目录1、工程概况及地质情况 (1)1.1工程概况 (1)1.2工程地质特征 (1)1.3水文地质特征 (2)1.4 不良地址及特殊岩土 (2)1.5隧道工程地质条件的分析评价 (2)1.6隧道工程地质围岩分级 (2)1.7隧道工程地质条件评价 (3)1.8不良地质及特殊地质采取措施 (3)1.9 超前地质预测、预报的重要性 (3)2、超前地质预测、预报总体方案 (4)2.1预测、预报原则 (4)2.2预测、预报总体方案 (4)3、地质超前预报时间安排 (4)4、地质预报主要设备 (6)5、超前地质预报方法和手段 (6)5.1地质分析方法 (6)5.2超前探测 (7)5.3洞内涌突水的实时监测 (11)5.4洞外实时监测 (12)6.超前地质预报成果整理 (12)6.1分段地质预报成果表 (12)6.2隧道贯通后提供的资料 (12)7.其它 (12)1、工程概况及地质情况1.1工程概况新建山西中南部铁路通道小水头1号隧道位于山西省古县并侯村附近，隧道起止里程DK384+125-DK385+075,全长950米，为单洞双线有碴隧道，隧道处于黄土台垣与太岳中低山交界地段，地形起伏较大，地形复杂，沟壑发育，坡度较陡，坡角约40°～50°。
隧道进出口及洞身为第四系覆盖层，沿山梁顶部及一侧山坡覆盖第四系土层，地表多为荒地，生长灌木，隧道最大埋深38米。
1.2工程地质特征1.2.1地层岩性小水头1号隧道地址位于临汾～运城新裂陷九原山～塔儿山陷隆，毗邻浮山大断裂，隧道表覆为第四系上更新统(Q3al)砂质黄土、第四系中更新统洪积(Q2pl)黏质黄土，三叠系下统刘家沟组(T11)砂岩。
洞身部位为中更新统黏质黄土和三叠系刘家沟组砂岩，各层具体描述如下：①砂质黄土(Q3al):褐黄色，稍湿，稍密，土质较均匀，粘性较差，孔隙发育，局部含砂量较大，厚度3～5m。
②黏质黄土(Q2pl)：黄褐色、棕红色，硬塑，土质不均，粘性一般，孔隙不发育，可见少量针状孔隙，含铁锰质结核、钙质结核局部成层，夹有细圆砾土层和砂层，局部半胶结。
厚度5.0～40.0m。
③砂岩(T11)：紫红色，成分以长石、石英为主，砂质结构，中-厚层状构造，节理裂隙发育，锤击易碎，强风化，岩芯多呈块状及短柱状，厚度3.0～5.0m。
○4砂岩(T11)：紫红色，成分以长石、石英为主，砂质结构，中-厚层状构造，节理裂隙发育，锤击易碎，强风化，岩芯多呈块状及短柱状，厚度大于20m。
岩层产状：N65°W/22°S，三叠系刘家沟组砂岩主要发育两组节理，节理产状：155°∠85°、60°∠65°，均为微张节理，0.3m ＜S＜0.8m，L＞5m。
1.2.2地质构造小水头1号隧道地址位于临汾～运城新裂陷九原山～塔儿山陷隆，毗邻浮山大断裂，隧道处于黄土台垣与太岳中低山交界地段，地形起伏较大，地形复杂，沟壑发育，坡度较陡，坡角约40°～50°。
隧道进出口及洞身为第四系覆盖层，沿山梁顶部及一侧山坡覆盖第四系土层，地表多为荒地，生长灌木。
1.3水文地质特征1.3.1地表水勘测期间未见地表水出露。
1.3.2.地下水地下水以基岩裂隙水为主，埋深大于30m，水量受季节影响较大，主要受大气降水补给，根据附近水化验资料，地下水对普通混凝胡无侵蚀性。
估算隧道正常涌水量为354m3/d。
洞身单位涌水量为0.74 m3/d·m，为弱富水区段。
1.4 不良地址及特殊岩土隧道进出口表层分布有薄层砂质黄土，具有轻微非自重湿陷性。
隧道进出口斜坡坡度较陡，特别是在雨季时水下渗到基岩面，上层黄土容易含水容易形成软弱面，故开挖时应注意防护。
1.5隧道工程地质条件的分析评价1.5.1工程地质条件总体评价隧道穿越黄土台垣区，地质构造相对简单；隧道进出口及洞身围岩为第四系中更新统洪积粘土质黄土夹砂砾石和三叠系刘家沟组砂岩，洞身近沿黏质黄土与砂岩界面及其附近穿越，地层交界处一般地下水易富集，含水率存在变大可能，隧道施工开挖后围岩塌方可能性大，应加强预支护，及时衬砌全隧属浅埋隧道，易发生坍方冒顶，施工时应及时超前预支护、加强衬砌及监控量测。
全隧地质风险较高，存在塌方冒顶的风险，隧道总体地质条件差。
1.5.2土壤最大冻结深度：0.47m。
1.5.3地震动峰值加速度0.20g，地震基本烈度：VⅢ，地震动反映谱特征周期为0.35S。
1.6隧道工程地质围岩分级（见围岩分级表）序号里程围岩级别长度(米)1 DK384+125-DK384+705 黄土Ⅴ级加强5802 DK384+705-DK384+745 明洞衬砌403 DK384+745-DK384+820 黄土Ⅴ级加强754 DK384+820-DK384+985 黄土Ⅴ级复合式加强1655 DK384+985-DK385+075 黄土Ⅴ级加强906 合计9501.7隧道工程地质条件评价1.7.1工程地质条件总体评价隧道穿越黄土台垣区，地质构造相对简单；隧道进出口及洞身围岩为第四系中更新统洪积粘土质黄土夹砂砾石和三叠系刘家沟组砂岩，洞身近沿黏质黄土与砂岩界面及其附近穿越，地层交界处一般地下水易富集，含水率存在变大可能，隧道施工开挖后围岩塌方可能性大，应加强预支护，及时衬砌全隧属浅埋隧道，易发生坍方冒顶，施工时应及时超前预支护、加强衬砌及监控量测。
全隧地质风险较高，存在塌方冒顶的风险，隧道总体地质条件差。
1.7.2工程措施建议及施工注意事项：1）施工前应做好洞口截排水工程措施，建议进出口边仰坡坡率：砂质黄土、黏质黄土1：1.25，坡面需加强防护。
2）隧道洞身沿穿土石分界线穿越，埋深浅，围岩稳定性较差，易产生坍方甚至冒顶，需加强超前预支护，及时衬砌，做好超前地质预测预报及监控量测等工作。
3）应注意地下水对施工的影响，做好相关防护和排水工程。
4）全隧施工中应按相关规范及文件要求做好超前地质预测预报工作，主要采用地质素描、监控量测等手段，对掌子面围岩稳定性进行分析判断，以确保施工安全，遇异常情况需强化超前预测预报手段及支护加固措施，以确保安全。
1.8 超前地质预测、预报的重要性为保证小水头1号隧道的顺利安全施工，避免地下水发育地段涌水、涌泥灾害的发生，防止造成地表水、地下水流失，破坏当地生态环境，确保施工安全，需要采取有限措施对隧道掌子面前方的地质情况进行较为准确的预测预报，开展施工地质超前预测预报工作，根据地质预报成果，制定有效施工方案，确定合理施工工艺，降低地质灾害发生机率，确保隧道工程施工人员和设备的安全，进而提高经济效益。
2、超前地质预测、预报总体方案2.1预测、预报原则将超前地质预报纳入施工工序，做到先探测、后施工，不探测，不施工。
探测时采用长短距离结合，多种探测方法优势互补。
2.2预测、预报总体方案采用TSP203地质超前预报系统进行长距离宏观控制，每100m～200m探测一次；地质雷达进行短距离探测，进一步强化、补充和验证；对上述两种方法推断的地质异常地段采用超前水平钻短距离钻探。
针对该隧道突泥、突水可能性大的特点，每20m采用红外线探水仪进行短距离实施；每次放炮后对掌子面进行地质素描，以初步推断前方岩层情况。
本隧道全长范围进行地质预报方法及主要内容地质超前预报计划安排见表1～3。
3、地质超前预报时间安排地质超前预报是隧道施工中的一个重要环节，作为一项工序纳入隧道施工中去。
根据地质超前预报工作量、预测频率及每次开挖支护循环进尺，可以推算每循环各项地质预报所需时间。
各种超前预测预报每次使用时间表见下页表4里程存在地质问题预测预报方法备注DK384+12 5-DK384+538 浅埋黄土地段地质素描、TSP203、有异常增加掌子面地质雷达、红外探水超前地质钻探（2～3孔）。
DK384+53 8-DK384+664 地质一般,泥岩为主地质素描。
有异常时增加掌子面地质雷达。
DK384+66 4-DK387+075 浅埋黄土地段地质素描、TSP203、红外探水。
有异常增加掌子面地质雷达、超前地质钻探（2～3孔）。
项目预报主要内容主要方法/仪器重点预报地段常规预报围岩级别岩性特征，节理、裂隙发育特征和岩体结构特征地质素描法，TSP203断层破碎带、软弱围岩地段地下水赋存状态涌水量大小、水压力、变化规律，环境水文地质特征红外线探水法；钻探孔，测流计，红外线探水仪，地质雷达，压力计异常预报断层位置、规模、破碎程度及宽度、充填情况TSP203，钻探孔，地质素描法断层破碎带地质预报项目单位测量频率TSP203探测次每100m进行一次红外探水次每20m进行一次地质预报项目单位测量频率地质雷达次有异常时每30 m进行一次超前水平地质探孔次有异常时进行（2～3）孔地质素描隧道延米每次开挖后进行序号预报项目每循环使用时间（min）1 地质素描102 TSP地质预报603 红外仪探水154 地质雷达探测105 超前水平钻孔探测2404、地质预报主要设备超前地质预报主要设备配见下表5：序号设备名称型号数量1 超前预报仪TSP203 1套2 地质雷达SIR2000 1台3 红外探水仪HY-303 1台4 水平钻机DK-150 2套5 地质罗盘仪2套6 笔记本电脑IBM 1台7 数据记录仪SYMPA 1台5.1地质分析方法地质分析法有地质调查和隧道开挖面地质素描两种方法。
地质调查：对地貌、地质进行调查与地质推理相结合的方法有针对性的补充地质资料。
补充地质资料的主要内容包括：不同岩性、地层在隧道地表的出露及接触关系，岩层产状及变化情况；构造在隧道地表的出露、分布、性质、变化规律及产状变化；地表岩溶发育情况和分布规律。
地质调查方法：地质预报组人员根据建立的标准地层剖面，结合沉积规律，确定各岩层层序、厚度、位置。
对地质构造进行跟踪调查后，展开有针对性的地质调会，详尽地核对细化勘察设计资料，为地质预报做好基础工作。
隧道开挖面地质素描：地质预报人员对隧道开挖面的地质状况作如实的调查和编录，采集必要的数据，具体包括：开挖面地层、岩性、节理发育程度、受构造影响程度、围岩稳定状态等进行编录。
地质素描方法和预报成果见表7。
综合超前地质预报系统框图5.2超前探测 无其他情况 无其他情况 工程地质分析预测 判断前方有大型断层破碎带 TSP203超前地质预报 30～100米超前钻孔 8～30米超前钻孔 判断前方有小型断层破碎带 30米红外线、雷达补充物探 30米内红外线补充探动态设计 根据设计施工 判断前方无不良地质 隧道周壁雷达、红外线补探 结束有不良形态 施工 隧道周壁雷达、红外线补探 施工 有不良形态 动态设计5.2.1超前物探主要针对地下水发育地段的断层破碎带及其影响带、岩层接触带、构造及裂隙发育带。