔长30m，钻孔是否取岩芯根据不同地质条件确定。（3）加深炮眼:即加深炮眼超前探测，利用在隧道开挖工

33、作面上的炮眼钻孔来探测前方围岩的地质情况，在每一循环钻设炮眼时布设35个钻孔加深3m以上作为探测孔。根据不同地质条件及其不同的要求，将超前钻探法分8类，具体见表5-2。 表5-2 钻探法分类表 2、超前钻探法技术要求（1）超前钻孔本隧道超前钻孔主要采取了长、短距离相结合的地质钻孔手段，具体的技术参数见表5-3。表5-3 超前地质钻孔技术参数表（2）加深炮孔超前炮孔设35孔;孔深较爆破孔长3m以上;富水段终孔于开挖轮廓线外3m。孔径与爆破孔相同;连续预报时前后两循环钻孔应重23m;在富桃发现异常情况应及时反馈信息，严禁盲目装药放炮;破残眼中实漩前地质钻探;揭示异常情况的钻孔资料应作为技术资料保存

34、。（3）钻孔设备要求由于隧道超前预报钻孔和注浆钻孔量大，耗费工时多，为尽量缩短钻孔时间，建议煤层瓦斯段采用煤矿用防爆型液压钻机，其余段采用钻机速度15m的RDP-150C(日本进口)、SM400钻机(意大利)、KR805钻机(德国)等型号钻机。（4）钻孔质量控制超前地质钻探应按标准操作要求断，对钻探质量控制宜采取下列措施：钻探流程 测量布孔设备就位对正孔位固定钻机开孔、安装孔口管成孔验收。控制钻劫向a.钻机定位完毕后，对钻机进机座加固，使钻机在钻进过程中位置不偏移，做到钻孔完毕钻机位置不变；b.对钻具的导向装置尽可能加长，并且选用刚度较强的钻杆，从而提高钻具的刚度，减少钻具的下沉量，达到技术的

35、要求。不得使用弯曲钻具；c.当岩层由软变硬时应采用慢速、轻压钻进一定深度后，改用硬岩层的钻进参数。钻进中应减少换径次数；d.本循环钻孔完毕后，根据测量结果总结出钻具的下沉量，下一循环钻探时通过调整孔深、仰俯角等措施控制下沉量在设计要求的范围内，达到技术要求的精度。（5）冲击钻与回转取芯钻一般地段采用冲击钻。冲击钻不能取芯，但可通过冲击器的扭矩、冲击能、冲击回响、钻速及其岩粉、卡钻情况、钻杆震动情况、冲洗液的颜色及回水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;在复杂岩溶段、断层破碎带、煤层及采空区采用回转取芯钻。钻探判别a.根据岩粉判定在采用冲击钻时，孔中不断

36、有岩粉被高压风吹出，通鉴定岩粉的成分，可了解前方地层的岩性;b.根据钻进速度判定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，可粗略判前方岩体的强度、完整程度以及是否存在不良地质体等;c.根据卡钻情况、钻杆震动情况、塌孔等现象，可粗略判断前方岩体的完整程度;d.根据冲洗液判定钻机在钻进过程中，通过冲洗液颜色的变化，可粗略判定钻孔前方岩层的变化;根据冲洗液流量的增减可粗略判断岩体的完整程度及地下水发育情况;e.根据冲击器工作时的声响可粗略判断岩体的强度变化，声音清脆而响亮一般是硬质岩，声音沉闷而微弱一般为软质岩或土层。（6）超前

37、地质钻探还应符合下列工作要求:实施前地质钻探的人员应经技术培训，考核合格后方可上岗;钻探前地质技术人员应进技术、质量交底;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、冲洗液颜色及流量变化、涌砂、空洞、振动、卡钻位置、突进里程、冲击器声音的变化等;超前钻探过程中应及时鉴定岩芯、岩粉，判定岩石名称，对于断层带、溶洞填充物、煤层、盐溶角砾岩等应拍摄照片备查，并选择代表性岩芯整理保存，地质复杂段钻探过程监理应进行旁站;加强钻进设备的维修与保养，使钻机处于良好状态;强化协调和管理，各方应积极配合，减少和缩短施钻时间。在富水区实施钻探作

38、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，达到所需承受的水压后，方可继续钻进。特别危险的地区，应有躲避场所，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。富水区隧道超前地质钻探时，发现岩壁松软、片帮或钻孔中的水压,水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，立即上报有关部门，并派人监测水情。当发现情况危急时，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。通过超前钻孔预测前可能有涌突水(泥)时，应增加45个钻孔，进一步确认。超前地质钻探编制的探测成果报告，内容包括工作概况、钻孔探测结果、超前地质钻探

39、柱状图，应附钻孔布置图、代表性岩芯照片等。ZT-1型超前钻探法布孔设计图说明：1、本图尺寸除注明者外，其余均以米计。2、本图适用于一般地质段超前钻孔布置图，超前钻孔在开挖部后实施，钻孔采用108，每环设1个超前探孔，每孔长30m。3、超前钻孔水平方向搭接长度不小于5m。4、说明未详尽处详见相关设计图纸及规范、规定。ZT-2型超前钻探法布孔设计图 说明1、本图尺寸除注明者外，其余均以米计。2、本图为适用于地质构造带，岩层接触带，物探异常区。3、钻孔采用108，每25m一循环，每环设3个超前探孔(其中1个孔取芯)，每孔长30m。4、超前钻孔水平方向搭接长度不小于5m。5、加深炮孔共设3个，加深炮孔

40、较爆破孔深3m以上。图中L表示炮孔深度。6、说明未详尽处详见相关设计图纸及规范、规定。ZT-3型超前钻探法布孔设计图说明：1、本图尺寸除注明者外，其余均以米计。2、本图适用于一般岩溶段超前钻孔布置图，超前钻孔在开挖部后实施，钻孔采用108，每环设1个超前探孔，每孔长30m。3、超前钻孔水平方向搭接长度不小于5m。4、加深炮孔共设5个，加深炮孔较爆破孔深3m以上。图中L表示炮孔深度。5、说明未详尽处详见相关设计图纸及规范、规定。ZT-4型超前钻探法布孔设计图说明1、本图尺寸除注明者外，其余均以米计。2、本图为适用于岩溶发育区。3、钻孔采用108，每25m一循环，每环设3个超前探孔进行定位、探水和

41、探气，每孔长30m。4、超前钻孔水平方向搭接长度不小于5m。5、加深炮孔共设5个，加深炮孔较爆破孔深3m以上。图中L表示炮孔深度。6、说明未详尽处详见相关设计图纸及规范、规定。ZT-5型超前钻探法布孔设计图说明:1、本图尺寸除注明者外，其余均以米计。2、本图适用于高压富水地段。3、钻孔采用108，每25m-循环，每环设5个超前探孔，其中13个号孔进行定位、探水和探气，其余45号孔为补充验证孔，每孔水平投影长30m。4、超前钻孔水平方向搭接长度不小于5m。5、说明未详尽处详见相关设计图纸及规范、规定。说明：1、本图尺寸均以米计。2、加深炮孔共设5个，加深炮孔较爆破孔深3m以上。图中L表示炮孔深度

42、。3、超前炮孔的孔数和位置可适当调整，异常处应增加炮孔数量，保证开挖安全。4、说明未详尽处详见相关设计图纸及规范、规定。ZT-6型超前钻探法布孔设计图说明:1、本图尺寸除注明者外，其余均以米计。2、本图为ZT-6超前钻探1号孔布置图，适用于须家河组地层段。3、钻孔采用108，每25m-循环，每环设1个超前探孔，为煤层初探孔，该孔水平投影长30m。4、超前钻孔水平方向搭接长度不小于5m。5、说明未详尽处详见相关设计图纸及规范、规定。说明:1、本图尺寸除注明者外，其余均以米计。2、本图为ZT-6超前钻探23号孔布置图，适用于须家河组煤层定位孔。3、钻孔采用108,在超前地质钻孔验证(1号孔)的基础

43、上，布设超前定位孔准确判断煤层位置。具体步骤如下：a、在超前地质钻孔预报基础上，在部开挖时，在距离煤层垂距为20m的位置施作23号超前钻孔，并取岩(煤)芯，根据超前钻孔验证煤层的具体位置、煤层厚度、煤层的倾角及煤层的平面方程。并根据钻孔资料相应修正煤层的平面数据。108超前钻孔应穿过煤层并进入岩层不小于0.5m。b、在、部施工时，应加强对岩层产状、走向等的记录分析工作，若有突变或受褶曲等影响，必要时在这三部、部)应施作至少一个108超前验证孔准确判定其位置，避免煤层位置突变，造成误揭煤。4、本图仅是隧道超前钻孔布置的示意图，具体孔位参数根据各煤层的厚度、倾角、煤层与线路中线的交角等确定。ZT-

44、7型超前钻探法布孔设计图说明:1、本图尺寸除注明者外，其余均以米计。2、本图为ZT-7型长距离超前钻探孔布置图，适用于龙潭组地层段；长短距离钻孔均采用108，其中长距离钻孔每30m一循环，每环设1个超前探孔，孔长50m。3、超前钻孔水平方向搭接长度不小于5m。4、说明未详尽处详见相关设计图纸及规范、规定。说明：1、本图尺寸除注明者外，其余均以米计。2、本图为ZT-7型短距离超前钻探1号孔布置图，适用于龙潭组煤系地层段。3、钻孔采用108，每25m-循环，每环设1个超前探孔，为煤层初探孔，该孔长30m。4、超前钻孔水平方向搭接长度不小于5m。5、说明未详尽处详见相关设计图纸及规范、规定。说明:1

45、、本图尺寸除注明者外，其余均以米计。2、本图为ZT-7超前钻探23号孔(定位孔)布置图，适用于龙潭组地层段。3、钻孔采用108,在超前地质钻孔验证(1号孔)的基础上，布设超前定位孔准确判断煤层位置。具体步骤如下:在超前地质钻孔预报基础上，在部开挖时，在距离煤层垂距为20m的位置施作23号超前钻孔，并取岩(煤)芯，根据超前钻孔验证煤层的具体位置、煤层厚度、煤层的倾角及煤层的平面方程。并根据钻孔资料相应修正煤层的平面数据。108超前钻孔应穿过煤层并进入岩层不小于0.5m。4、本图仅是隧道超前钻孔布置的示意图，具体孔位参数应根据各煤层的厚度、倾角、煤层与线路中线的交角等确定。说明:1、本图尺寸除注明者外，其余均以米计。2、本图为ZT-7超前钻探47号补充煤层定位孔布置图，适用于龙潭组地层段，13号孔布置详见“煤系地层段超前钻探法布孔设计图”图3、钻孔采用108,在超前地质钻孔验证(1号孔)的基础上，布设超前定位孔准确判断煤层位置。具体步骤如下:a、在区域性防突措施(瓦斯抽放孔)施作后，判定防突效果检验达标后，在部开挖时，在距离煤层