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隧道施工超前地质预测预报系统方案

一、总则

1.1编制目的

本标段隧道地质结构复杂，岩溶发育、构造节理裂隙密集，存在涌水、岩爆、围岩变形等不良地质风险，为精准探明掌子面前方地质信息，提前预判不良地质体的位置、规模及性质，有效降低地质灾害对施工安全、进度及质量的影响，构建“长-中-短”相结合、多方法相互印证的超前地质预测预报体系，指导信息化施工，特制定本方案。

1.2编制依据

《铁路隧道超前地质预报技术规程》（TB10023-2017）

《公路隧道施工技术规范》（JTG/T3660-2020）

《铁路隧道施工安全技术规程》（TB10301-2020）

本项目地质勘察报告、隧道施工图纸及施工组织设计

相关仪器设备操作手册及技术说明书

1.3核心原则

综合预报原则：采用地质分析法、物探法、水平钻探法等多类方法联合应用，相互补充、印证，提高预报精度；

分级预报原则：按“中长期宏观控制、短期精准验证”的思路，结合隧道里程地质特征，差异化选择预报方法；

动态调整原则：根据预报结果与实际揭露地质的差异，及时调整预报方案和施工参数；

安全优先原则：重点针对涌水、岩爆、大变形等风险地段，强化预报频次和精度，提前制定预处理措施。

1.4适用范围

本方案适用于本标段云雾山隧道、周家湾隧道、白龙坝隧道的全施工过程超前地质预测预报工作，涵盖隧道开挖、支护等各工序的地质风险预判与指导。

二、工程概况与地质特征

2.1隧道基本信息

隧道名称

里程范围

长度（m）

主要岩性

核心地质风险

云雾山隧道

DK242+105～DK248+728

6640

灰岩、白云质灰岩、页岩

岩溶发育、涌水量大、岩爆、围岩变形、物探异常

周家湾隧道

DK248+576～DK249+720

1144

页岩、粉砂岩

构造节理裂隙发育、基岩裂隙水溶出型弱侵蚀

白龙坝隧道

DK250+374～DK252+192

818

石英细砂岩、页岩、粉砂岩

节理裂隙发育、地下水溶出型中等侵蚀

2.2关键地质特征

云雾山隧道：全长6640m，设180m横洞（与线路交于DK242+420），岩溶管道径流现象明显，深部多处物探异常，部分区段易发生岩爆（Ⅱ、Ⅲ级围岩段）和围岩大变形（Ⅳ、Ⅴ级围岩段）；

周家湾隧道：全长1144m，围岩以Ⅳ、Ⅴ级为主，节理裂隙发育，岩石破碎，基岩裂隙水对结构有弱侵蚀性；

白龙坝隧道：全长818m，强风化带及节理发育填泥区段围岩稳定性差，地下水具有中等侵蚀性，需重点监测水质及涌水风险。

三、预测预报方案总体设计

3.1预报体系构建

采用“地质分析为基础、物探法为支撑、钻探法为验证”的综合预报体系，按预报距离分为中长期预报和短期预报：

中长期预报（100～120m）：以TSP地震波法、陆地声纳法、超前水平钻探为主，用于宏观把控掌子面前方大尺度地质构造（断层、溶洞、涌水带）；

短期预报（5～40m）：以地质雷达法、红外线探水法、掌子面画像法、多频电法为主，用于精准验证中长期预报结果，捕捉近距离不良地质细节。

3.2预报工作流程

开工准备→中长期预报→分析预报结果→确定初步施工方案→短期预报→对比短期与中长期预报差异→一致则组织施工→不一致则修正施工方案并报设计单位审批→施工过程动态监测→竣工

3.3各隧道预报方法选型

3.3.1云雾山隧道预报方法

里程范围

围岩等级

地质特征

中长期预报方法（必测）

短期预报方法（必测）

备注

DK242+084～DK242+293

Ⅳ

物探异常，易涌水

TSP地震波法、陆地声纳法、超前水平钻探、孔内摄影法

掌子面画像法、红外线探水法、多频电磁法、地质雷达法

-

DK242+293～DK244+517

Ⅱ、Ⅲ

易发生岩爆

TSP地震波法、陆地声纳法

掌子面画像法、红外线探水法、地质雷达法

-

DK244+517～DK246+000

Ⅳ、Ⅴ

易变形

TSP地震波法、陆地声纳法、超前水平钻探、孔内摄影法

掌子面画像法、红外线探水法、地质雷达法

-

DK246+000～DK248+160

Ⅱ、Ⅲ

易发生岩爆

TSP地震波法、陆地声纳法

掌子面画像法、红外线探水法、地质雷达法

-

DK248+160～DK248+720

Ⅳ、Ⅴ

易变形

TSP地震波法、陆地声纳法、超前水平钻探

掌子面画像法、红外线探水法、地质雷达法

-

横洞（180m）

-

-

TSP地震波法、陆地声纳法、超前水平钻探

掌子面画像法、红外线探水法

特殊地段强化钻探

3.3.2周家湾隧道预报方法

里程范围

围岩等级

地质特征

中长期预报方法（必测）

短期预报方法（必测）

备注

DK248+576～DK248+634

Ⅴ

裂隙发育，岩石破碎

TSP地震波法、陆地声纳法、超前水平钻探

掌子面画像法、红外线探水法、地质雷达法

-

DK248+634～DK249+67