新建西安至成都铁路西安至江油段（陕西境内）站前工程（XCZQ-5标段） 【福仁山高风险隧道超前地质预报方案】
横洞 平导 横0+88~横0+33 DK166+348~DK172+063 DK159+716~DK160+726 DK161+201~DK165+596 主洞 55 5715 1010 4395 岩爆 软弱围岩、断层及破碎带、突泥涌水、DK166+196~DK172+691 6495 岩爆 软弱围岩、断层及破碎带、突泥涌水 软弱围岩、断层及破碎带、突泥涌水 软弱围岩、断层及破碎带、突泥涌水 软弱围岩、断层及破碎带、突泥涌水、超前地质预报段落的长度和频次可根据实际施工情况进行适当调整，对未列入综合物探超前预报段落的一般地段，在施工过程中根据地质测绘和施工的实际情况，对异常地段按照重点地段超前地质预报的要求，进行综合超前地质预报。
6超前地质预报施工工艺及方法
6.1工艺流程
综合超前地质预报工艺流程如下图所示：
研究既有资料制定预报方案长距离预报异常中长距离预报深孔水平钻探正常正常异常短距离预报异常地质综合判析地质雷达总工程师施工方案隧道施工地质分析法地质素描红外探测超前水平钻探加深炮孔探测正常TSP或HSP预报 综合超前地质预报工艺流程图
中国水利水电第十四工程局有限公司 11 新建西安至成都铁路西安至江油段（陕西境内）站前工程（XCZQ-5标段） 【福仁山高风险隧道超前地质预报方案】
（1）研究既有资料，制定预报方案
应研究既有区域地质、工程地质资料，必要时到地表补充测绘，以达到对整个地区地质情况有一个比较全面和深刻的认识，可溶岩分布情况、构造发育情况、地表水系发育情况、当地最低侵蚀基准面标高、岩溶大概发育几层、每层大概标高、哪一层对工程影响最大等。通过对这些资料的分析和把握，制定预报预案，针对不同地段的地质情况进行地质预报重要性分级，不同级别的地段采取不同的预报手段，以达到既预报准确又节省有限预报资源的目的。
根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度，分为以下四级：
A级：存在重大地质灾害隐患的地段，如大型暗河系统，可溶岩与非可溶岩接触带，软弱、破碎、富水、导水性良好的地层和大型断层破碎带，特殊地质地段，重大物探异常地段，可能产生大型、特大型突水突泥地段，诱发重大环境地质灾害的地段以及高地应力、瓦斯、天然气问题严重的地段以及人为坑洞等。
B级：中、小型突水突泥地段，较大物探异常地段，断裂带等。
C级：水文地质条件较好的碳酸盐岩及碎屑岩地段、小型断层破碎带，发生突水突泥的可能性较小。
D级：非可溶岩地段，发生突水突泥的可能性极小。
根据不同的地质灾害分级，针对不同类型的地质问题，选择不同的方法和手段开展超前地质预报。
不同地质灾害地段的预报方式为：
A级预报：采用地质分析法、TSP隧道地震波反射法、地质雷达、红外探测、超前水平钻探等手段进行综合预报。首先以地质分析法进行长距离预测预报，然后采用中长距离TSP和一种或几种短距离物探方法相结合进行预报，同时进行多孔超前钻探探查。 B级预报：采用地质分析法、TSP，辅以红外探测、地质雷达，进行必要的超前水平钻孔。当发现局部地段工程地质条件较复杂时，按A级要求实施。
C级预报：以地质分析法为主。对重要的地质（层）界面、断层或物探异常地段可采用TSP进行探测，必要时采用红外探测和超前水平钻孔。 D级预报：采用地质分析法。
中国水利水电第十四工程局有限公司 12 新建西安至成都铁路西安至江油段（陕西境内）站前工程（XCZQ-5标段） 【福仁山高风险隧道超前地质预报方案】
在岩溶发育的灰岩地区，由于岩溶发育的复杂性，应采用A级预报方式。 （2）长距离预报
长距离预报主要采用地质分析法，根据地面测绘和其它基础资料对隧道通过区的地质界线、地层岩性、地质构造、围岩级别、储水构造、富水规模、岩溶发育规律及特征、其它不良地质及特殊地质发育情况进行长距离、宏观预测预报，预报距离一般在掌子面前方200m以上，并根据揭示的情况进行不断的修正。
地质分析法，包括地质素描法、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析法、地质作图法等。
（3）中长距离预报
中长距离预报是在长距离预报的基础上采用TSP、深孔水平钻探等对掌子面前方30～200m范围内的地质情况作进一步的预报，如溶洞、暗河的位置、规模、充填情况等作较为详细的预报。在复杂地段应增加TSP预报次数，TSP每次预报有效长度100m左右，需连续预报时前后两次应重叠10m以上，以便前后两次重复地段对比分析，另随着预报距离的增大，地质异常带的位置和宽度误差也在增大。 （4）短距离预报
短距离预报是在中长距离预报的基础上采用掌子面素描、红外探测、地质雷达和超前钻孔等方法进行预报，比如掌子面前方30m范围内有无水、在哪个方位有水、掌子面处地层岩性、地质构造及岩溶发育情况等，对以上判断可能有突泥、突水和其它有害地质情况的地段进行钻孔验证。
6.2超前地质预报的实施方法
隧道施工超前地质预报以地质分析（地质调查、地质素描、几何作图、块体坐标作图、赤平投影作图）、TSP长距离探测、红外探水、地质雷达超前探测手段贯通为主；褶皱核部及其它地质异常地段，采用超前地质钻孔验证；泥灰岩地段，根据开挖揭示岩溶发育程度，必要时采用地质雷达检底。方法见下表：
中国水利水电第十四工程局有限公司 13 新建西安至成都铁路西安至江油段（陕西境内）站前工程（XCZQ-5标段） 【福仁山高风险隧道超前地质预报方案】
隧道施工超前地质预报方法
序号 隧道 内容 地质调查 （平方公里） 地质素描（米） TSP（次） 红外探水（次） 地质雷达超前 探测（次） 超前地质钻孔 （延米） 地质雷达检底 （测线米） 隧道里程段 隧道中线两侧各500～1000m， 进出口各延伸200m 全隧道、斜井、出口横洞和平导 隧道主洞范围 隧道主洞范围 备注 1 2 3 4 5 隧道主洞范围 6 设计图纸中的地质段落 7 视需要 6.2.1地质调查
（1）调查目的
核对勘测资料，掌握隧道所在地区的地层岩性、地质构造、不良地质及水文地质情况，为隧道超前地质预报提供方向性的依据。 （2）调查范围
根据勘察单位提供的隧道工程地质图，调查范围主要为隧道进出口及隧道中线两侧各500～1000m的范围。 （3）调查内容 1）地层岩性
主要调查地层的地质时代、岩层厚度、层间结合程度、岩层产状、岩性、岩石硬度、风化程度等。 2）地质构造
主要调查断层、破碎带及节理裂隙特征。断层的产状、性质、破碎带宽度、破碎带
中国水利水电第十四工程局有限公司 14 新建西安至成都铁路西安至江油段（陕西境内）站前工程（XCZQ-5标段） 【福仁山高风险隧道超前地质预报方案】
的成分、破碎带的含水情况以及与隧道的关系。节理裂隙的组数、产状、间距、充填物质、延伸长度、张开度及节理面的起伏情况，节理裂隙的组合状况。 3）不良地质
主要调查隧址内滑坡的性质、规模、以及对隧道的影响。采空区的分布、规模及巷道充填情况。 4）地下水的特征
调查隧道范围内的泉水、井水、水塘、水库、沟水、河水及其水量、水文、水质的变化等。
6.2.2地质素描
隧道开挖后及时记录隧道洞身和掌子面地质情况的一种方法，它是地质调查的细化和补充，隧道开挖爆破后通过地质素描手段，及时查看掌子面地质情况，修正设计阶段的地质信息，通过地质分析，可以预测隧道前方地质情况。经工程地质类比预测隧道前方小于10m的地质状况并为其它超前地质预报方法提供基础资料。进行地质素描前，先搜集隧道前期的勘察设计地质资料，初步了解区域地质和附近大地构造单元及其特征，以及工程范围内的地层岩性、围岩类别、地下水发育特征等。地质素描，应在隧道作业每一开挖循环后立即进行，观察中发现围岩条件恶化时，应立即采取相应处理措施；观察后及时绘制开挖工作面地质素描图、填写开挖工作面地质状态记录表。 （1）素描内容 1）地层岩性
地层地质时代、岩层厚度、层间结合程度、岩层产状、岩性、岩石硬度、各类岩脉也应对其岩性、出露位置、宽度、接触关系、破碎、风化程度等进行描述。 2）地质构造
开挖围岩受地质构造影响程度、延伸性、表面粗糙度、张开性、风化、破碎程度等进行描述，特别是岩体范围内出现的断层、节理、裂隙、软弱夹层等重点进行地质描述。断层应对其位置、产状、性质、破碎特性、宽度等一一观测和描述；节理裂隙，特别是贯通性节理的产状密度、延伸情况、节理面现状等也要仔细量测和统计。使用地质罗盘仪对岩层产状要素（包括岩层的走向、倾向和倾角）的测量，具体方法如下图：
中国水利水电第十四工程局有限公司 15