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岩层走向的测定
岩层走向是岩层层面与水平面交线的方向也就是岩层任一高度上水平线的延伸方向。
测量时将罗盘长边与层面紧贴，然后转动罗盘，使底盘水准器的水泡居中，读出指针所指刻度即为岩层之走向。
因为走向是代表一条直线的方向，它可以两边延伸，指南针或指北针所读数正是该直线之两端延伸方向，如NE30度与SW210度均可代表该岩层之走向。 ②岩层倾向的测定
岩层倾向——是指岩层向下最大倾斜方向线在水平面上的投影，恒与岩层走向垂直。 测量时，将罗盘北端或接物觇板指向倾斜方向，罗盘南端紧靠着层面并转动罗盘，使底盘水准器水泡居中，读指北针所指刻度即为岩层的倾向。
假若在岩层顶面上进行测量有因难，也可以在岩层底面上测量仍用对物觇板指向岩层倾斜方向，罗盘北端紧靠底面，读指北针即可，假若测量底面时读指北针受障碍时，则用罗盘南端紧靠岩层底面，读指南针亦可。 ③岩层倾角的测定
岩层倾角是岩层层面与假想水平面间的最大夹角，即真倾角，它是沿着岩层的真倾斜方向测量得到的，沿其它方向所测得的倾角是视倾角。视倾角恒小于真倾角，也就是说岩层层面上的真倾斜线与水平面的夹角为真倾角，层面上视倾斜线与水平面之夹角为
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视倾角。野外分辨层面之真倾斜方向甚为重要它恒与走向垂直，此外可用小石于使之在层面上滚动或滴水使之在层面上流动，此滚动或流动之方向即为层面之真倾斜方向。测量时将罗盘直立，并以长边靠着岩层的真倾斜线，沿着层面左右移动罗盘，并用中指搬动罗盘底部之活动扳手，使测斜水准器水泡居中，读出悬锥中尖所指最大读数，即为岩层之真倾角。
岩层产状的记录方式通常采用下面的方式：既方位角记录方式，如果测量出某一岩层走向为310°，倾向为220°，倾角35°，则记录为NW310°／SW∠35°或310°／SW∠35°或220°∠35°。野外测量岩层产状时需要在岩层露头测量，不能在转石(滚石)上测量，因此要区分露头和滚石。区别露头和滚石，主要是多观察和追索并要善于判断。测量岩层面的产状时，如果岩层凹凸不平，可把记录本平放在岩层上当作层面以便进行测量。 3）不良地质
滑坡体的性质及对隧道的影响。采空区巷道充填情况以及与隧道的关系。 4）地下水的特征
出水点位置、水量、水压、水温、水色、悬浮物（泥砂等）测定；出水点和地质环境（地层、构造、岩溶、暗河等）的关系；与地表相关气象、水文观测；洞内涌水与地表径流、降雨的关系；必要时进行水样分析。 5）围岩变形破坏情况
开挖段围岩发生坍方、掉块、岩爆等现象的位置、性质、形态、规模作详细记录，必要时附上工程处理措施。
有条件时使用数码相机、摄影等工程地质数据采集和编录系统，做到图文并茂。 不良地质体在被揭露之前往往表现一些明显或不明显前兆标志，预示着隧洞即将临近不良地质体，因此，仔细观察、描述开挖石渣、洞壁结构面及岩层形态、量测结构面及岩层特征参数，是正确进行超前地质预报的关键。一些不良地质体的前兆标志： ①断层破碎带：节理裂隙组数及密度剧增、岩石强度降低、出现压裂岩、破碎岩、岩石风化相对强烈、泥质含量增多等。
②突水、突泥：节理裂隙渗水量和组数增加、且常常含有泥质物或浑浊（常规钻爆
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法的炮孔中的涌水量剧增、且夹有泥砂或碎石）等。
③岩爆：“饼”状开挖石渣的数量增加、洞壁在短时间内出现“饼”状脱落体或出现“片邦”现象，以及轻微的岩石崩裂声等，严重时洞壁出现飞石。 （2）围岩稳定性评价和预报
根据地质素描得到地层岩性、地质构造、不良地质、水文地质特征等，判定围岩完整性和围岩分级，结合勘察和地质调查取得的地质资料预测隧道前方地质情况。 （3）资料提交
对掌子面进行描述，绘制地质素描图，将地质素描结果进行汇总提交，以指导下一步的施工。
技术人员正在进行地质素描
6.2.3TSP203超前地质预报
TSP203超前地质预报系统是专门为隧道和地下工程超前地质预报研发的目前世界上在这个领域最先进的设备。它能方便快捷地预报掌子面前方较长范围内的地质情况，它弥补了传统地质预报方法只能定性不能定量预报的缺陷，为更准确进行超前地质预报提供了一种强有力的科学方法和工具。它不仅可以及时地预测预报隧道前方工程地质条件，为隧道施工工艺制定提供依据，从而加快施工进度，而且可以减少隧道施工中突发性地质灾害发生的危险性，为隧道施工提供安全保障。
TSP203每次可探测100～200m，为提高预报准确度和精度，采取重叠式预报，每开
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挖100m～150m预报一次，重叠部分(不小于20m)对比分析，每次探测结果与开挖揭示情况对比分析。 （1）预报原理
TSP203超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况的，TSP方法属于多波多分量高分辨率地震反射法。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，当地震波遇到岩石波阻抗差异界面（如断层、破碎带和岩性变化等)时，一部分地震信号反射回来，一部分信号透射进入前方介质。反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收，数据通过TSPwin软件处理，就可以了解隧道工作面前方不良地质体的性质（软弱带、破碎带、断层、含水等）和位置及规模。
地
反射波入射波检隧震检层 或
TSP203工作原理
TSP
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（2）设备
采用TSP203超前地质预报系统，系统主要组成见下图：
①记录单元：12道，24位A/D转换，采样间隔62.5μs和125μs，最大记录长度为1808.5ms，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/g〒5%，频率范围为0.5～5000Hz，共振频率9000Hz，横向灵敏度＞1%，操作温度0℃～65℃。 ③TSPwin软件：数据采集和处理集于一体。
TSP设备全图
（3）测线布置 ①接收器孔
位置：在隧道边墙（面对掌子面），距离掌子面大约50m。 数量：2个，隧道左、右边墙各一个。 直径：φ43-45mm/孔深2m。
布置：沿轴径向，用环氧树脂固结，向上倾斜10°左右。 高度：离地面1m。 ②炮孔
位置：在隧道的右边墙。第一个炮孔离接收器16m，其余炮孔间距为1.5m。 数量：24个
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