[发明专利]一种高速铁路隧道综合超前地质预报方法

权利要求书

1.一种高速铁路隧道综合超前地质预报方法，其特征在于，包括：

进行待施工高速铁路隧道的地质素描以及地质观察；

采用TSP长距离超前地质预报方式对所述地质素描以及地质观察进行分析，获取掌子面前方结构的剖面及各种地震参数，所述采用TSP长距离超前地质预报方式还包括：减少环境噪音，预先确定好采样间隔和采样数目，采用早强膨胀水泥砂浆使接收器与岩体粘贴好，以保证采集信号的质量，采用TSP203超前地质预报；

结合获取的掌子面前方结构的剖面及各种地震参数，利用地质雷达探测法，获取掌子面前方不良地质体的位置和规模；

依据获取的掌子面前方不良地质体的位置和规模，利用红外探水探测法获取掌子面前方含水体，包括：

从掌子面后方的探测段起点，按5m点距布设测点；

使用红外线探水仪量测各测点的初始场强；

对场强发生变化的测点重复量测，并作横向、垂向扫描，记录所在测点场强的极大和极小值；

以红外辐射场强为纵坐标，测点为横坐标，绘制红外探测曲线图；

根据曲线图，采用趋势外推法，判断掌子面前方的含水体构造；

基于所述掌子面前方不良地质体的位置和规模以及掌子面前方含水体，采用长距离超前钻孔以及炮眼超前钻孔对隧道进行超前钻探；其中，超前水平钻探分为单孔水平钻探和多孔水平钻探两种，其中，多孔水平钻探按3孔设计，孔深设置为40～60m；

所述长距离超前钻孔采用长距离超前钻机进行长距离超前水平钻探，炮眼超前钻孔采用短距离超前水平钻探；

所述采用长距离超前钻孔以及炮眼超前钻孔对隧道进行超前钻探包括：

测试钻孔钻进速度，观察钻孔岩芯，对钻孔岩芯进行预先设置的试验，以获取隧道掌子面前方岩石的强度指标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度及地下水状况资料；

所述采用长距离超前钻孔以及炮眼超前钻孔对隧道进行超前钻探还包括：

开孔采用Φ120钻头，孔内放入3.0m长的Φ108钢管作为孔口管，孔口管伸出掌子面50cm，孔壁间用环氧环脂加水泥浆锚固，孔口管伸出部分安封闭装置，并与注浆泵联接，以便遇高压水时及时封堵并注浆。

2.根据权利要求1所述的高速铁路隧道综合超前地质预报方法，其特征在于，所述进行待施工高速铁路隧道的地质素描包括：

对掌子面已揭露出的岩层进行地质素描，测量岩层产状和厚度；

测量所述已揭露出的岩层距离已揭露的标志性岩层或界面的距离，并计算其垂直层面的厚度；

将所述已揭露出的岩层与地表实测地层剖面图和地层柱状图进行比较，确定其在地表岩层层序中的位置和层位；

依据实测地层剖面图和地层柱状图的岩层层序，结合TSP探测成果，推断出掌子面前方预定范围内即将出现的岩层在隧道中的位置和规模；

定期对地表水文环境进行观测和监测记录，及时了解隧道施工对地表水的影响，确定施工控制措施，最终绘制掌子面地质素描图和洞身地质展示图。

3.根据权利要求2所述的高速铁路隧道综合超前地质预报方法，其特征在于，所述方法还包括：

及时对洞内涌水进行水质分析和试验，提交分析和试验结果，以对影响隧道衬砌结构的水质提出处理意见。

4.根据权利要求2所述的高速铁路隧道综合超前地质预报方法，其特征在于，所述方法还包括：

在绘制地质素描图后，填写开挖工作面地质调查记录表；

检查喷射混凝土有无开裂及发展，锚杆有无松动，钢架支护状态，并做好相应记录；

查看边仰坡有无开裂、起壳，地表有无裂纹；地表水位有无异常变化。

5.根据权利要求1至4任一项所述的高速铁路隧道综合超前地质预报方法，其特征在于，所述方法还包括：

结合所述掌子面前方不良地质体的位置和规模、所述掌子面前方含水体以及进行超前钻探得到的超前水平钻探分析结果，制定隧道施工处置方案。