第二节  超前地质预报方法

超前地质预报方法有：地质调查法、超前钻探法、物探法和超前导坑预报法。

一、地质调查法

地质调查法是根据隧道已有勘察资料，利用地质罗盘、地质锤、放大镜、数码相机或摄像机等工具，通过踏勘、现场调查，开展地表补充地质调查和隧道内地质素描，经过地层层序对比、地层分界线及构造线在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前兆分析等，推测开挖掌子面前方可能揭示的地质情况的一种超前地质预报方法。

二、超前钻探法

在富水软弱断层破碎带、富水岩溶发育区、煤层瓦斯发育区、重大物探异常区等地质条件复杂地段必须采用。

超前地质钻探主要采用冲击钻和回转取芯钻。

冲击钻：不能取芯样，可通过冲击器的响声、钻速变化、岩粉及颜色、钻杆振动、冲洗液流失变化等粗略探明岩性、岩石强度、岩体完整程度、溶洞、暗河及地下水发育情况等。

回转取芯钻：可取芯样，鉴定准确可靠，地层变化里程可准确确定。由于钻进速度慢、耗时多，一般只在特殊地层、特殊目的地段使用。

1．超前地质钻探钻孔要求

1）孔数

(1)断层、节理密集带或其他破碎富水地层应布设1~3个孔。

(2)富水岩溶发育区每循环宜钻3~5个孔，提示岩溶边界时宜增加孔数，终孔于隧道开挖轮廓线以外5~8m。

(3)瓦斯地层段施工前，应实施超前钻孔探测，查明煤层、采空区、断层等规模形态以及与隧道空间位置关系。高瓦斯地层、煤（岩）与瓦斯突出地层超前钻孔不应小于3个；微瓦斯地层、低瓦斯地层超前钻孔可布置1~3个。钻进方向宜与煤层层面大角度相交。

2)孔深

(3)在需连续钻探时，前后两循环钻孔应重叠5~10m。

2.加深炮孔探测钻孔要求

(1)探测炮孔孔深较设计爆破孔（或爆破循环进尺）深3m以上。

【2024多选】关于隧道地质调查法进行超前地质预报的表述正确的是（    ）。

A.隧道地表补充地质调查应与洞内超前地质预报同时进行

B.地质素描图应采用现场绘制草图，室内及时誉清的方式完成，实时记录现场实际揭露情况

C.隧道地表补充地质调查和洞内地质素描资料应及时补充绘制在隧道工程地质平面图和纵断面图上

D.地质素描原始记录、图、表、采集的标本应及时整理

【答案】BCD

三、物探法

物探法包括弹性波反射法、电磁波反射法（地质雷达探测）、瞬变电磁法、高分辨率直流电法、红外探测等。

1．地震波反射法

        1)探测原理

        地震波反射法是通过小药量爆破所产生的地震波信号在隧道开挖工作面前方围岩层中以球面波的形式、以不同的速度传播，在地质界面处被反射，并被高精度的接收器接收。

       此方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。

5)预报距离

地震波反射法连续预报时前后两次预报距离宜重叠l0m以上，预报距离应符合下列要求。

(1)在软弱破碎地层或岩溶发育区，每次预报距离宜为l00m左右，不宜超过150m。

(2)在岩体完整的硬质岩地层每次预报距离宜为150~180m内，不宜超过200m。

2．电磁波反射法

1)探测原理

电磁波反射法超前地质预报主要采用地质雷达法。地质雷达法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、反射走时和波形特征进行超前地质预报的一种物探方法。地质雷达法用于探测浅部地层、岩溶、空洞、不均匀体，具有快速、无损伤、可连续可单点方式探测、实时显示等特点。

5)预报距离

一般地段预报距离宜控制在30m以内。连续预报时前后两次重叠长度宜在5m以上。

3．高分辨直流电法

1)探测原理

高分辨直流电法是以岩石的电性差异（电阻率差异）为基础，电流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，通过研究地下电场的分布规律，并根据视电阻率分布图预报开挖工作面前方储水、导水构造分布和发育情况的一种直流电法探测技术。现场采集数据时必须布置三个以上发射电极，进行空间交汇，也称为“三极空间交汇探测法”。

适用于探测地层中存在的地下水体位置及定性判断含水量，如断层破碎带、溶洞、溶隙、暗河等地质体中的地下水。

5)预报距离

有效预报距离不宜超过80m，连续探测时宜重叠l0m以上。

4．瞬变电磁法

1)探测原理

在隧道掌子面布设一定波形电流的发射线圈，向掌子面前方发射一次脉冲磁场，并在掌子面前方低阻异常带产生感应电流；在一次脉冲磁场间断期间，感应电流不会立即消失，在其周围空间形成随时间衰减的二次磁场；通过掌子面接收线圈接收二次磁场的变化，就可以判断前方低阻异常带电性要素，并推断出前方地质异常体位置和规模，进而推断围岩破碎、含水、地质构造等情况。

5)预报距离

每次有效预报距离宜为l00m左右，连续探测时宜重叠30m以上。

5．红外探测法

1)探测原理

根据红外辐射原理，即一切物质都在向外辐射红外电磁波的原理，通过接收和分析红外辐射信号，探测局部地温异常现象，判断地下脉状流、脉状含水带、隐伏含水体等所在的位置进行超前地质预报的一种物探方法。红外探测适用于定性判断探测点前方有无水体存在及其方位，不能定量给出水量大小等数据。

5)预报距离

有效预报距离宜在30m以内，连续预报时前后两次重叠长度宜在5m以上。

四、超前导坑预报法

超前导坑预报法是将超前导坑中揭示的地质情况，通过地质理论和作图法预报正洞地质条件的方法。超前导坑预报法可分为平行超前导坑法和正洞超前导坑法。

【2017/2023多选】隧道超前地质预报方法中，物探法主要包括（ ABCD ）。

A.地震波反射法 B.电磁波反射法    C.瞬变电磁法 D.红外探测法

【多选】隧道超前地质预报用于地下水探测预报的方法有（ ACD  ）。

A．高分辨直流电法 B. 地震波反射法   C．红外探测法 D. 瞬变电磁法