云貴鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報專項方案

PAGEPAGE1新建云桂鐵路云南段XXXX標(biāo)段xxxx隧道超前地質(zhì)預(yù)報專項方案編制單位：單位主管：技術(shù)負責(zé)人：審核人：復(fù)核人：編制人：編制日期：目錄HYPERLINK\l"_Toc273998577"1、編制依據(jù)1HYPERLINK\l"_Toc273998578"2、工程概況1HYPERLINK\l"_Toc273998579"2.1隧道地層巖性1HYPERLINK\l"_Toc273998580"2.2隧道地質(zhì)構(gòu)造1HYPERLINK\l"_Toc273998581"2.3水文地質(zhì)特征2HYPERLINK\l"_Toc273998582"2.4控制工程及重難點工程2HYPERLINK\l"_Toc273998583"3、超前地質(zhì)預(yù)報2HYPERLINK\l"_Toc273998584"3.1總體方案2HYPERLINK\l"_Toc273998585"3.1.1預(yù)報的重點段落及其內(nèi)容3HYPERLINK\l"_Toc273998586"3.1.2超前地質(zhì)預(yù)報數(shù)量4HYPERLINK\l"_Toc273998587"3.2預(yù)報方法5HYPERLINK\l"_Toc273998588"3.2.1常規(guī)地質(zhì)法（地質(zhì)調(diào)查法）5HYPERLINK\l"_Toc273998589"3.2.2綜合超前物探法5HYPERLINK\l"_Toc273998590"3.2.3超前鉆孔22HYPERLINK\l"_Toc273998591"4、質(zhì)量保證體系與措施23HYPERLINK\l"_Toc273998592"4.1TSP超前地質(zhì)預(yù)報23HYPERLINK\l"_Toc273998593"4.1.1探測中的規(guī)范要求：23HYPERLINK\l"_Toc273998594"4.1.2嚴(yán)格限制有效預(yù)報的距離23HYPERLINK\l"_Toc273998595"4.1.3超前地質(zhì)預(yù)報報告編寫規(guī)范要求23HYPERLINK\l"_Toc273998596"4.2地質(zhì)調(diào)查法的規(guī)范要求24HYPERLINK\l"_Toc273998597"4.3短距離超前鉆探的規(guī)范要求24HYPERLINK\l"_Toc273998598"4.3.1超前地質(zhì)鉆孔24HYPERLINK\l"_Toc273998600"4.3.2加深炮眼24HYPERLINK\l"_Toc273998602"5、組織機構(gòu)、人員、儀器設(shè)備配備24HYPERLINK\l"_Toc273998603"5.1組織機構(gòu)及人員配備25HYPERLINK\l"_Toc273998604"5.2儀器設(shè)備配備25HYPERLINK\l"_Toc273998605"6.成果分析、信息反饋及處理26HYPERLINK\l"_Toc273998606"6.1工作內(nèi)容26HYPERLINK\l"_Toc273998607"6.2成果資料提交27HYPERLINK\l"_Toc273998608"6.3信息反饋及處理27HYPERLINK\l"_Toc273998609"7.環(huán)境保護措施29PAGE41PAGE1xxxx隧道超前地質(zhì)預(yù)報專項方案1、編制依據(jù)（1）《鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報技術(shù)指南》（鐵建設(shè)［2008］105號）（2）《云桂鐵路云南段管理文件匯編》之《云桂鐵路云南有限責(zé)任公司隧道風(fēng)險管理辦法》附件1《隧道超前地質(zhì)預(yù)報管理辦法》（3）《新建云桂鐵路云南段標(biāo)準(zhǔn)化管理手冊（試行）》（4）《新建云桂鐵路云南段指導(dǎo)性施工組織設(shè)計》（5）《新建鐵路云桂線施工圖DK436+329xxxx隧道》2、工程概況本隧道位于廣南~珠琳區(qū)間廣南縣境內(nèi)，雙線隧道，左右線線間距為4.666~4.6m，設(shè)計為3.0‰的人字坡，全隧除DK434+899~DK435+308.29段位于半徑R=6000的左偏曲線上外，其余地段均位于直線上。隧道進口里程DK434+899，出口里程DK437+759，全長2860m。隧道出口緊鄰那莫雙線大橋橋臺，全隧最大埋深約181m，最小埋深6.3m。2.1隧道地層巖性測區(qū)覆蓋層為第四系殘破積（Q4dl+el）粉質(zhì)粘土，粗角礫土，下伏基巖為三疊系板納組（T2ba）粉砂巖夾泥質(zhì)砂巖，龍丈組（T1ln）泥質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖、斷層角礫巖（Fbr）。2.2隧道地質(zhì)構(gòu)造本測段為滇東臺褶帶和華南褶皺系的滇東南褶皺帶。構(gòu)造體系處于嶺南巨型復(fù)雜緯向構(gòu)造帶的西段與滇越巨型旋扭構(gòu)造體系的復(fù)合部位，構(gòu)造線由北西向或北西西向逐漸變化為東西向，弧形及北東向。隧道位于吉半向斜的東翼，巖層褶皺強烈，構(gòu)造線方向約為N80°W。小褶皺和斷層構(gòu)造較發(fā)育。（1）薄峰褶皺（背斜）：軸部為板納組地層軸線走向N80°W，分布于隧道右側(cè)，隧道位于背斜的南翼。（2）、測區(qū)內(nèi)發(fā)育有那克斷層。特征如下：名稱位置主要特征對工程影響評價價那克斷層DK436+7717斷層走向N600°W，傾向NE，傾角70°，破碎帶帶寬大于110m，斷斷面彎曲，屬屬壓扭性斷斷層。斷層層NE盤地層為為（T1lnn)泥質(zhì)粉砂砂巖、砂質(zhì)質(zhì)泥巖，巖巖層產(chǎn)狀為為N80°°W/500°SW，SW盤為（T2ba)粉砂巖夾夾泥質(zhì)砂巖巖，巖層產(chǎn)產(chǎn)狀為E-W//40°SS。斷層與線路呈335°斜交，對對隧道洞身身圍巖影響響大。2.3水文地質(zhì)特征(1)、地表水測區(qū)地表水發(fā)育，以DK435+800為分水嶺，進出口段各發(fā)育一條沖溝，常年流水，水量較豐富。同時洞身橫向沖溝也較發(fā)育。受大氣降雨及土層空隙潛水、風(fēng)化基巖裂隙水補給。(2)、地下水地下水為第四系覆蓋層孔隙潛水及風(fēng)化基巖裂隙水。區(qū)內(nèi)山腳局部有泉水滲出，流量約0.08L/S。隧道洞身地段巖性為粉砂巖夾泥質(zhì)砂巖，含水性及透水性一般，地形橫坡較為陡峻，地下水排泄較為通暢。2.4控制工程及重難點工程隧道進口DK434+899~DK434+925段埋深淺且仰坡順層，出口DK437+748~DK437+759段埋深較淺是本隧道施工的難點工程。進出口DK434+925~DK435+275、DK437+670~DK437+748為Ⅴ級淺埋段、洞身DK435+540~DK435+595Ⅴ級淺埋段、DK436+570~DK436+640段穿越那克斷層等三處為本隧道施。工的重難點工程3、超前地質(zhì)預(yù)報3.1總體方案為保證隧道施工安全，優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)信息化施工，施工期間應(yīng)加強施工地質(zhì)工作，并實施全隧超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報，將其納入正常施工工序進行管理，通過超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報工作，核實和預(yù)測掌子面前方的地質(zhì)條件，以便及時調(diào)整工程措施，確保施工及結(jié)構(gòu)安全。xxxx隧道采用以地質(zhì)調(diào)查法為基礎(chǔ)，綜合物探及鉆孔為主進行綜合超前地質(zhì)預(yù)報。施工中將幾種預(yù)報手段綜合運用，取長補短，相互補充和印證。綜合監(jiān)測結(jié)果，及時提出對不良地質(zhì)的處理措施，以降低施工風(fēng)險，確保工程質(zhì)量和運營安全。根據(jù)云桂公司管理文件對隧道超前地質(zhì)預(yù)報實行分級管理，并根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害對隧道施工安全的危害程度，對工程地質(zhì)進行地質(zhì)災(zāi)害分級，采取不同的地質(zhì)預(yù)報方案，分級決定調(diào)整實施施工方案。根據(jù)那莫1#隧道的地質(zhì)條件可以劃分為C級：水文地質(zhì)條件較好的碳酸鹽巖及碎屑巖地段、小型斷層破碎帶，發(fā)生突水突泥的可能性較小。C級預(yù)報：以地質(zhì)分析法為主。對重要的地質(zhì)（層）界面斷層或物探異常地段可采用地震波反射法或聲波反射法進行探測，必要時采用紅外探測和超前水平鉆孔（1孔+加深炮眼）。超前水平鉆桿每循環(huán)鉆探一般為30~50米，必要時也可鉆100米以上，鉆進過程中應(yīng)安設(shè)孔口止水裝置。連續(xù)預(yù)報時前后循環(huán)鉆孔重疊5~8米。加深炮眼鉆孔，其深度較爆破孔深2~4米，數(shù)量原則上不少于8個，掌子面配備檢查炮孔深度工具。3.1.1預(yù)報的重點段落及其內(nèi)容重點段落為DK436+570~640，共70m；重點內(nèi)容為：a、不同巖性接觸帶的位置，接觸帶巖體破碎程度、地下水賦存程度；b、斷層破碎帶的巖體破碎程度及地下水的賦存情況；c、隧道內(nèi)圍巖級別變化趨勢。d、設(shè)計預(yù)報的方法及其范圍見下表：預(yù)報方法的選擇擇序號里程樁號預(yù)報方法1DK434+9925DK4335+6440地質(zhì)調(diào)查法WT-1ZT-22DK435+6640DK4336+5330地質(zhì)調(diào)查法WT-1ZT-13DK436+5530DK4336+7330地質(zhì)調(diào)查法WT-2ZT-44DK436+7730DK4337+7448地質(zhì)調(diào)查法WT-1ZT-1物探法類型的分類序號適用條件適用風(fēng)險等級物探類型主要手段1軟弱夾層，非可可溶巖接觸觸帶，地表表物探異常常帶，差異異風(fēng)化帶及及可能出現(xiàn)現(xiàn)其它不良良地質(zhì)體。含含碳（煤）地地層。坍方風(fēng)險及變形形風(fēng)險為中中度WT-1TSP2032非可溶巖地段斷斷層及其破破碎帶，可可溶巖巖溶溶中度發(fā)育育地段，可可能出現(xiàn)的的節(jié)理密集集帶。坍方風(fēng)險為高度度，突水突突泥風(fēng)險為為中度及以以上。WT-2TSP203++紅外探測測鉆探類型的分類序號適應(yīng)條件適用風(fēng)險等級鉆探類型主要手段備注1所有工點全部風(fēng)險類型ZT-1加深炮眼（5孔孔）最基本手段2地表存在構(gòu)筑物物及隧道淺淺埋偏壓地地段坍方風(fēng)險為高度度，變形風(fēng)風(fēng)險為中度度ZT-2超前鉆孔（2孔孔）+加深炮眼眼（5孔），其其中1孔取芯。3地質(zhì)構(gòu)造帶，巖巖層接觸帶帶，物探異異常區(qū)。突水突泥中度風(fēng)風(fēng)險，坍方方中度風(fēng)險險ZT-4超前鉆孔（3孔孔）+加深炮眼眼（5孔），其其中1孔取芯。3.1.2超前地質(zhì)預(yù)報數(shù)量超前地質(zhì)預(yù)報數(shù)量表類別工程數(shù)量長度2860地質(zhì)調(diào)查法地質(zhì)調(diào)查m2860地質(zhì)素描m2860地質(zhì)作圖m2860超前鉆探法加深炮眼m14115超前鉆孔孔數(shù)82m2460物探法TSP203次數(shù)31m3100地質(zhì)雷達次數(shù)0m0紅外探水次數(shù)8m2403.2預(yù)報方法3.2.1常規(guī)地質(zhì)法（地質(zhì)調(diào)查法）地質(zhì)調(diào)查法包括隧道地表補充地質(zhì)調(diào)查和隧道內(nèi)地質(zhì)素描等，根據(jù)掌子面開挖揭示的地質(zhì)條件及部分炮眼加深2～3m的探測情況，如地層巖性特征，巖體破碎程度，地下水發(fā)育情況，結(jié)構(gòu)面性質(zhì)，洞型變形破壞特征等，對掌子面進行地質(zhì)素描，并進行地質(zhì)作圖（幾何作圖，塊體坐標(biāo)作圖，赤平投影作圖，洞身地質(zhì)展示圖等），若發(fā)現(xiàn)掌子面存在危及施工的其他異常情況，增設(shè)Φ75超前探孔進行探測。3.2.2綜合超前物探法長距離超前探測：擬采用TSP-203。對掌子面前方100米范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造作較為詳細的預(yù)報。每100米施作一次，當(dāng)有異常情況時適當(dāng)加密。中近距離超前物探：采用紅外探水儀器對掌子面前方先進行中距離綜合超前預(yù)測、預(yù)報，紅外探水儀器、地質(zhì)雷達25米一次，一次范圍30米。各隧應(yīng)采用TSP，紅外探水儀器、地質(zhì)雷達等綜合物探手段對掌子面前方進行綜合超前地質(zhì)預(yù)報，并對綜合物探結(jié)果加以分析，若物探異常，設(shè)鉆孔進行驗證，每25m一循環(huán)，每孔長30m，搭接長度不小于5m。3.2.2.1TSP203超前地質(zhì)預(yù)報探測TSP203(TunnelSeismicPrediction)系統(tǒng)是瑞士Amberg工程技術(shù)公司研制的超前地質(zhì)預(yù)報探測系統(tǒng)，采用回聲測量原理，人工制造地震，利用地震產(chǎn)生地震波在不同地質(zhì)體中沿不同的途徑以球面波形式到達接收傳感器所用時間、速度等，再通過TSPwin（2.1）軟件處理，獲得P波、SH波、SV波的時間剖面、深度偏移剖面、提取的反射層、巖石物理力學(xué)參數(shù)、各反射層能量大小等成果，以及反射層在探測范圍內(nèi)的空間分布來判斷地質(zhì)情況和巖石性質(zhì)等。一般可預(yù)報隧道進深方向150m-300m或者更遠（與使用的炸藥量、圍巖巖石力學(xué)性質(zhì)及探測操作過程有關(guān)）的地質(zhì)情況，如巖石的強度值、巖體的斷層、破碎帶、軟弱巖層分布、裂隙發(fā)育情況、巖溶、含水構(gòu)造等。1）TSP203超前預(yù)報系統(tǒng)組成（1）記錄單元（如圖1所示）記記錄單元的的作用是對對地質(zhì)信號號記錄和信信號質(zhì)量控控制。其基基本組成為為完成地震震信號A/D轉(zhuǎn)換的電電子元件和和一臺便攜攜式電腦，便便攜式電腦腦控制記錄錄單元和地地震數(shù)據(jù)記記錄、存儲儲以及評估估。此設(shè)備備可以有112個采樣樣接收通道道；用戶可可設(shè)置4個接收器。TSP203超超前探測系系統(tǒng)測量的的可靠性主主要取決于于所接收到的信信號的質(zhì)量量。測量范范圍和測量量精度與系系統(tǒng)的動態(tài)態(tài)響應(yīng)范圍圍和記錄頻頻帶寬度有有極大的關(guān)關(guān)系。使用用最新盛產(chǎn)產(chǎn)4位A/D轉(zhuǎn)換器，其其動態(tài)響應(yīng)應(yīng)范圍最小小為120分貝，所所接收到信信號的頻率率范圍為10～80000Hz。動態(tài)范范圍為120分貝的聲聲波信號可可通過將信信號描繪到到一張圖紙紙上來加以以解釋和對對比：信號號強度反映映在圖紙上上偏離零點點的距離最最高可達5500m，而而圖紙的最最小分辨率率為1mmm。由于在在通常的TSP探測中所所接收到的地地震信號的的頻率范圍圍為100～200HHz，因此該該系統(tǒng)具有有多重采樣樣特性，從從而進一步步提高系統(tǒng)統(tǒng)的信噪比比，干擾信信號在數(shù)據(jù)據(jù)處理過程程中通過濾濾波器進行行過濾。松下筆記本電腦腦是記錄單單元的一個個不可分割割的組成部部分，它具具有防水、防防塵以及抗抗震的特點點，能夠在在極其惡劣劣的隧道環(huán)環(huán)境中正常常運行。在在測量過程程中，該電電腦可以控控制噪音水水平，跟蹤蹤所記錄的的聲波信號號(數(shù)據(jù))的質(zhì)量。圖1TSP203系統(tǒng)主要組成圖1TSP203系統(tǒng)主要組成在觸發(fā)器控制面面板上顯示示為綠燈時時，電腦操操作員將發(fā)發(fā)出“準(zhǔn)備完畢”可以引爆的信信號。為了了安全起見見，引爆的的具體操作作有爆破工工來完成。觸觸發(fā)器的觸觸發(fā)電路在在任何情況況下都能提提供一個準(zhǔn)準(zhǔn)確的起始始記錄信號號。記錄設(shè)備的內(nèi)置置電源可以以保證系統(tǒng)統(tǒng)的安全操操作時間為為3～4個小時(最長可達達5～6小時)，足夠完完全進行33次TSP測量。同同時，這套套設(shè)備使用用了外接充充電器對內(nèi)內(nèi)置電池進進行充電。（2）信號接收器(傳傳感器)信號接收器是用用來接收地地質(zhì)信號，安安置在一個個特殊金屬屬套管中，套套管與巖石石之間采用用注水泥或或者雙組分分環(huán)氧樹脂脂牢固的結(jié)結(jié)合。接收收單元在測測量強必須須插入到該該金屬套管管中。接收收單元由一一個極靈敏敏的三分量量的地震加加速度檢波波器(X—Y—Z)組成，頻頻帶寬度為為10～5000Hz，包包含了所需需的動態(tài)范范圍，能夠夠?qū)⒌卣鹦判盘栟D(zhuǎn)換成成電信號。盡盡管總長為為2m的接收收傳感器被被分為三段段，傳感器器的安裝仍仍然非常簡簡單和快速速。由于采用了三分分量加速度度傳感器，因因此，可以以確保三維維空間范圍圍的全波記記錄，并能能分辨出不不同類型的的聲波信號號，如P波和S波。此外外，這三個個組件互相相正交，由由此可以計計算出聲波波的入射角角。接收器的設(shè)計適適合不同性性質(zhì)的巖層層，使用范范圍為軟巖巖層到花崗崗巖巖層。接收器的外部尺寸滿足可以安裝在一個接收套管中，而此接收套管的直徑為43mm，因此，可以通過一臺手持式鉆機鉆鑿一個接收器安裝孔。接收單元具有防防塵防水密密封，可以以保證接收收系統(tǒng)即使使在惡劣環(huán)環(huán)境下都能能正常工作作。（3）附件和引爆設(shè)備備啟爆器、觸發(fā)器器、信號電電纜連接線線、角度量量測器、角角度校正器器，長度為為2m的精密密鋼質(zhì)套管管和專用錨錨固劑等。如前所述，在安安裝接收單元以以前，一個個特殊套管管必須固定定到接收器安裝裝孔上。接接收單元安安裝后會通通過接收電電纜與記錄錄單元相連連。引爆設(shè)備是由一一帶有外接接觸發(fā)盒的的傳統(tǒng)起爆爆器組成，觸觸發(fā)盒嵌入入到引爆線線路中。觸觸發(fā)器一方方面通過兩兩根電纜與與電雷管相相連，另一一方面，通通過引爆電電纜線與記記錄單元的的連接，以以確保記錄錄單元和觸觸發(fā)盒之間間的聯(lián)系。激發(fā)地震信號所所需炸藥，比比如說起爆爆引線，可可通過膠帶帶與電雷管管捆綁在一一起。雷管管和炸藥通通過一填充充竿送入到到1.5mm深的爆破破孔內(nèi)部，爆爆破前將孔孔注水填塞塞。這些爆爆炸組件屬屬于消耗品品。記錄單元準(zhǔn)備就就緒允許起起爆后，起起爆盒上將將有一綠燈燈顯示，然然后，由爆爆破工自行行決定引爆爆。這樣可可保證在爆爆破工和操操作員沒有有直接對話話的情況下下，仍然具具有高標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的安全性性。（4）TSP203超超前預(yù)報系系統(tǒng)的特點點TSP超前地質(zhì)質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)統(tǒng)是專門為為隧道和地地下工程超超前地質(zhì)預(yù)預(yù)報研制開開發(fā)的、目目前世界上上在這個領(lǐng)領(lǐng)域較先進進的設(shè)備，它它具有以下下幾特點：：①預(yù)報費用低：目目前暫定的的預(yù)報費用用是根據(jù)鐵鐵道部36號文件精精神，參照照相關(guān)定額額和規(guī)定而而算出的，每每次約為1.5萬元人民民幣，再視視調(diào)遣距離離的遠近和和地區(qū)差別別略作調(diào)整整。②適用范圍廣：可可適用于極極軟巖石至至極硬巖石石的任何地地質(zhì)情況。它它是利用地地震波在不不均勻地質(zhì)質(zhì)體中產(chǎn)生生的反射波波特性來預(yù)預(yù)報隧道掌掌子面前方方以及周圍圍臨界區(qū)域域的地質(zhì)情情況。③預(yù)報距離長：能能準(zhǔn)確預(yù)報報掌子面前前方100～150mm范圍內(nèi)的的地質(zhì)狀況況，圍巖越越完整預(yù)報報距離越大大。它的接接收器是獲得得專利的雙雙傳感器，具具有6個超靈敏敏加速計，能能接收到極極其微弱的的地震反射射波信號。④對隧道施工干擾擾小：它可在隧隧道施工期期間進行，即即使專門安安排此項工工作，也不不過需要一一個小時左左右。它的的接收器和炮眼眼不是在掌掌子面上，而而是在掌子子面附近的的邊墻上，施施工接收器器孔和炮眼眼時不影響響正常的隧隧道掘進，只只是在接收收信號時為為減少噪音音干擾而做做短暫停工工。⑤提交資料及時：：在現(xiàn)場采采集數(shù)據(jù)的的第二天即即可提交正正式成果報報告。它設(shè)設(shè)計了一套套專門處理理軟件，將將復(fù)雜多解解的波形分分析轉(zhuǎn)換成成為直觀的的單一解的的波形能量量分析圖。將將隧道頂部部和底部的的波形能量量分析圖確確定之后，就就可得出斷斷層破碎帶帶、軟弱夾夾層或其他他不良地質(zhì)質(zhì)體相對于于隧道空間間位置，計計算機就會會自動繪出出彈性波速速度有差異異的地質(zhì)界界面相對于于隧道軸線線的地質(zhì)平平面圖和縱縱斷面圖。2）TSP203超超前探測系系統(tǒng)數(shù)據(jù)采采集過程（1）準(zhǔn)備工作隧道地質(zhì)超前TSP測量系統(tǒng)統(tǒng)，其主要要目的是預(yù)預(yù)測隧道掌掌子面前方方的地質(zhì)情情況，涉及及到巖層強強度或更準(zhǔn)準(zhǔn)確地說巖巖層阻抗的的變化。通通常來說，巖巖層的主要要結(jié)構(gòu)的傾傾向和方位位與隧道軸軸線呈相對對固定的關(guān)關(guān)系，在許許多情況下下，這些關(guān)關(guān)系是比較較清楚的，有有關(guān)信息可可通過地質(zhì)質(zhì)分析、隧隧道勘測以以及隧道工工程記錄等等獲得。因因此巖石分分界面或主主要結(jié)構(gòu)面面的平均方方位與隧道道軸線的關(guān)關(guān)系是可以以比較容易易推斷出來來的。通常情況下，TTSP測量剖面面是在隧道道的左側(cè)或或者右側(cè)壁壁上布置一一系列的微微型爆破，測測量剖面的的選擇主要要取決于巖巖層結(jié)構(gòu)的的主導(dǎo)方位位。盡管巖層內(nèi)部的的大體情況況未知，但但在隧道壁壁左右兩側(cè)側(cè)安裝一對對接收器可提供供一些附加加信息。簡簡而言之，使使用一個爆爆破剖面和和兩個接收收器也是出出于經(jīng)濟的的目的考慮慮。但對于地質(zhì)狀況況非常復(fù)雜雜的情況，建建議使用兩兩側(cè)爆破剖剖面測量。上上述布置的的好處是將將所獲得的的地質(zhì)數(shù)據(jù)據(jù)加以對比比和相互校校正。所用的材料如下下：乳化炸炸藥，每孔孔裝藥量介介于20～30g，每次測測量大約6600g。電電爆破雷管管以及導(dǎo)線線，每次約約30個，引引爆電線大大約60mm。瑞士安安伯格公司司提供的接接收器套管管1～2個。①確定與標(biāo)記測量量剖面根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)質(zhì)情況決定定測量設(shè)計計圖樣以后后，接收器和爆爆破鉆孔的的位置必須須明確。除除了極個別別情況外，標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)測量剖剖面的布置置，應(yīng)遵循循以下操作作步驟：A、確定進行TSSP測量時隧隧道掌子面面所在的位位置。B、確定接收器的的位置離掌掌子面的距離大大約為555m。C、確定隧道軸線線的參考點點位置，也也即將之與與隧道工程程所使用的的坐標(biāo)系(X，Y，Z軸)聯(lián)系起來來。比如隧隧道軸X軸是指隧隧道里程TM。對TSP2203其參考點點位置應(yīng)接接近接收器或者者是與隧道道軸線完全全一致。基基于此，所所有接收器以及及爆破點的的位置必須須根據(jù)參考考坐標(biāo)系設(shè)設(shè)置，將參參考點位置置與接收器的位位置重合在在一起，可可以簡化實實際定位過過程，在這這種情況下下，可將標(biāo)標(biāo)尺的零點點固定在接接收器的位位置上測量量爆破剖面面的相對位位置。參考點的沿軸線線的位置相相對于整個個隧道工程程的坐標(biāo)系系必須明確確，參考點點在隧道橫橫斷面的位位置是根據(jù)據(jù)和隧道左左右兩側(cè)以以及相對拱拱頂和底版版的位置來來確定的。D、接收器和第一個個炮眼的距距離應(yīng)控制制在大約15～20m，在在任何情況況下都不允允許小于115m。出出于實際操操作方便的的考慮，各各炮眼間距距大約為11.5m，但但如果所選選擇的測量量剖面比較較短，此距距離可縮小小。無論如如何此距離離都不允許許超過2mm，測量時時必須布置置TSP測量所必必須的最少少炮眼數(shù)，一一般為24個，最少少不得少與與18個，。所有接收器和炮炮眼在相對對坐標(biāo)系中中應(yīng)平行于于隧道軸線線。如果相相對于坐標(biāo)標(biāo)系在隧道道右側(cè)壁，接收器和炮點的位置就應(yīng)布置在右壁，否則就應(yīng)布置在左壁，相對坐標(biāo)系中的X軸相應(yīng)的應(yīng)定位在右壁或左壁上。E、所有接收器和和炮眼深度度都可以非非常容易地地測出，同同時必須沿沿著隧道軸軸向作一標(biāo)標(biāo)記，或者者沿著X軸的某一一理想直線線連接接收收器和炮眼眼，此直線線應(yīng)與X軸方向一致致，或平行行于隧道軸軸線，在垂垂直方向不不允許有較較大的偏差差。在上導(dǎo)導(dǎo)坑和臺階階開挖處可可能存在較較大的高度度差，在這這種情況下下，需要測測量炮孔在在X軸和在Z軸方向的的位置。圖2TSP203+超前預(yù)報系統(tǒng)鉆孔示意圖此相對坐標(biāo)系與與隧道工程程所使用的的坐標(biāo)系必必須吻合(X軸即為隧隧道軸向)，X值即為相相對坐標(biāo)系系中離坐標(biāo)標(biāo)原點的位位置。圖2TSP203+超前預(yù)報系統(tǒng)鉆孔示意圖②、鉆孔A、傳感器鉆孔數(shù)量：2個，隧隧道每個壁壁面一個直徑：43～445mm//孔深2m。布置：沿軸徑向向，用灰泥泥固結(jié)時相相下傾斜10°。高度：離地面約約1m。位置：離掌子面面大約555m。B、鉆孔爆破數(shù)量：24個，根根據(jù)實際位位置可以選選擇多于18個。直徑：38mmm(20～45mmm)/孔深1.55m(最小0.88m；最大大2.0mm)。布置：沿軸徑向向，向下傾傾斜10°～20°(水封填炮炮泥)，相對于于隧道壁面面傾斜約為為10°。高度：離地面約約1m。位置：第一個鉆鉆孔離接收收器大約200m,其余炮眼眼間距約11.5m((最遠2m)當(dāng)傳感器孔和爆爆破孔全部部鉆好后，由由測量人員員提供每個個孔的三維維坐標(biāo)，同同時用水平平角度尺和和鋼尺測量量每個孔的的角度和深深度，并記記錄下來。（如如圖5所示）C、接收器套管的埋埋置和爆破破孔裝藥接收器套管的埋埋置關(guān)系到到接收器所收收集的地震震波信息的的準(zhǔn)確性。有2種不同方法可以將接收器套管固定在巖體中。㈠灌注灰泥鉆好接收孔以后后，應(yīng)盡可可能快地安安裝接收器套管管。鉆孔必必須用一種種特殊的雙雙組分非收收縮灰泥進進行填充，灰灰泥由顆粒粒很細的砂砂漿組成。比比如說，可可以用一種種管壁很薄薄的PVC管和漏斗斗來填充。將將接收器套管管推進事先先填充過灰灰泥的接收收器孔中，多多余的灰泥泥就會沿著著管溢出。注注意：安裝裝完畢后，套套管前邊緣緣在水平地地面上，必必須成一列列。經(jīng)過12～16小時的硬化，巖巖石壁與套套管就可以以牢固地結(jié)結(jié)合。㈡安裝環(huán)氧樹脂套套管接收器套管使用用的固結(jié)材材料是環(huán)氧氧樹脂，鉆鉆好接收器鉆孔孔以后，應(yīng)應(yīng)馬上安裝裝接收器套管管。必須保保證將足夠夠多的環(huán)氧氧樹脂藥卷卷塞入到鉆鉆孔內(nèi)。如如果使用小小型鉆機，而而且孔徑小小于45mmm，用3根環(huán)氧樹樹脂藥卷就就足夠了。如如果使用大大型鉆機，每每個套管上上可以安裝裝4根環(huán)氧樹樹脂藥卷。具具體操作如如下：(a)為了不使使接收器套管在安裝過過程中發(fā)生生變形，最最好在鉆孔孔之后立刻刻安裝套管管，當(dāng)鉆桿桿退出時，應(yīng)應(yīng)保證鉆機機的曲臂始始終保持在在同一條直直線上。(b)用一個更更短的鉆桿桿或一個能能取出六邊邊形螺冒的的適配器來來替代原來來的鉆桿。適適配器的總總長至少為為0.7mm。(c)必須保證證鉆機能通通過一個比比較短的配配備了適配配器的鉆桿桿，將接收收器套管安安裝到鉆孔孔中。同時時這些部件件必須足夠夠長，以確確保不移動動鉆機曲臂臂就可以完完成接收器套管管安裝。(d)將接收器器連接到適適配器上，并并檢測套管管是否在同同一直線上上。(e)向前推動動套管。最最終套管的的頂位會抵抵到套筒，此此時套管的的轉(zhuǎn)動速度度應(yīng)為200～300轉(zhuǎn)/min。(f)大約100s以后，向向后拉鉆臂臂使之與套套管分離。(g)兩種組分分的樹脂混混合后完全全粘合只要要5～10miin，為此，應(yīng)應(yīng)該加快取取出手柄，使使套管與所所安裝的適適配器連在在一起，調(diào)調(diào)整接收器套管管使套管前前置邊緣線線在水平面面上布置在在一條直線線上。安裝接收器套管管后，務(wù)必必將兩側(cè)中中有V形口的一一側(cè)水平排排列。以上所有準(zhǔn)備工工作都可以以與隧道施施工平行作作業(yè)，不占占用隧道施施工時間，但但在進行數(shù)數(shù)據(jù)采集時時，為了減減少噪音對對地震波信信號的影響響，要求隧隧道內(nèi)的各各工作面均均要暫時停停止30～45miin。（2）現(xiàn)場測試圖3TSP203系統(tǒng)組件標(biāo)準(zhǔn)測量圖示意圖在所有的準(zhǔn)備工工作完成后后，即可進進行現(xiàn)場測測試。為了了盡可能少少的占用施施工時間和和減少對進進行現(xiàn)場測測試工作的的干擾，現(xiàn)現(xiàn)場測試時時間最好選選在噴錨結(jié)結(jié)束和鉆爆爆開始之間間的交接班班時間。圖3TSP203系統(tǒng)組件標(biāo)準(zhǔn)測量圖示意圖①、測試人員進洞洞后，主管管測試人員員選擇測試試儀器安置置地點，并并對隧道頂頂部巖石進進行復(fù)查，確確保測試儀儀器的安全全。②、檢查孔眼，看看能否將接接收器的鋼鋼套管放入入，避免出出現(xiàn)環(huán)氧樹樹脂粘結(jié)劑劑混合后鋼鋼管無法插插入。安排排鉆工就位位，將環(huán)氧氧樹脂粘結(jié)結(jié)劑用炮桿桿依次送入入孔內(nèi)直到到孔底(每次送一一卷)，將鋼管管送入孔內(nèi)內(nèi)，利用傳傳感器組裝裝專用工具具將傳感器器套管和風(fēng)風(fēng)鉆配合，慢慢速平穩(wěn)地地鉆進(由于環(huán)氧氧樹脂粘結(jié)結(jié)劑的反應(yīng)應(yīng)時間為5min，必須保保證套管在在3～4min內(nèi)鉆入孔孔內(nèi))，鉆進結(jié)結(jié)束后，立立即利用227mm六六角扳手將將套管旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)正向，使使27mmm六角扳手手上的紅點點朝上，并并檢查套管管，驗證套套管內(nèi)壁上上凹槽是否否在豎直方方向上。在在安裝套管管的過程中中，測量人人員同步進進行隧道幾幾何參數(shù)的的測量和記記錄。③、傳感器套管安安裝就位后后，主管測測試人員利利用專用的的清潔桿對對套管內(nèi)壁壁進行清洗洗，然后在在其他測繪繪人員的協(xié)協(xié)助下進行行傳感器的的安裝。安安裝工作務(wù)務(wù)必要十分分認真仔細細，傳感器器應(yīng)分節(jié)安安裝，前一一節(jié)傳感器器絕大部分分進入套管管后方進行行傳感器連連接，兩節(jié)節(jié)傳感器必必須在同一一直線上任任何點，輕輕微的彎曲曲都有可能能造成連接接處的不密密貼，傳感感器連接處處的插針、插插孔和凸凹凹槽必須緊緊密配合，方方可旋緊外外套。同時時，工作人人員展開電電纜線，進進行系統(tǒng)連連線工作。（如如圖6所示）④、傳感器安裝完完畢后，測測試人員開開存儲單元元，并將計計算機與存存儲單元連連接，電纜纜線插口與與存儲單元元連接，并并進行復(fù)查查。⑤、系統(tǒng)連接完畢畢后，主管管測試人員員打開電腦腦登錄Winddows22002系統(tǒng)，并并打開存儲儲單元開關(guān)關(guān)，打開TSP2203專用軟件件，輸入部部分幾何參參數(shù)，進入入數(shù)據(jù)采集集模式，檢查噪音音情況。輔輔助工作人人員對起爆爆器充電，待待主管測試試人員發(fā)布布放炮命令令時，在觸觸發(fā)器上安安裝模擬電電阻，檢查查出觸發(fā)器器上的綠燈燈是否變亮亮，確認所所有人員撤撤離到安全全位置后放放炮。觀察察波形，檢檢查系統(tǒng)能能否進行數(shù)數(shù)據(jù)采集。⑥、在距傳感器最最近的炮眼眼內(nèi)裝藥(藥量約20～30g)，炮眼裝裝藥后用水水封堵，封封堵時要慢慢速倒水，防防止將雷管管和炸藥沖沖開。放炮炮采集數(shù)據(jù)據(jù)，觀察波波形和信號號最大值(信號最大大值在50000mV內(nèi)盡可能能大)，根據(jù)信信號最大值值對藥量進進行調(diào)整。隨隨炮眼和傳傳感器之間間距離的增增大，藥量量可適當(dāng)加加大。及時時檢查數(shù)據(jù)據(jù)采集情況況，在幾何何參數(shù)中輸輸入傳感器器和炮眼參參數(shù)，可看看到采集信信號。理論論上來講，傳傳感器接收收信號與炮炮眼和傳感感器距離二二者成線形形關(guān)系，如如果線形關(guān)關(guān)系不明顯顯，應(yīng)檢查查線路，尤尤其是雷管管連線部分分線路的檢檢查。采集和記錄新的的TSP2203的地質(zhì)數(shù)數(shù)據(jù)一般需需要創(chuàng)建一一個新的測測量文檔。對對于一份已已存在的測測量文檔可可能在某些些情況下需需要補充采采集其他數(shù)數(shù)據(jù)。此種種情況下打打開一份已已存在的文文件需要從從菜單欄打打開，或者者直接打開開擴展名為為.Svy的文件。采集到的TSPPwin地質(zhì)數(shù)據(jù)據(jù)會在WFP窗口中的的測量文檔檔中運行?；竟δ艿牡脑敿氄f明明以及說明明波場處理理的過程的的WFP窗口的不不同演示可可以參考《TSPwwin2..0處理評估估軟件》。⑦、24次爆破的標(biāo)準(zhǔn)記記錄操作一一般需要大大約30～45miin。在此期期間，盡可可能的關(guān)掉掉制造地震震噪音的發(fā)發(fā)生源，比比如，完成成上述操作作可以利用用工作間歇歇或者交接接班的間隙隙。對爆破孔的起爆爆順序沒有有特別的要要求，只要要爆破孔的的位置與爆爆破孔的編編號能國正正確對應(yīng)即即可。為了了避免出錯錯，建議起起爆和記錄逐孔孔有次序地地進行(升序或降降序)，也就是是說爆破和和記錄的孔孔位與接收收器的距離離是遞增或或遞減的。實際測量記錄的的過程類似似前述的關(guān)關(guān)于觸發(fā)測測試操作。所所有的系統(tǒng)統(tǒng)組件正確確連接后，控控制面板和和觸發(fā)盒上上的綠色控控制燈就會會發(fā)亮，此此刻，屏幕幕上出現(xiàn)噪噪音檢測對對話框，系系統(tǒng)已做好好下一次信信號記錄的的準(zhǔn)備。在在引爆裝置置引爆時，控控制面板上上的控制燈燈由綠色變變成橙色，表表示進入忙忙碌狀態(tài)。在在系統(tǒng)默認認的參數(shù)設(shè)設(shè)置下，地地震數(shù)據(jù)從從記錄到傳傳送給電腦腦存儲大約約需要20s。此時，顯顯示噪音活活動水平欄欄關(guān)閉，底底下的一欄欄則表示當(dāng)當(dāng)前政處于于數(shù)據(jù)傳輸輸階段，如如“上傳接收收器1[X]”，所有通通道成功傳傳輸數(shù)據(jù)以以后顯示框框變?yōu)轱@示示地震軌跡跡，通常是是1(X)、1(Y)、……2(Z)六個通道道。⑧、所有工作通道道數(shù)據(jù)全部部上傳后出出現(xiàn)在右邊邊的地震地地震軌跡可可以表現(xiàn)出出軌跡特性性，數(shù)據(jù)控控制又是通通過檢驗顯顯示的地震震軌跡的特性來完完成。移動光標(biāo)到任一一信號點，相相應(yīng)的時間間將顯示在在上面的標(biāo)標(biāo)題欄上，將將光標(biāo)移動動到第一次次到達的信信號上，可可以確定直直達波P波的通行行時間。通通過逐一對對離接收器器位置(開始端)越來越遠遠的爆破點點進行爆破破發(fā)射，所所測得的通通行時間提提供了一個個很有效的的數(shù)據(jù)控制制方法，以以檢測所記記錄的爆破破孔和起爆爆是否有效效。⑨、完成所有的記記錄后，點點擊主菜單單上的“文件”并選擇“退出”TSPwwin程序。測測量文件主主要存儲的的最后一次次檢測可以以在WinddowsNTEExploorer下完成，打打開保存的的后綴名為為*.Svvy文件并檢檢查文件，譬譬如文件的的大小等。一一般測量都都有2個接收器器，每個接接收器都有有三個組分分，時間樣樣本記錄長長度為7218，通過此此系統(tǒng)將生生成一個大大小約為4MB的原始數(shù)數(shù)據(jù)，其文文件后綴名名為*.Svvy。在測量現(xiàn)場進行行系統(tǒng)清除除，需要遵遵循如下步步驟：（a）關(guān)掉記錄單元元和松下筆筆記本電腦腦。（b）斷開觸發(fā)器裝置置(電纜和裝裝置)。（c）斷開(接收器器)電纜。（d）小心地從套管管中取出接接收器，旋旋開三個組組件并裝載載到接收器器盒內(nèi)。（e）如果需要，可可以檢查和和清點系統(tǒng)統(tǒng)組件，必必要時，給給記錄單元元電池充電電。3）數(shù)據(jù)處理及解譯譯過程在現(xiàn)場試驗完成成后，在室室內(nèi)對地震震波進行處處理。TSSPWiin系統(tǒng)對于于地震波數(shù)數(shù)據(jù)的處理理和計算共共有11個主要要步驟，并并且是依次次進行：（如如圖4所示）(1)建立數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)長度，在在時間上把把地震波數(shù)數(shù)據(jù)縮短為為一個合適適的長度，以以減少計算算時間和存存儲空間。然然后進行零零位調(diào)整，以以清除一些些初始獲得得的地震波波數(shù)據(jù)，使使所圖4TSP-203+超前預(yù)報探測系統(tǒng)前5步的處理流程圖有掃描時間窗口口相等。最最后確定平平均振幅波波譜，平均均波譜反映映了地震波波掃描主要要頻率的內(nèi)內(nèi)容，它可可以產(chǎn)生合合適的信息息頻率范圍圍，并將它它作為帶通通濾波器參參數(shù)社頂?shù)牡娜笔?shù)數(shù)。圖4TSP-203+超前預(yù)報探測系統(tǒng)前5步的處理流程圖(2)帶通濾波其作用是刪除有有效信號頻頻率范圍以以外的噪音音振幅。以以上一步確確定的平均均振幅波譜譜作為依據(jù)據(jù)，運用巴巴特夭滋帶帶通濾波器器進行濾波波，從而確確定接收和拒絕絕最高和最最低頻率值值。(3)第一次到達達高峰以確定每次掃描描直達縱波波的傳播時時間。(4)選擇處理這一步驟分兩步步，首先是是轉(zhuǎn)化，即即將直達縱縱波傳播近近似為S波直達波波的傳播時時間，從而而確定直達達波S波的速度度，并在第第一次到達達的S波形周圍圍設(shè)置簡短短分析窗口口，以便下下一步的Q計算；下下一步是定定線，改變變整個地震震波的掃描描，使首先先到達的P波在時間間調(diào)整上顯顯示在某一一條線或在在其周圍。(5)爆破能量平衡作用是補償每次次爆破中彈彈性能量的的損失。(6)Q計算以直達波決定衰衰減參數(shù)，Q=Pi×f×a×v，Q表示傳遞地震波的特定巖石能力，f為頻率，a為衰減系數(shù)，v為傳播速度。（如圖5所示）圖5TSP-203+超前預(yù)報探測系統(tǒng)后6步的處理流程圖(7)反射波提取圖5TSP-203+超前預(yù)報探測系統(tǒng)后6步的處理流程圖這一步分為電信信號轉(zhuǎn)化和和Q濾波兩步步，電信號號轉(zhuǎn)化是為為了傾斜過過濾以吸收收反射波；；Q濾波計算算是由信號號帶通內(nèi)的的高頻率衰衰減而引起起能量丟失失，從而減減弱了地震震波的分辨辨率，在已已知巖石質(zhì)質(zhì)量因子Q時，丟失失的振幅逆逆向Q濾波可以以部分恢復(fù)復(fù)。(8)P波和S波波的分離系統(tǒng)通過旋轉(zhuǎn)坐坐標(biāo)系統(tǒng)將將記錄分別別分高成P，SH，SV波的類型型作為時間間記錄的函函數(shù)。(9)速度分析首先產(chǎn)生一種速速度模式，然然后計算通通過該模式式時的傳遞遞時間，再再將地震波波數(shù)據(jù)限制制在解釋的的距離內(nèi)，最最后再從這這些實驗偏偏移中得到到新形式。(10)深度偏移移以最終兩種位移移-速度模式式計算最終終P，S波速，從從爆破孔以以及接收器位置置到潛在反反射點位置置的傳遞時時間。(11)反射分離離使用圖象處理以以及分段從從最終偏移移結(jié)果中分分離主要的的P，S波。數(shù)據(jù)解譯過程是是TSP超前預(yù)報報系統(tǒng)有效效進行工作作的關(guān)鍵，也也是地質(zhì)預(yù)預(yù)報過程中中需要重點點研究和掌掌握的核心心部分。對對TSP圖像的準(zhǔn)準(zhǔn)確解譯，一一方面要求求解譯人員員嚴(yán)格按照照TSP2203工作作手冊中規(guī)規(guī)定的原則則進行解譯譯，在實踐踐中積累解解釋經(jīng)驗。另另一方面：：要求解譯譯人員有豐豐富的地質(zhì)質(zhì)工作經(jīng)驗驗，因為只只有這樣，解解譯人員才才能充分認認識各類不不良地質(zhì)在在實踐中的的成份以及及表現(xiàn)形式式，繼而準(zhǔn)準(zhǔn)確掌握這這些不良地地質(zhì)在TSSP圖像中中的表現(xiàn)特特征，同時時有效區(qū)分分在TSP圖像中表表現(xiàn)的各類類不良地質(zhì)質(zhì)體。完成了測試過程程以后，信信號比較好好的地震數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)該被被記錄下來來，因為要要地震法預(yù)預(yù)報在很大大的程度上上取決于原原始數(shù)據(jù)的的質(zhì)量，以以下列出了了數(shù)據(jù)采集集的一些重重要的準(zhǔn)則則：①信號電平為了避免放大器器的非線性性和過載失失真，第一一發(fā)射點的的信號電平平應(yīng)該低于于所有信號號軌跡的880﹪，如果第第一發(fā)射點點的裝藥量量過高，建建議將最近近的三個發(fā)發(fā)射點的裝裝藥量減半半。如果由由于某些原原因(裝藥量提提前預(yù)制好好)，則應(yīng)記記錄并監(jiān)測測第二發(fā)射射的失真情情況，如果果沒有失真真，可以繼繼續(xù)記錄測測量，在后后續(xù)的處理理中，可以以刪除第一一次發(fā)射記記錄得數(shù)據(jù)據(jù)。②信號特征TSP地震法地地質(zhì)預(yù)報的的原理是基基于處理反反射信號。從從發(fā)射點發(fā)發(fā)出的信號號必須是一一個尖脈沖沖信號(即峰信號)，而且接接收器單元元必須不失失真的將其其記錄下來來。完成第一個爆破破孔的爆破破發(fā)射以后后，可以立立即根據(jù)直直達波的波波形檢測聲聲波的質(zhì)量量，直達波波首先到達達，其聲波波信號也是是最強的。接接收器指向向爆破孔的的組分(通常是1XX或2X指向掌掌子面)，能清晰晰顯示一串串波列，包包括一個正正振幅和一一個更強的的負振幅。該該波列的特特征形狀應(yīng)應(yīng)該不隨爆爆破孔距離離接收器位位置的改變變而變化。隨隨著發(fā)射孔孔與接收器器之間距離離的增加，信信號振幅會會明顯減弱弱，而且脈脈沖帶寬會會有所增加加，這是因因為聲波是是以球面的的形式進行行傳播，同同時高頻信信號在巖石石中傳播信信號會衰減減吸收。如果最先到達的的波形具有有震動性，這這說明接收收器單元和和巖層之間間沒有足夠夠的粘結(jié)，這這是因為接接收器套管管沒有固結(jié)結(jié)好或者是是套管內(nèi)部部不干凈。在在這種情況況下，應(yīng)重重新記錄2次或3次發(fā)射，若若信號形狀狀還沒有得得到改善，應(yīng)應(yīng)適度清洗洗接收器套套管，將接接收器重新新插入接收收器套管。若若效果依然然不佳，則則應(yīng)在新的的位置重新新安裝接收收器套管并并重復(fù)所有有的測量。在對TSP探測測結(jié)果進行行數(shù)據(jù)解譯譯處理時，應(yīng)應(yīng)該遵循以以下幾方面面原則：（a）正反射振幅表表明硬巖層層，負反射射振幅表明明軟巖層。（b）若S波反射較較P波強，則則表明巖層層飽含水。（c）Vp/Vs增加或泊松比突突然增大，常常常由于流流體的存在在而引起。（d）若Vp下降，則則表明裂隙隙或孔隙度度增加。（e）反射振幅越高高，反射系系數(shù)和波阻阻抗的差別別越大。3.2.2.22紅外探水水1）紅外探水工作作原理自然界中任何介介質(zhì)都因其其分子的振振動和轉(zhuǎn)動動每時每刻刻都在向外外輻射紅外外電磁波，從從而形成紅紅外輻射場場，而地質(zhì)質(zhì)體向外輻輻射的紅外外電磁場必必然會把地地質(zhì)體內(nèi)的的地質(zhì)信息息以場的變變化的形式式表現(xiàn)出來來。當(dāng)隧道外圍介質(zhì)質(zhì)正常時，沿沿隧道走向向，按一定定間距分別別對四壁逐逐點進行探探測時，此此時所獲得得的探測曲曲線是略有有起伏且平平行于坐標(biāo)標(biāo)橫軸的曲曲線，此探探測曲線稱稱為紅外正正常場。其其物理意義義是表示隧隧道外圍沒沒有災(zāi)害源源。當(dāng)隧道外圍某一一空間存在在災(zāi)害源時時（含水裂裂隙、含水水構(gòu)造和含含水體），災(zāi)災(zāi)害源自身身的紅外輻輻射場就要要疊加在正正常場上，使使獲得的探探測曲線上上某一段發(fā)發(fā)生畸變，其其畸變段稱稱為紅外異異常場，由由于到場源源的距離不不同，畸變變后的場強強亦不同。其其物理意義義是隧道外外圍存在災(zāi)災(zāi)害源。值值得說明的的是：由于于地下水的的來源不同同，異常場場可高于正正常場也可可低于正常常場。另外值得說明的的是：當(dāng)隧隧道中出現(xiàn)現(xiàn)人為造成成的熱源時時，比如燈燈泡近處，夏夏天風(fēng)筒出出口附近會會產(chǎn)生干擾擾場，這些些場也會疊疊加到正常常場上，使使探測曲線線發(fā)生變化化。不過這這種紅外干干擾場有其其特點，易易識別。在隧道中，圍巖巖每時每刻刻都在向外外發(fā)射紅外外波段的電電磁波，并并形成紅外外輻射場，場場就有密度度、能量、方方向等信息息，巖層在在向外發(fā)射射紅外輻射射的同時，必必然會把它它內(nèi)部的地地質(zhì)信息傳傳遞出來。干干燥無水的的地層和含含水地層發(fā)發(fā)射強度不不同的紅外外輻射。地地下水的活活動會引起起巖體紅外外輻射場的的變化,紅外探水水儀通過接接收巖體的的紅外輻射射強度,根據(jù)圍巖巖紅外輻射射場強的變變化值來確確定掌子面面前方或洞洞壁四周是是否有隱伏伏的含水體體。紅外探水每200m測量一一次。紅外外探水測量量速度快，基基本不占用用生產(chǎn)時間間。資料分分析快，測測量完畢，即即可得出初初步結(jié)論，室室內(nèi)整理及及編寫報告告也可在2小時內(nèi)完完成。紅外外探水有較較高的準(zhǔn)確確率，但是是它對水量量、水壓等等重要參數(shù)數(shù)無法預(yù)報報。2）紅外探水解決決的問題：：（1）、超前防水預(yù)測測預(yù)報：了了解掘進前前方20～30m范圍圍內(nèi)，是否否存在隱伏伏水體、是是否存在含含水?dāng)鄬雍秃腿芏础⑹鞘欠翊嬖诤扑閹?。每次防防水超前探探測預(yù)報需需15分鐘。（2）、向隧道上方探探測與下方方探測：是是確保掘進進工程安全全不可缺少少的一環(huán)，其其根本原因因在于上方方或下方都都存在承壓壓隱伏水或或含水構(gòu)造造，一旦在在卸壓時巖巖溶水潰入入隧道，將將會造成重重大災(zāi)害。（3）、向隧道兩壁外外側(cè)探測：：其目的是是了解支承承頂板的兩兩個側(cè)壁外外緣是否存存在空洞，是是否存在威威脅隧道安安全的含水水構(gòu)造。其其作用有兩兩個：一是是確保當(dāng)前前施工安全全，二是確確保使用期期間不出問問題。（4）、防滯后突水探探測：在灰灰?guī)r地層中中，掘進隧隧道或平導(dǎo)導(dǎo)時，雖然然當(dāng)時后方方不突水，但但不等于以以后不突水水，因為當(dāng)當(dāng)掘進破壞壞地層結(jié)構(gòu)構(gòu)后，隧道道外圍的承承壓水，將將會突破薄薄弱地段壓壓入卸壓區(qū)區(qū)。（5）、根據(jù)探測曲線線特征判斷斷含水構(gòu)造造或含水體體的潛在危危害。3）現(xiàn)場工作方法紅外探測屬非接接觸探測，探探測時用紅紅外探測儀儀自帶的指指示激光對對準(zhǔn)探測點點，扣動扳扳機讀數(shù)即即可。具體體過程如下下：（1）、探測一般在放放炮、清碴碴完畢后的的測量放線線時間進行行。（2）、進入探測地段段時，首先先沿隧道一一個側(cè)壁，以以5m間距用用粉筆或油油漆標(biāo)好探探測順序號號，一直標(biāo)標(biāo)到掌子面面處。（3）、在掌子面處，首首先對掌子子面前方進進行探測；；測完掌子子面后，返返回時，每每遇到一個個標(biāo)號，就就站到隧道道中央，用用紅外探測測儀分別對對標(biāo)號所在在斷面的隧隧道左壁中中線位置、頂頂部中線位位置、右部部中線位置置和底部中中線位置進進行探測，并并記錄所測測值，然后后進行下一一測點斷面面的探測，直直至所有標(biāo)標(biāo)號所在的的斷面測完完為止。附1：掌子面探測數(shù)數(shù)據(jù)記錄表表隧道名稱：探測時間間：掌子面里里程：測點號12345橫向最大差值第一行第二行第三行第四行縱向最大差值操作者：記錄者：附2：沿隧道走向布布點探測數(shù)數(shù)據(jù)表序號左邊墻腳左邊墻拱頂右邊墻右邊墻腳備注123456操作者：記錄者：探測時間間：4）操作方法進入探探測地段時時，首先沿沿隧道一個個壁，以55m點距用用粉筆或油油漆標(biāo)好探探測順序號號，一直標(biāo)標(biāo)到終點，或或者標(biāo)到掘掘進面處。在在掘進面處處，首先對對斷面前方方探測，在在返回的路路徑上，每每遇到一個個順序號，就就站在隧道道中央，分分別用儀器器的激光器器打JLH紅色光斑斑，使之落落在左壁中中線位置、頂頂部中線位位置、右壁壁中線位置置、底板中中線位置，并并扣動儀器器扳機分別別讀取探測測值，并做做好紀(jì)錄。然然后轉(zhuǎn)入下下一序號點點，直至全全部探完。把探測測數(shù)據(jù)輸入入計算機后后，由專用用軟件繪成成頂板探測測曲線、底底板探測曲曲線、兩壁壁探測曲線線。根據(jù)探探測曲線可可以很明了了的預(yù)報出出前方地下下水的情況況。紅外線線探水儀從從探測到得得出分析結(jié)結(jié)果非?？炜欤姨綔y測儀器輕便便，方法簡簡單，在斷斷層地段，隧隧道全長每每20mm采用紅外外線探水儀儀探測一次次，適當(dāng)加加密探測頻頻次。4）探測時的注意事事項（1）、開始探測前，先先自選一個個目標(biāo)重復(fù)復(fù)測試幾下下，看看測測試的結(jié)果果是否一致致，當(dāng)讀數(shù)數(shù)一致時，說說明儀器運運轉(zhuǎn)正常；；（2）、當(dāng)發(fā)現(xiàn)探測值值突然變化化時，應(yīng)重重復(fù)探測，且且應(yīng)在該點點外圍多探探測幾個點點，以確定定該異常非非人為異常常；（3）、當(dāng)洞外處于零零下若干度度，而隧道道中溫度又又較高時，從從很冷處把把儀器拿到到很暖處不不得立即工工作，應(yīng)停停留25miin；（4）、不同來路的水水有不同的的場強，為為此，在探探測過程中中應(yīng)該對已已知水體進進行探測，并并記錄在備備注欄內(nèi)，這這樣便于對對未知水進進行探測；；（5）、扣動扳機讀數(shù)數(shù)后須松開開食指，特特別是使用用平均讀數(shù)數(shù)檔時更是是如此，如如不松開，則則會得到錯錯誤的結(jié)論論；（6）、探測時的起點點位置、終終點位置和和中間所經(jīng)經(jīng)過的隧道道特征點都都應(yīng)記錄在在備注欄內(nèi)內(nèi)，以備解解釋用；（7）、如果初期支護護已施作且且沒干，則則不宜對側(cè)側(cè)壁進行探探測；5）成果圖的要求（1）、成果圖的圖頭頭應(yīng)寫明隧隧道名稱、使使用技術(shù)方方法和探測測時間。（2）、紅外探測曲線線圖是用直直角坐標(biāo)系系表示紅外外曲線的變變化，縱坐坐標(biāo)標(biāo)明場場強Trad、橫坐標(biāo)標(biāo)標(biāo)明里程程；（3）、探測曲線的尾尾端應(yīng)繪在在圖的右方方靠近掌子子面處，并并標(biāo)明該處處的里程。（4）、探測曲線的比比例一般用用1/10000即可，過過大或過小小均不利于于數(shù)據(jù)的解解釋。6）儀器保養(yǎng)（1）、使用儀器時應(yīng)應(yīng)防水，一一旦儀器受受濕后不得得扣動扳機機，應(yīng)在非非陽光照射射條件下，在在通風(fēng)處涼涼干；（2）、不得將儀器對對準(zhǔn)強熱源源探測，如如燃燒的煙煙頭、通電電的電爐絲絲和電焊火火花等。7）紅外探水與其它它方法的配配合（1）、當(dāng)紅外探測發(fā)發(fā)現(xiàn)前方存存在含水構(gòu)構(gòu)造時，通通過雷達或或其它電法法測出含水水構(gòu)造至掌掌子面的距距離和含水水構(gòu)造影響響隧道的寬寬度。（2）、確定含水構(gòu)造造距掌子面面的距離和和其寬度后后用鉆探方方法給出前前方含水構(gòu)構(gòu)造的涌水水量。由于于涌水量與與水源、水水頭壓力、出出水?dāng)嗝娴牡拇笮∮嘘P(guān)關(guān)，因而目目前所有物物探儀器均均不能確定定涌水量的的大小。物物探與鉆探探相結(jié)合可可有效搞好好地下水的的超前預(yù)報報，查出威威脅隧道安安全的隱蔽蔽水體。3.2.3超前前鉆孔超前地質(zhì)鉆探是是利用鉆機機（或者隧隧道開挖時時采用風(fēng)鉆鉆）在隧道道開挖面進進行鉆探獲獲取地質(zhì)信信息的一種種超前地質(zhì)質(zhì)預(yù)報方法法。超前地地質(zhì)鉆探法法適用于各各種地質(zhì)條條件下的隧隧道超前地地質(zhì)預(yù)報，在在富水軟弱弱斷層破碎碎帶、富水水巖溶發(fā)育育區(qū)、重大大物探異常常區(qū)等地質(zhì)質(zhì)條件復(fù)雜雜地段必須須采用。鉆探程序：①、測量布孔：施鉆鉆前按孔位位設(shè)計圖設(shè)設(shè)計的位置置用經(jīng)緯儀儀準(zhǔn)確測量量放線，將將開孔孔位位用紅油漆漆標(biāo)注在開開挖工作面面上②、設(shè)備就位：孔位位布好后，設(shè)設(shè)備就位，接接通各動力力電源和供供風(fēng)、供水水管路。③、對正孔位：將鉆鉆具前端對對準(zhǔn)開挖面面上的孔位位，調(diào)整鉆鉆機方位，將將鉆機固定定牢固。④、開孔、安裝孔口口管：孔口口管必須安安設(shè)牢固。⑤、成孔驗收：施鉆鉆滿足設(shè)計計要求，經(jīng)經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)術(shù)人員確認認簽收后方方可停鉆終終孔。超前地質(zhì)鉆探主主要采用沖沖擊鉆和回回轉(zhuǎn)取芯鉆鉆，二者應(yīng)應(yīng)合理搭配配使用，提提高預(yù)報準(zhǔn)準(zhǔn)確率和鉆鉆探速度，減減少占用工工作面的時時間。一般般地層采用用沖擊鉆，沖沖擊鉆不能能取芯，但但可通過沖沖擊器的響響聲，鉆速速及其變化化、巖粉、卡卡鉆情況、鉆鉆桿震動情情況、沖洗洗液的顏色色及流量變變化等粗略略探明巖性性、巖石強強度、巖體體完整程度度、溶洞、暗暗河及地下下水發(fā)育情情況。復(fù)雜雜地質(zhì)地段段采用回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)取芯鉆。超前地質(zhì)鉆探應(yīng)應(yīng)符合下列列技術(shù)要求求：孔數(shù)：斷層、節(jié)節(jié)理密集帶帶或其他破破碎富水地地層每循環(huán)環(huán)鉆孔；富富水巖溶發(fā)發(fā)育區(qū)每循循環(huán)鉆孔，揭揭示巖溶時時，應(yīng)適當(dāng)當(dāng)增加孔數(shù)數(shù)?？咨睿恒@探過程程中應(yīng)進行行動態(tài)控制制和管理，根根據(jù)鉆孔情情況可適時時調(diào)整鉆孔孔深度，已已達到預(yù)報報目的為原原則。4、質(zhì)量保證體系與與措施嚴(yán)格的的規(guī)范要求求，實施質(zhì)質(zhì)量保證體體系，從而而達到保障障超前地質(zhì)質(zhì)預(yù)報質(zhì)量量的目標(biāo)。4.1TSPP超前地質(zhì)質(zhì)預(yù)報TSP是超前地地質(zhì)預(yù)報的的最主要技技術(shù)手段，對對云桂鐵路路云南段站站前三標(biāo)二二分部管區(qū)區(qū)隧道超前前地質(zhì)預(yù)報報來說，特特別提出嚴(yán)嚴(yán)格規(guī)范要要求。4.1.1探測測中的規(guī)范范要求：（1）嚴(yán)格按規(guī)定布置置震源和傳傳感器鉆孔孔，并保證證質(zhì)量，特特別是孔距距。（2）主洞探測，必須須堅持兩壁壁布置炮眼眼，實施雙雙壁探測。（3）在洞內(nèi)45分鐘鐘的實際探探測過程中中，盡最大大努力減少少噪音；盡盡最大努力力減少漏炮炮。（4）先后兩次探測的的里程，要要有至少110米的相互銜銜接，以保保證不遺漏漏隧道不良良地質(zhì)的預(yù)預(yù)報。4.1.2嚴(yán)格格限制有效效預(yù)報的距距離一般將有效預(yù)報報距離控制制在掌子面面前方1000米，僅部分分預(yù)報的有有效預(yù)報距距離延長到到150米。4.1.3超前前地質(zhì)預(yù)報報報告編寫寫規(guī)范要求求超前地質(zhì)預(yù)報報報告編寫總總體要求是是：報告不不能過分簡簡單，特別別是有實質(zhì)質(zhì)內(nèi)容的“超前地質(zhì)質(zhì)預(yù)報通知知書”部分，要要盡量詳實實。一般要要依據(jù)圍巖巖工程地質(zhì)質(zhì)條件，將將預(yù)報區(qū)段段劃分若干干個圍巖段段，然后，對對于每個圍圍巖段都要要具體描述述出如下內(nèi)內(nèi)容：（1）工程地質(zhì)特征：：概略描述述圍巖段工工程地質(zhì)特特征。（2）主要不良地質(zhì)：：要描述主主要不良地地質(zhì)的類型型，數(shù)量，走走向及其與與隧道中線線走向的關(guān)關(guān)系，在兩兩壁出露的的位置，和和不良地質(zhì)質(zhì)的規(guī)模。對對于突出的的不良地質(zhì)質(zhì)，更要預(yù)預(yù)報可能發(fā)發(fā)生的主要要地質(zhì)災(zāi)害害，并提出出施工建議議或?qū)Σ?，并并以黑體字字醒目地表表示出來。（3）圍巖總體評價：：評價圍巖巖穩(wěn)定性，要要預(yù)報圍巖巖的級別。4.2地質(zhì)調(diào)查法的規(guī)規(guī)范要求4.2.1掌掌子面描述述：1）巖石特征：巖巖石名稱，礦礦物成分，風(fēng)風(fēng)化狀況，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)造，巖巖石強度特特征。2）地層特征：地地質(zhì)層位，產(chǎn)產(chǎn)狀，巖層層結(jié)構(gòu)，層層間結(jié)合度度，地質(zhì)構(gòu)構(gòu)造影響程程度等。3）節(jié)理特征：產(chǎn)產(chǎn)狀，形跡跡特征（主主要是結(jié)構(gòu)構(gòu)面形態(tài)、擦擦痕），力力學(xué)性質(zhì)，間間距密度，延延伸性，粗粗糙度，張張開性等。4）斷層特征：產(chǎn)產(chǎn)狀，形跡跡特征（結(jié)結(jié)構(gòu)面形態(tài)態(tài)和擦痕，構(gòu)構(gòu)造巖特征征、應(yīng)力礦礦物特征，旁旁側(cè)構(gòu)造特特征，排列列組合特征征，充填巖巖脈特征等等等）力學(xué)學(xué)性質(zhì)，多多期活動特特征，斷層層破碎帶寬寬度、物質(zhì)質(zhì)組成、風(fēng)風(fēng)化程度，斷斷層對地下下水的控制制特征等等等。5）地下水特征：：出水位置置及其與構(gòu)構(gòu)造的關(guān)系系，出水量量（滲水、滴滴水、流水水、涌水、突突水情況等等），水壓壓力，夾雜雜物質(zhì)等等等。4.2.2繪繪制掌子面面地質(zhì)素描描圖。4.2.3對對開挖面前前方較短距距離內(nèi)的巖巖體穩(wěn)定性性分析，同同時結(jié)合服服務(wù)隧道所所揭示的情情況，通過過綜合分析析判斷，提提出5～20米的地質(zhì)預(yù)預(yù)測報告。4.3短距離超前鉆探探的規(guī)范要要求4.3.1超前地質(zhì)鉆孔擬采用用單孔水平平取巖芯鉆鉆探法,超前探測20~300m,驗證中近近距離物探探超前探測測的異常地地段，每225m一循循環(huán)，每孔孔長30mm，ZT-2，ZT-4一孔取芯芯。4.3.2加深炮眼加深炮炮眼超前探探測，利用用在隧道開開挖工作面面上的炮眼眼鉆孔來探探測前方圍圍巖的地質(zhì)質(zhì)情況，在在每一循環(huán)環(huán)鉆設(shè)炮眼眼時布設(shè)3~5個鉆孔加加深3m以上作作為探測孔孔。5、組織機構(gòu)、人人員、儀器器設(shè)備配備備5.1組織機機構(gòu)及人員員配備為保證隧道超前前地質(zhì)預(yù)報報工作順利利進行，專專門成立一一個由項目目總工程師師負責(zé)的隧隧道超前地地質(zhì)預(yù)報領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)小組，成員包括專門從事隧道施工地質(zhì)工作的工程技術(shù)人員5～6人（其中高級工程師2人，工程師或技術(shù)員3～4人）；專門成立一個施工地質(zhì)勘探