DB51 T 2792-2021 公路隧道超前地质预报技术规程.pdf

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1、 四 ICS 93.060 CCS P 21 四川省地方标准 DB51/T 2792 2021 公路隧道超前地质预报技术规程 Technical specification for geological prediction of highway tunnel 2021-08-02 发布 2021-09-01 实施 发布 DB51/T 2792-2021 I 目 次 前言 . III 1 范围 . 5 2 规范性引用文件 . 5 3 术语 和定义 . 5 4 总则 . 6 5 基本规定 . 7 6 预报方法 . 9 6.1 一般规定 . 9 6.2 应用范围和适用条件 . 11 6.3 地质调

2、查法 . 14 6.4 弹性波法 . 16 6.5 电磁波反射法 . 17 6.6 瞬变电磁法 . 19 6.7 直流电法 . 20 6.8 岩体温度法 . 22 6.9 TBM 破岩震源地震波法 . 23 6.10 地质揭示法 . 24 7 钻爆法施工预报设计及实施 . 27 7.1 一般规定 . 27 7.2 超前地质预报设计 . 28 7.3 超前地质预报实施 . 29 7.4 预报成果综合分析 . 35 8 TBM 施工预报设计及实施 . 36 8.1 一般规定 . 36 8.2 预报设计 . 38 8.3 预报实施 . 39 8.4 预报成果综合分析 . 41 9 预报成果与信息管理

3、 . 42 9.1 一般规定 . 42 9.2 预报成果 . 43 DB51/T 2792-2021 II 9.3 预报成果验证与评定 . 44 9.4 信息管理 . 45 附录 A（资料性） 隧道地质复杂程度分级 . 48 附录 B （资料性） 掌子面地质素描记录表 . 50 附录 C （资料性） 弹性波法超前地质预报技术观测系统 . 52 附录 D （资料性） 临近隧道内不良地质体的可能前兆 . 56 附录 E （资料性） 岩溶发育的基本条件和一般规律 . 58 DB51/T 2792-2021 III 前 言 本文件按照 GB/T 1.1 2020 标准化工作导则 第 1部分：标准化文件

4、的结构和起草规 则的规定起草。 本文件由四川省交通运输厅提出、归口并解释。 本文件起草单位：四川省公路规划勘察设计研究院有限公司、中铁西南科学研究院有限 公司、成都理工大学、四川川交路桥有限责任公司。 本文件主要起草人：郑金龙、卢松、孟陆波、张睿、陶双江、杨枫、邓刚、郑建国、王 联、林国进、丁建芳、吴耀宗、罗亦洲、周明、蔚艳庆、朱长安。 本文件首次发布。 DB51/T 2792-2021 IV DB51/T 2792-2021 5 公路隧道超前地质预报技术规程 1 范围 本 文件 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 文件 适用于以钻爆法和 TBM为

5、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 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期 的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。 JTG 3370.1 公路隧道设计规范 JTG/T 3374公路瓦斯隧道设计与施工技术规范 JTG/T 3660 公路隧道施工技术规范 JTG/T D70 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。 3.01 综合超前地质预报 integrated geological predication 隧道超前地质预报方法包括地

6、质调查法、物探法、地质揭示法 ， 根据预报对象的 工程 地 质特点 ， 采取两种或两种以上预报手段进行相互印证的超前地质预报方法。 3.02 地质调查法 geological survey method 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。 3.03 物探法 geophysical prospecting method 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

7、 称 地球物理探测法 。 3.04 地质揭示法 geological reveal method 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。 3.05 弹性波 法 elastic wave method DB51/T 2792-2021 6 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。 3.06 电磁波反射法 electromagnetic wave reflection method 通过向地下发射高频电磁波，电磁波在地下介质

8、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。 3.07 瞬变电磁法 transient electromagnetic method 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。 3.08 直流电法 direct current method 以岩石的电性差异（电阻率差异、 极化率 差异等）为基础，

9、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。 3.09 岩体温度法 rock-mass temperature probingmethod 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。 3.10 TBM 破岩震源地震波 法 TBM rock breaking source seismic wave method 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

10、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 。 3.11 超前钻探法 advance geological drilling method 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。 3.12 超前导洞法 advance heading method 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 4.01 为规

11、范四川省公路隧道超前地质预报工作，制订本规程。 4.02 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 。 4.03 施工单位应将 超前地质预报实施 方案 纳入施工组织设计。 4.04 隧道超前地质预报应 结合 隧道设计要求、施工工法、地质环境及特点，在实施过程根 据反馈信息及时调整方案，提高预报的准确性。 4.05 隧道超前地质预报应积极采用新技术、新设备、新方法。 4.06 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。 DB51/T 2792-2021 7 5 基本规定 5.1 隧道超前地质预

12、报应达到下列主要目的： a) 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，预测前方 不良地质。 b) 为动态设计和信息化施工提供地质依据。 c) 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

13、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， 应 包含 如下 主要内容： 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

14、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.1 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 地质复杂程度 ，选择 适 宜的 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

15、验证 ，提高预报准确性。 DB51/T 2792-2021 8 条文说明 隧道超前地质 工作中地质调查是基础，运用多种预报方法和手段，进行地质分析，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

16、 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，由具有丰富经验、 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 超前 平行导 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

17、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，指导和改进 超前 地质 预报工作。 5.12 隧道超前地质预报工作应建立 安全、 质量保证体系，实行全过程控制并符合环保的相 关要求。 5.13 隧道超前地质预报可按图 5.13 所示的工作程序进行。 DB51/T 2792-2021 9 图 5.13 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

18、境与特点，选择适宜的预 报方法， 预报方法和 常用 预报 手段 如 表 6.1.1。 DB51/T 2792-2021 10 表 6.1.1 预报方法和 常用预报 手段 预报方法 常用 预报 手段 地质调查法 隧道内地质素描 、 隧道地表地质调查 物探法 弹性波法 地震反射波法、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 加深炮孔探测 加深炮孔探测 超前钻探法 超前地质钻探 超前导洞法 平行超前导洞、主洞超前导洞 条文说明 隧道超前地质预报的主要地质风险对象包括断层（破碎带）、岩溶及采

19、空区、涌水突泥、 岩爆、大变形、瓦斯地层等。 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，地质揭示法检验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

20、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 加深炮孔探测 、 超前地质钻探 、 平行超前隧道（导坑）法、正洞 超 前导 洞 法及孔内摄影等，通过 加深炮孔 、 超前钻探、超前导坑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 隧道超前地质预报按预报距离可分为 短距离预报、中距离预报和长距离预报 ， 预报距

21、离的划分及其预报方法的选取宜按表 6.1.2 执行 。 DB51/T 2792-2021 11 表 6.1.2 隧道超前地质预报距离分类 预报 距离 分 类 预报长度 L(m) 预报方法和手段 说明 短距离预报 L 30 L 3 宜 采用地质调查法及 加深炮孔探测 法 等 3 L 6 宜 采用地质调查法、 地质雷达 法 及短距离 超前钻探法 等 6 L 30 宜 采用地质调查法、电磁波反射法、直流电法及 中短距离 超前钻 探法等 中距离预报 30 L 100 宜 采用地质调查法、弹性波反射法、瞬变电磁法及 中长距离 超前 钻探法等 长距离预报 L 100 宜 采用地质调查法、弹性波反射法及 长

22、距离 超前钻探法等 条文说明 本规程 预报距离分类 与“公路隧道施工技术规范 JTG/T 3660-2020”所述的距离分类 保 持一致，同时结合现场实际，距离掌子面 30m 范围内地层地质情况 对工程影响更为直接， 应做为 预报 重点 ，本规程对 短距离预报 进行了 进一步的 细化分类。 6.1.3 隧道超前地质预报方法 应根据被探测对象的物性条件 进行选择， 地质条件复杂的隧道 和存在多种干扰因素的隧道， 应 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

23、告，并提出施工措施建议。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。 6.1.4 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 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

24、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； DB51/T 2792-2021 12 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，积累经验，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

25、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、隧道内地质素描等。 4)地质复杂程度 分级参考附录 A.1。 6.2.2 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) 地质复杂程度 A 级、 B 级、 C 级的区段； f) 无强机械振动干扰； g) 钻爆施工隧道。 6.2.3 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、

26、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。 6.2.4 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； DB51/T 2792-2021 13 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

27、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。 6.2.5 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。 6.2.6 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

28、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。 6.2.7 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。 6.2.8 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。 DB51/T 2792-2021 14 d) 探测目标体与相邻介质存在较明显的波阻抗差异并

29、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 6.3.1 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、断层要素与隧道几何参数的 相关性分析、临近隧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

30、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验。 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

31、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

32、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。 DB51/T 2792-2021 15 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。 6.3.2 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。 6.3.3 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

33、、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）隧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

34、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）隧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隧道，在隧道通过地带岩溶水地表排泄点进行实时监测，监测内 容主要包括泉点、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。 6.3.4 隧道内地质素描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。 DB

35、51/T 2792-2021 16 f) 地下水 出 露 情况。 6.3.5 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

36、并具有可被探测的规模。 b) 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 弹性波法连续预报时前后两次应搭接不少于 10m，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 100 m，不 宜超过 150 m；在岩体完整的硬质岩地层每次可预报 120 m 180 m，但不宜超过 200 m，布 置方式参照附录 C-1。 b) 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 80 m100 m， 不宜超过 120 m；在岩体完

37、整的硬质岩地层每次可预报 100 m 120 m，但不宜超过 150 m， 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 20 m50 m，不宜超过 70 m；在岩体完整的硬质岩地层每次可预报 50 m70 m，但不宜超过 100 m， 布置方式参照附录 C-3。 d) 其它震源应进行试验确定有效预报距离，一般不宜超过 100 m。 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， 但波场衰减快，探测有效距离相对较短，通常在完整硬质岩地层可预报 70 m，

38、但不超 100 m； DB51/T 2792-2021 17 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 120 m，不超 150 m。 6.4.3 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 C。 c) 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 5 cm。 e) 预报数据采集工作应在环境相对安静无强振动干扰

39、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 不 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

40、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。 DB51/T 2792-2021 18 b) 探测体具有足以被探测的规

41、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，是利用电磁波在隧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。 6.5.2 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 150 dB； b) 信噪比大于 60 dB； c) 采样间隔小于 0.5 ns， A/D 模数转换大于 16 位； d) 计时误差小于 1 ns； 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) 具有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。 6.5.3 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 30 m 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 20 m 预报一次； d) 相邻两次预报宜布置 5