④长水平钻（包含非取芯、取芯 和成像），占用施工时间较长， 造价较高；
⑤专业化与非专业化差异悬殊；
四、地质素描法
1、内容 据已开挖段与当前掌子面地层的年代、岩性、产状（走向、
倾角、）、完整性、接触关系、节理裂隙发育程度及产状、围岩 应力（稳定性）状态、地下水活动，断层、岩溶等结构构造信息 等推断前方地质情况；
2、当前超前地质预报的主要方法
①弹性波法 原理： 人工激发弹性波（地震波或声波），弹性波在球形扩散过程 中，在相关反射界面上（断层、破碎带、岩溶、地下水溶腔、岩 性变化等界面）发生反射和透射 代表性方法： TSP203，TGP，TRT，TSP24，（超）声波反射透射等。 特点： 国外+国内；关键看是否成熟；
其通过激发并三分量接收地震波，根据反射波的旅行时间差异，求取地 震波在围岩中的速度，围岩的Q值，泊松比等，以预报隧道掌子面前方0～ 150m范围的地层、构造、应力及含水状况。
目前，被广泛的应用于铁路与公路隧道工程中。
TSP203超前地质预报的原理与组件
2、TSP203的成果材料
①三分量的原始数据 ②反射波频谱分布图 ③反射面提取及偏移图 ④波速、波速比及泊松比曲线 ⑤二维反演成果图 ⑥三维反演成果国 ⑦预报结果报表
隧道地质超前预报
北京中铁瑞威工程检测有限责任公司 2014年3月
主要内容
一、什么是地质超前预报 二、地质超前预报的必要性 三、当前地质超前预报的主要内容与方法 四、地质素描法 五、TSP203地质超前预报 六、掌子面地质雷达法 七、如何做好地质超前预报工作 八、主要业绩
一、什么是超前地质预报
1、广义： 洞内外、前期勘察、工程施工中； 可行性研究阶段、勘察设计阶段和施工阶段的预报。
三、当前地质超前预报的主要内容与方法
1、地质超前预报的主要内容 ✓ 围岩级别变化及其稳定性； ✓ 掌子面前方与隧道附近岩溶发育位置、规模及其填充性质； ✓ 掌子面前方与隧道附近地下水的发育情况； ✓ 断层及其影响带和节理密集带的位置、规模及其性质； ✓ 软弱夹层（含煤层）的位置、规模及其性质； ✓ 风化破碎带、不良地质灾害的分布； ✓ 在采、废弃矿巷分布及其与隧道的关系； ✓ 针对预报内容，给出相关指导支护意见
②红外探水法 红外探水技术就是通过红外探水仪探测前方一定范围内红外辐射场
的变化，即通过探测仪探测显示出红外辐射的变化。
在隧道掘进现场，当掌子面前方存在含水构造时，含水构造产生的 异常红外辐射场会叠加到围岩正常辐射场上，仪器显示屏上的曲线出现 数据突变。而当掌子面前方没有含水构造时，所测定的红外辐射场为正 常场值，数据曲线为一条近似直线。
施工方案、指导施工决策和保证施工人员、设备的安全的需要， 也是隧道运营阶段地质灾害治理的依据。
①各种隧道地质灾害
✓ 围岩的变形，失稳破坏（软、弱岩） ✓ 隧道涌水（节理密集裂隙、断层及其影响带、充水岩溶等） ✓ 隧道洞内泥砂石流（涌泥涌沙） ✓ 有害气体（煤层、炭质泥岩、炭质页岩有关的瓦斯气体突出、燃
红外探水法的应用及特点 ①在探测岩层含水变化有重要作用 ②无法判断富含水位置的规模与位置 ③能推断含水变化，但无法评估其危害 ④其探测效果受多种因素影响： 高能热源场（电动空压机）、掌子面围岩与后方围岩温差、 掌子面附近施工用水、放炮后初支混凝土距离温度差异等。 总之，实际应用效果不理想。
③超前水平钻
在掌子面用水平钻进钻机，或单独钻进或钻进取芯（或孔内 成像），根据钻进速度、取芯情况、出水位置、水量、压力（孔 内成像则包含围岩图像）等情况进行前方地质情况预报。
超前水平钻的特点：
①取芯或成像则直观、可靠，但 数量有限；
②非取芯则，只能凭钻进速度和 感官记录；经验判别很重要。
③台车风钻等钻进长度有限；
2、方法 随开挖及时进行，现场详细记录以上信息；作相关隧道地质
填图、结合背景地质资料、勘察及设计资料做推断；
3、特点
①好的地质素描，能整体、全面、较准确推断前方实际情况 ②定性的描述性认识，无法定量； ③需要丰富的地质专业知识、现场经验； ④专门、及时、完整的地质素描几乎不可能； ⑤培养环境差、周期长，导致人员流动性太强；
2、具体原因
✓ 勘测设计资料分辨率低、准确性低； ✓ 勘测设计的地质预估，隧道地质背景的宏观把握，对复杂的地质
情况不可能做出微观的把握（地质条件的复杂性）； ✓ 复杂隧道的地质变化对施工方法及工期有决定性影响； ✓ 人为作用（施工开挖）引起地质的变化只有在施工期才能显现； ✓ 施工期对地质的掌握不能只停留在定性评价，要有定量评价； ✓ 作为地质工作的全过程的组成部分，是完善设计地质资料、优化
烧、爆炸）
✓ 岩爆（脆性岩体） ✓ 高地温 ✓ 地表生态环境灾害(地表塌陷、地表水枯竭等)
②突发性事故，影响施工安全、进度、成本
成昆线、大秦线、宜万线、衡广复线，因地质原因造成停工占总 施工的1/4-1/3，直接和间接损失巨大。
3、成铁路米攀段隧道区的复杂特点
隧道线路长，比重大，占到区段线路的80%以上； 地下水道复杂（孔隙水、基岩裂隙水、断层带水及少量可溶岩岩溶水 ）； 地下水季节性； 地质构造及地层岩性复杂，断裂构造及侵入接触带发育 ； 存在岩溶发育段（垭口隧道 ）； 地表勘探较难（盐边隧道最大埋深945米）；
五、TSP超前地质预报
1、简介
TSP（Tunnel Seismic Predicting)，即隧道地震波预报法；目前各种地震 波反射法(TSP203，TGP,TRT,TSP24等)皆可认为是TSP超前地质预报，然以 TSP203为代表，甚至特指。
TSP203隧道地质超前预报系统，由瑞士安伯格公司生产 ，国内由昆明 西普瑞格科技有限公司代理，专业应用于隧道工程地质超前预报。
2、狭义： 隧道工程施工阶段，根据隧道开挖揭示的洞身围岩变化趋势
和采用各种地球物理探测手段对隧道施工掌子面前方地质情况的 探测。
二、超前地质预报的必要性
1、根本原因
根据勘察资料做出的设计与实际情况不符 目前隧道工程区域地质情况本身的复杂性
（尤其是灰岩地区） 隧道工程的开展须保证安全、按期、节约 地质超前预报纳入常规隧道安全施工环节