Q/CR

中國國家鐵路集團有限公司企業(yè)標準

PQ/CRXXXX-2020

鐵路隧道智能化超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)規(guī)程

TechnicalSpecificationforIntelligentGeologicalForward-

prospectingofRailwayTunnel

（征求意見稿）

2020-XX-XX發(fā)布2020-XX-XX實施

中國國家鐵路集團有限公司發(fā)布

中國國家鐵路集團有限公司企業(yè)標準

鐵路隧道智能化超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)規(guī)程

TechnicalSpecificationforIntelligentGeologicalForward-

prospectingofRailwayTunnel

Q/CRXXXX-2020

主編單位：山東大學(xué)

批準部門：中國國家鐵路集團有限公司

施行日期：2020年XX月XX日

2020年?北京

刖B

本規(guī)程是根據(jù)中國國家鐵路集團有限公司《國鐵集團關(guān)于印發(fā)2020年鐵路工程建設(shè)

標準編制計劃的通知》（鐵建設(shè)函[2020]68號）要求編制的。

本規(guī)程在編制過程中，經(jīng)廣泛調(diào)查研究，認真總結(jié)了國內(nèi)外近年來鐵路隧道智能化超

前地質(zhì)預(yù)報的工程實踐經(jīng)驗，并借鑒了國內(nèi)有關(guān)標準及規(guī)定，在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上,

經(jīng)反復(fù)審查定稿，為實現(xiàn)隧道超前地質(zhì)預(yù)報數(shù)據(jù)采集的自動化、資料解譯的智能化、結(jié)果

展示的可視化與預(yù)報管理的信息化提供技術(shù)支撐。

本規(guī)程共分為7章，包括：總則，術(shù)語，基本規(guī)定，地質(zhì)分析法、物探法、超前地質(zhì)

預(yù)報設(shè)計與實施、超前地質(zhì)預(yù)報成果報告與信息管理。

1.“總則”明確了本規(guī)程應(yīng)遵循的主要原則。

2.“術(shù)語”確了本規(guī)程包含的基本術(shù)語。

3.“基本規(guī)定”明確了鐵路隧道智能化超前地質(zhì)預(yù)報工作的基本要求。

4.”地質(zhì)調(diào)查法”規(guī)定了地質(zhì)調(diào)查法超前地質(zhì)預(yù)報工作內(nèi)容和技術(shù)要點。

5.“物探法”規(guī)定了物探法超前地質(zhì)預(yù)報工作要點和技術(shù)要點。

6.“超前地質(zhì)鉆探法”規(guī)定了超前地質(zhì)鉆探法超前地質(zhì)預(yù)報工作要點和技術(shù)要點。

7.“超前導(dǎo)洞法”規(guī)定了物探法超前地質(zhì)預(yù)報工作要點和技術(shù)要點。

8.“超前地質(zhì)預(yù)報設(shè)計與實施”明確了超前地質(zhì)預(yù)報設(shè)計與實施的工作內(nèi)容和規(guī)定。

9.”超前地質(zhì)預(yù)報成果報告與信息管理”明確了超前地質(zhì)預(yù)報成果報告編制和信息管

理中的工作內(nèi)容和規(guī)定。

在使用過程中，希望各單位結(jié)合工程實際，認真總結(jié)經(jīng)驗，積累資料。如有意見或建

議,請及時將意見和有關(guān)資料寄送XXXX（地址：XXX,郵政編碼：XXXX）,并抄送xxxx（xxxx,

覘編：XXXX）,供今后修訂時參考。

本技術(shù)規(guī)程由XXXX負責(zé)解釋。

本規(guī)程主編單位：

本規(guī)程參編單位：

本規(guī)程主要起草人：

本規(guī)程主要審查人：

II

目次

前言......................II

目次.....................III

1總貝!I........................................5

2術(shù)語..................6

3基本規(guī)定..................8

4地質(zhì)調(diào)查法................12

5物探法....................15

5.1一般規(guī)定..............................................................15

5.2彈性波法.............................................................15

5.3地質(zhì)雷達法...........................................................20

5.4瞬變電磁法...........................................................23

5.5激發(fā)極化法...........................................................25

5.6孔內(nèi)物探法...........................................................29

6超前地質(zhì)鉆探法...........................................................34

7超前導(dǎo)洞法................37

8綜合超前地質(zhì)預(yù)報設(shè)計與實施...............................................38

8.1一般規(guī)定..............................................................38

8.2超前地質(zhì)預(yù)報設(shè)計.....................................................38

83超前地質(zhì)預(yù)報數(shù)據(jù)采集..................................................40

8.4超前地質(zhì)預(yù)報數(shù)據(jù)處理與解釋............................................41

9超前地質(zhì)預(yù)報成果報告與信息管理...........................................43

9.1一般規(guī)定.............................................................43

9.2超前地質(zhì)預(yù)報成果報告.................................................43

93超前地質(zhì)預(yù)報數(shù)據(jù)與信息管理............................................44

9.4施工方案決策.........................................................45

附錄A隧道地質(zhì)描述記錄..................................................46

附錄B超前地質(zhì)預(yù)報鉆探施工記錄表.........................................48

III

附錄C鉆孔柱狀圖.........................................................49

附錄D地震波法觀測系統(tǒng)示意圖.............................................50

附錄E地質(zhì)雷達法觀測系統(tǒng)示意圖...........................................51

附錄F瞬變電磁法觀測系統(tǒng)示意圖...........................................53

附錄G電阻率法與激發(fā)極化法觀測系統(tǒng)示意圖.................................54

附錄H孔間電阻率層析成像法觀測系統(tǒng)示意圖.................................55

附錄I跨孔雷達法觀測系統(tǒng)示意圖............................................57

本規(guī)程用詞說明.............................................................58

IV

1總貝I]

1.0.1為規(guī)范鐵路隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報工作，提高超前地質(zhì)預(yù)報的智能化水

平，保證預(yù)報質(zhì)量、降低施工安全風(fēng)險，為完善國鐵集團鐵路工程建設(shè)智能化標

準體系提供支撐，制訂本規(guī)程。

1.0.2鐵路隧道施工階段應(yīng)實施超前地質(zhì)預(yù)報并納入工序進行管理。隧道施工

前，施工單位應(yīng)根據(jù)預(yù)報對象的特點和超前地質(zhì)預(yù)報方案設(shè)計，編制智能化超前

地質(zhì)預(yù)報實施細則并納入施工組織設(shè)計。

1.0.3鐵路隧道智能化超前地質(zhì)預(yù)報應(yīng)根據(jù)隧道地質(zhì)條件、施工特點和預(yù)報方

法適用條件，遵循“物探先行、重點強化、鉆探驗證、綜合評判”的原則，選擇一

種或多種適宜的預(yù)報方法，并積極采用綜合預(yù)報方法，提高預(yù)報的準確性。

1.0.4鐵路隧道智能化超前地質(zhì)預(yù)報應(yīng)重視新方法、新技術(shù)、新設(shè)備，應(yīng)采用

網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)開展超前地質(zhì)預(yù)報C

1.0.5鐵路隧道智能化超前地質(zhì)預(yù)報工作除應(yīng)符合本規(guī)程外，尚應(yīng)符合現(xiàn)行國

家、行業(yè)和中國國家鐵路集團有限公司有關(guān)標準的規(guī)定。

5

2術(shù)語

2.0.1超前地質(zhì)預(yù)報geologicalforward-prospecting

在分析已有地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上,采用地質(zhì)分析、地球物理探測、鉆探等方法，

對隧道掌子面前方一定范圍內(nèi)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及不良地質(zhì)體的位置、性質(zhì)、

規(guī)模等進行探測、分析和判斷。

2.0.2綜合超前地質(zhì)預(yù)報integratedgeologicalforward-prospecting

根據(jù)被探測對象的地質(zhì)條件和地球物理特點，為提高預(yù)報的準確性和可靠性,

采取兩種或兩種以上的方法進行的超前地質(zhì)預(yù)報。

2.0.3智能化超前地質(zhì)預(yù)報integratedgeologicalforward-prospecting

在超前地質(zhì)預(yù)報數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理解譯、結(jié)果管理等過程中，利用網(wǎng)絡(luò)、

大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)，采用自動化、可視化與信息化的方法進行的

超前地質(zhì)預(yù)報。

2.0.4地質(zhì)調(diào)查法geologicalsurveymethod

在收集和分析已有地質(zhì)資料基礎(chǔ)上，通過地表補充地質(zhì)調(diào)查、洞內(nèi)地質(zhì)編錄、

地質(zhì)觀測、鉆探、洞探等資料預(yù)測掌子面前方一定范圍地質(zhì)狀況的預(yù)報方法。

2.0.5超前地質(zhì)鉆探法advancegeologicaldrillingmethod

在隧道掌子面或邊墻以平行或近似平行掘進方向或以一定外插角度施做超

前鉆孔，通過鉆孔編錄、鉆進參數(shù)分析等揭示和推測掌子面前方一定范圍內(nèi)地質(zhì)

狀況的方法。

2.0.6超前導(dǎo)洞法advanceheadingmethod

與正洞平行或近平行開挖一條超前導(dǎo)洞，或在正洞前開挖一條超前導(dǎo)洞，根

據(jù)導(dǎo)洞所揭示的地質(zhì)情況，推測正洞掌子面前方一定范圍內(nèi)地質(zhì)條件的方法。

2.0.7地球物理探測法geophysicalprospectingmethod

根據(jù)探測對象與周圍介質(zhì)之間的物性差異，借助儀器對天然場或人工場的分

布與變化進行觀測，通過對觀測數(shù)據(jù)的綜合分析研究，對探測區(qū)的地質(zhì)情況進行

推斷、解釋的勘探方法，簡稱物探法。

2.0.8孔內(nèi)物探法boreholedetectionmethod

利用不同地下介質(zhì)之間的物性差異，借助鉆孔內(nèi)探測儀器推測孔壁及周圍一

定范圍地質(zhì)條件的勘探方法。

6

2.0.9彈性波法seismicmethod

利用探測對象與周圍介質(zhì)之間的彈性性質(zhì)差異，通過觀測和研究人工彈性波

傳播規(guī)律，推測探測對象地質(zhì)情況的物探方法。

2.0.10激發(fā)極化法inducedpolarizationmethod

利用探測對象與周圍介質(zhì)之間的激電效應(yīng)差異，通過觀測和研究人工建立的

直流（時間域）或交流（頻率域）激電場分布規(guī)律，推測探測對象地質(zhì)情況的物

探方法。

2.0.11瞬變電磁法iransienielectromagneticmelhod

利用探測對象與周圍介質(zhì)之間的電性差異，向地下發(fā)送脈沖電磁波，測量由

該脈沖電磁場感應(yīng)的地下渦流而產(chǎn)生的二次電磁場，推測探測對象地質(zhì)情況的物

探方法。

2.0.12地質(zhì)雷達法groundpenetrationradarmethod

利用探測對象與周圍介質(zhì)之間的介電常數(shù)差異，通過雷達發(fā)射天線向介質(zhì)中

發(fā)射高頻脈沖電磁波，由接收天線接收目的體的反射電磁波，推測探測對象地質(zhì)

情況的物探方法。

7

3基本規(guī)定

3.0.1鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)艱應(yīng)積極采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字化

和信息化技術(shù)，構(gòu)建智能化預(yù)報體系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能化采集、處理和解釋。特

別對于TBM隧道，優(yōu)先選擇搭載式超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)進行集成化、自動化探測，

實現(xiàn)探測結(jié)果的智能識別與動態(tài)展示。

3.0.2隧道智能化超前地質(zhì)預(yù)報的目的應(yīng)包括：

1通過地表預(yù)報和洞內(nèi)預(yù)報手段，進一步探查隧道掌子面前方一定范圍內(nèi)

的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)情況。

2通過自動化的數(shù)據(jù)采集和人工智能的解譯識別，進一步提高超前預(yù)報效

率與準確率，提高隧道超前預(yù)報的智能化水平。

3為優(yōu)化工程設(shè)計、施工方案決策、降低隧道地質(zhì)災(zāi)害及事故發(fā)生風(fēng)險提

供參考依據(jù)。

4為編制竣工文件提供資料。

3.0.3隧道智能化超前地質(zhì)預(yù)報的內(nèi)容應(yīng)包括：

1地層巖性預(yù)測預(yù)報，特別是對軟弱夾層、破碎地層、煤層及特殊巖土的

預(yù)測預(yù)報。

2地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測預(yù)報，特別是對斷層、節(jié)理密集帶、褶皺軸等影響巖體完

整性的構(gòu)造發(fā)育情況的預(yù)測預(yù)報。

3不良地質(zhì)預(yù)測預(yù)報，特別是對巖溶、人為坑洞等發(fā)育情況的預(yù)測預(yù)報。

4地下水預(yù)測預(yù)報，特別是對巖溶管道水及富水?dāng)鄬?、富水褶皺軸、富水

地層中的裂隙水等發(fā)育情況的預(yù)測預(yù)報。

5有毒有害氣體預(yù)測預(yù)報，特別是對甲烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫

等氣體位置、壓力、涌出量和放散初速度的預(yù)測預(yù)報

6其他相關(guān)預(yù)報工作。

3.0.4隧道超前地質(zhì)預(yù)報應(yīng)進行地質(zhì)復(fù)雜程度分級，確定重點預(yù)報地段，并應(yīng)

遵循動態(tài)設(shè)計原則，根據(jù)預(yù)報實施工作中掌握的地質(zhì)情況，及時調(diào)整隧道區(qū)段的

地質(zhì)復(fù)雜程度分級、預(yù)報方法和技術(shù)要求，工作流程宜按圖3.0.3所示流程實施：

8

圖3.0.3隧道智能化超前地質(zhì)預(yù)報工作流程圖

3.0.5隧道工程參建各方智能化超前地質(zhì)預(yù)報工作應(yīng)符合下列規(guī)定：

1建設(shè)單位應(yīng)負責(zé)隧道超前地質(zhì)預(yù)報實施細則的審批，并通過智能化超前

地質(zhì)預(yù)報信息管理平臺對地質(zhì)預(yù)報工作的實施情況進行監(jiān)督卻檢查。

2勘察設(shè)計單位應(yīng)進行隧道地質(zhì)復(fù)雜程度分級，進行超前地質(zhì)預(yù)報方案設(shè)

計，編制工程概預(yù)算：借助超前預(yù)報信息化管理平臺，分析和研究施工超前地質(zhì)

預(yù)報成果，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與設(shè)計不符的，要按程序及時進行變更設(shè)計，并將變更

設(shè)計提交到智能化超前地質(zhì)預(yù)報信息管理平臺。

3施工圖階段經(jīng)評估為高風(fēng)險和極高風(fēng)險的軟弱圍巖及不良地質(zhì)隧道，超

前地質(zhì)預(yù)報的責(zé)任主體為設(shè)計單位，其超前地質(zhì)預(yù)報工作由設(shè)計單位負責(zé)組織實

施。其他隧道超前地質(zhì)頸報的責(zé)任主體單位為施工單位，超前地質(zhì)預(yù)報工作由施

工單位組織實施。

4工程地質(zhì)、水文地質(zhì)復(fù)雜的長隧道和特長隧道，可能存在誘發(fā)重大地質(zhì)

災(zāi)害的隧道，地下水活躍、圍巖軟弱、含富水?dāng)鄬拥乃淼?，高瓦斯、高地?yīng)力的

隧道，可能發(fā)生突水、突泥的隧道，可委托專業(yè)隊伍，采用新技術(shù)、新設(shè)備、新方

9

法，開展第三方超前地質(zhì)預(yù)報工作。

5超前地質(zhì)預(yù)報實施單/立在開工前應(yīng)結(jié)合風(fēng)險評估編制動態(tài)超前地質(zhì)預(yù)報

實施細則，按程序?qū)彶楹团鷾屎筘撠?zé)組織實施；預(yù)報實施單位應(yīng)及時將超前地質(zhì)

預(yù)報成果報施工、監(jiān)理、勘察設(shè)計、建設(shè)單位，并對超前地質(zhì)預(yù)報成果及數(shù)據(jù)的

真實性負責(zé)。

6施工單位應(yīng)積極組織或配合實施超前地質(zhì)預(yù)報工作，并納入實施性施工

組織設(shè)計，超前地質(zhì)預(yù)報成果宜實時自動反饋給施工單位，利用超前地質(zhì)預(yù)報成

果及時指導(dǎo)施工，減少施工的盲目性和安全風(fēng)險。施工單位應(yīng)將隧道開挖結(jié)果上

傳至智能化超前地質(zhì)預(yù)報信息管理平臺。

7監(jiān)理單位應(yīng)對隧道超前地質(zhì)預(yù)報實施過程進行監(jiān)理，負責(zé)監(jiān)督檢查施工

單位現(xiàn)場專業(yè)技術(shù)人員（地質(zhì)、物探）數(shù)量及能力、設(shè)備類型及數(shù)量、超前地質(zhì)預(yù)

報的實施和數(shù)據(jù)采集以及相關(guān)協(xié)調(diào)工作等。

3.0.6智能化超前地質(zhì)預(yù)報儀器的管理與使用應(yīng)滿足下列要求：

1用于超前地質(zhì)預(yù)報的儀器應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)標準的規(guī)定，應(yīng)具有數(shù)據(jù)自動

采集和自動上傳功能。

2智能化超前地質(zhì)預(yù)報儀器應(yīng)包含自動采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)、智能

解譯系統(tǒng)和自動傳輸系統(tǒng)。

3智能化超前地質(zhì)預(yù)報，義器宜與智能化超前地質(zhì)預(yù)報信息管理平臺對接，

進行數(shù)據(jù)的實時自動傳輸與接收反饋

4應(yīng)按儀器設(shè)備的檢驗周期和技術(shù)指標對儀器進行定期檢驗，每次檢驗的

結(jié)果應(yīng)有記錄。

5操作人員應(yīng)熟悉儀器設(shè)備性能，并嚴格按照儀器作業(yè)指導(dǎo)書或使用說明

書操作。

6預(yù)報工作前，應(yīng)對智能預(yù)報儀器的自動采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)、智能

解譯系統(tǒng)和自動傳輸系統(tǒng)進行檢查和調(diào)試。宜將采集儀器的實時信息與智能化超

前地質(zhì)預(yù)報信息管理平臺進行對比、整理和更新。

7預(yù)報工作時，若出現(xiàn)儀器不正常，應(yīng)排除故障并經(jīng)檢查正常后才能繼續(xù)

工作，并將故障原因和處理方法上傳至智能化超前地質(zhì)預(yù)報信息管理平臺，若在

TBM隧道中使用，應(yīng)對儀器進行智能化的自動調(diào)試來消減TBM隧道施工環(huán)境

10

對探測的干擾。

8預(yù)報工作結(jié)束后，應(yīng)檢查儀器并維護保養(yǎng)，保持完整，清潔、干燥.

9儀器不使用時，主機和主要配件應(yīng)存放在清潔、干燥、防塵、通風(fēng)、無

腐蝕性氣體、無強電磁輻射的儀器專用庫房內(nèi)，所有儀器狀態(tài)應(yīng)標識明顯。

10對于采用內(nèi)置充電電池供電的儀器，長期不使用時應(yīng)定期對儀器進行充

電維護。

3.0.7TBM施工隧道可選用搭載式或非搭載式超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)，條件滿足時,

宜優(yōu)先選擇搭載式超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)。選用搭載式系統(tǒng)時，應(yīng)滿足下列要求：

1搭載設(shè)計應(yīng)列入TBM裝備設(shè)計統(tǒng)籌考慮，并預(yù)留搭載空間和接口，不應(yīng)

影響TBM正常工作性能。

2搭載式超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)應(yīng)與TBM集成，實現(xiàn)自動化數(shù)據(jù)采集。

3.0.8物探法現(xiàn)場工作應(yīng)滿足下列要求：

1現(xiàn)場預(yù)報工作前，應(yīng)收集隧道勘察階段的勘察設(shè)計資料；當(dāng)隧道地質(zhì)條

件、施工條件復(fù)雜時，宜補充地表地質(zhì)調(diào)查，收集和分析鄰近隧道、導(dǎo)洞的地質(zhì)

資料。

2對于淺埋隧道，宜采用地表和洞內(nèi)相結(jié)合的物探方法進行綜合探測。

3現(xiàn)場預(yù)報工作時、應(yīng)艱據(jù)選擇的物探預(yù)報方法，降低工作區(qū)域周圍一定

范圍內(nèi)的施工干擾，將周圍背景噪音降至最低。

4開展現(xiàn)場預(yù)報工作時，應(yīng)嚴格執(zhí)行各預(yù)報方法的技術(shù)規(guī)定。

5在物探法現(xiàn)場工作期間，當(dāng)預(yù)報結(jié)果的質(zhì)量明顯下降時，應(yīng)進行補充試

驗，找出原因，及時調(diào)整預(yù)報方法、技術(shù)參數(shù)和循環(huán)預(yù)報方式。

6物探測點、激發(fā)點、異常點、地質(zhì)觀測點等標識點的坐標位置應(yīng)按相關(guān)

測量標準進行測量。

7在物探法現(xiàn)場工作期間，應(yīng)填寫地質(zhì)調(diào)查記錄、地下水觀測記錄、地質(zhì)

素描、物探原始記錄、資料檢查驗收記錄等資料。

3.0.9條件允許時，應(yīng)優(yōu)先采用數(shù)字化和信息化技術(shù)實現(xiàn)隧道洞內(nèi)、洞外地質(zhì)

信息的智能采集、分析與管理。

3.1.0隧道超前地質(zhì)預(yù)報工作應(yīng)建立質(zhì)量保證體系，實行全過程質(zhì)量控制并符

合安全、環(huán)保的相關(guān)要求。

11

4地質(zhì)調(diào)查法

4.0.1智能化地質(zhì)調(diào)查是在遵循傳統(tǒng)地質(zhì)調(diào)查法有關(guān)技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，利用

遙感、三維激光掃描、數(shù)碼攝影等數(shù)字化技術(shù)開展隧道洞內(nèi)外地質(zhì)調(diào)查工作，并

通過建立數(shù)據(jù)實時傳輸功能，完成巖體裂隙、巖層產(chǎn)狀及圍巖級別等地質(zhì)信息的

遠程識別和判識，包括隧道地表補充智能化地質(zhì)調(diào)查和隧道內(nèi)智能化地質(zhì)編錄等。

4.0.2地質(zhì)調(diào)查法應(yīng)符合下列技術(shù)要求：

1當(dāng)已有勘察資料與實際開挖揭露嚴重不符或在地質(zhì)風(fēng)險等級較高的重點

預(yù)報段落，應(yīng)開展地表補充地質(zhì)調(diào)查工作；

2隧道內(nèi)地質(zhì)編錄應(yīng)貫穿于隧道施工全過程；

4.0.3地表補充地質(zhì)調(diào)查法是在分析己有隧道勘察資料基礎(chǔ)上，有目的的開展

地表地質(zhì)調(diào)查工作，應(yīng)包括卜列主要內(nèi)容：

1對工作區(qū)已有地表地質(zhì)勘察成果進行整理、復(fù)核與確認；

2地層在地表的出露與接觸關(guān)系及其巖性特征，特別是影響隧道施工安全

的標志層；

3地形地貌特征；

4斷層、褶皺、節(jié)理密集帶等地質(zhì)構(gòu)造在隧址區(qū)地表的出露位置、規(guī)模、

性質(zhì)及其產(chǎn)狀變化；

5地表水和地下水露頭調(diào)查，必要時應(yīng)進行觀測試驗；

6地表巖溶形態(tài)，發(fā)育位置、規(guī)模、性質(zhì)及分布規(guī)律；

7特殊地層在地表的出露位置、范圍及其產(chǎn)狀變化（如煤系地層、膨脹性

地層、放射性地層等）；

8應(yīng)根據(jù)地表補充地質(zhì)-調(diào)查結(jié)果，結(jié)合勘察、設(shè)計資料，核實和修正施工

地質(zhì)預(yù)報重點區(qū)段。

4.0.4隧道內(nèi)地質(zhì)編錄應(yīng)包括下列工作內(nèi)容：

1對于鉆爆法施工隧道，應(yīng)包括掌子面地質(zhì)素描記錄表（參見附錄A.1）；

對于TBM施工隧道，應(yīng)包括TBM隧道洞身地質(zhì)素描記錄表（參見附錄A.2）；

2根據(jù)隧道內(nèi)地質(zhì)描述結(jié)果繪制隧道地質(zhì)縱斷面圖和隧道洞身地質(zhì)展示圖;

3在地質(zhì)條件復(fù)雜和重點預(yù)報段落，宜開展采樣工作，記錄采樣位置、采

樣類別、采樣方式、保存方式、采樣時間、采樣人等信息；

12

4應(yīng)對隧道內(nèi)的不良地質(zhì)進行攝影或錄像，并記錄鏡頭方向及俯仰角、位

置，地質(zhì)休特征等。

4.0.5三維激光掃描技術(shù)可對隧道圍巖進行連續(xù)掃描，獲取數(shù)字化點云數(shù)據(jù)，

在巖體裂隙解譯和地質(zhì)信息輸入的基礎(chǔ)上借助計算機建立可視化的三維裂隙網(wǎng)

絡(luò)模型。采用三維激光掃描技術(shù)開展智能化洞內(nèi)地質(zhì)編錄時，應(yīng)符合下列工作要

求：

1在選擇三維激光掃描儀時應(yīng)首選內(nèi)置數(shù)碼相機的掃描儀；

2在采集隧道圍巖三維點云數(shù)據(jù)前，應(yīng)首先對掃描范圍和掃描環(huán)境進行了

解并對掃描工作進行總體規(guī)劃，需確定掃描儀此次掃描的空間范圍、站點距離、

相機參數(shù)和標靶識別等重要參數(shù)；

3協(xié)調(diào)現(xiàn)場人員和設(shè)備，在掃描范圍內(nèi)減少人員活動和車輛出入，避免不

必要的干擾，以增加掃描點云的精度；

4在數(shù)據(jù)采集過程中，應(yīng)采用多方位、多角度的全覆蓋掃描，同時應(yīng)保證

2次連續(xù)掃描有足夠的重疊區(qū)域進行拼接，從而獲得全面完整的圍巖表面信息。

4.0.6數(shù)碼攝影技術(shù)可通過數(shù)碼攝像設(shè)備采集隧道圍巖數(shù)字圖像，并綜合運用

數(shù)字圖像處理、深度學(xué)習(xí)、三維重建等技術(shù)實現(xiàn)對隧道圍巖的自動特征提取分析

和隧道三維重建。采用數(shù)碼攝影技術(shù)開展智能化洞內(nèi)地質(zhì)編錄時，應(yīng)符合下列工

作要求：

1所需設(shè)備宜包括數(shù)碼相機、三腳架、照明設(shè)備和鋼卷尺等；

2在采集圍巖數(shù)字圖像前，應(yīng)在待采集圍巖區(qū)域兩側(cè)各設(shè)置一個標記點并

測量兩標記點間的實際距離，以便確定采集到的隧道圍巖數(shù)字圖像比例尺；

3對于鉆爆法施工隧道，隧道圍巖圖像采集時間應(yīng)安排在學(xué)子面排險完成

后、下一循環(huán)打炮眼前完成。

4對于TBM法施工隧道，圖像采集工作應(yīng)主要在側(cè)壁（邊墻）上實施，采

集時間應(yīng)安排在噴漿前進行；

5應(yīng)進行正射影成像，隧道圍巖數(shù)字圖像應(yīng)具有符合一定要求的亮度、清

晰度，盡量避免大量的圖像噪聲。

4.0.7對于TBM法施工隧道，隧道內(nèi)地質(zhì)編錄還應(yīng)記錄TBM掘進參數(shù)和TBM

巖硝特征，其中TBM巖磴特征主要包括巖磴形狀、巖硝大小和巖硝粒徑分布規(guī)

13

律等，TBM掘進參數(shù)主要包括推進速度、推進力、扭矩和刀盤轉(zhuǎn)速等。將上述

參數(shù)作為愉入，基于支持向量回歸和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法可實現(xiàn)抗壓強度，脆性指數(shù).

巖體完整性等參數(shù)的動態(tài)預(yù)測，為優(yōu)化TBM掘進參數(shù)、降低刀盤異常磨損提供

參考。

14

5物探法

5.1一般規(guī)定

5.1.1智能化物探法宜采用以網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)支撐的

彈性波法、地質(zhì)雷達法、瞬變電磁法、激發(fā)極化法和孔內(nèi)物探法等智能化物探預(yù)

報方法，對隧道前方不良地質(zhì)體進行自動探測和智能解譯，并應(yīng)對探測成果進行

可視化展示和信息化管理。

5.1.2物探法智能化超前地質(zhì)預(yù)報宜在下列條件下使用：

1被探測對象與其周圍介質(zhì)存在明顯的物性差異。

2被探測對象具有一定規(guī)模，能產(chǎn)生可被觀測的地球物理異常。

3存在外界干擾時，被探測對象的響應(yīng)能夠從干擾背景中區(qū)分出來。

5.1.3物探法工作應(yīng)符合下列要求：

1應(yīng)收集和利用己有工程地質(zhì)與水文地質(zhì)、物探、隧道設(shè)計、巖石試驗等

資料，對于TBM施工隧道，還應(yīng)收集和利用TBM掘進參數(shù)、巖磴等資料。

2應(yīng)在了解現(xiàn)場工作環(huán)境的基礎(chǔ)上，根據(jù)隧道的地質(zhì)條件和探測目標的物

性特征，開展現(xiàn)場試驗，選用合適有效的物探方法和采集參數(shù)。

3應(yīng)開展隧道內(nèi)振動、電磁干擾測試，采用干擾規(guī)避、干擾消減等方法，

減少隧道施工環(huán)境對探測數(shù)據(jù)的影響。

4物探法現(xiàn)場工作應(yīng)按沒計方案開展，操作步驟規(guī)范、原始記錄完整真實、

采集數(shù)據(jù)滿足相關(guān)誤差要求，并應(yīng)及時處理預(yù)報數(shù)據(jù)、按任務(wù)要求提交成果報告。

5.1.4隧道地質(zhì)條件復(fù)雜時，應(yīng)根據(jù)探測對象的物性特征開展綜合預(yù)報，條件

允許時宜進行聯(lián)合反演，并本預(yù)報結(jié)果進行綜合分析解釋。

5.1.5超前地質(zhì)預(yù)報資料解釋應(yīng)以地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，綜合分析多種預(yù)報方法的

成果資料、相互印證，條件允許時宜采用智能解釋方法，得出最終預(yù)報結(jié)論。

5.2彈性波法

5.2.1彈性波法用于探測存在明顯波阻抗差異的巖性變化、斷層破碎帶、溶洞

等，其探測對象應(yīng)具有可被探測規(guī)模。

5.2.2彈性波法連續(xù)預(yù)報時，前后兩次預(yù)報范圍應(yīng)搭接10m以上，每次預(yù)報距

離應(yīng)符合下列要求：

15

1在巖體完整、構(gòu)造簡單的硬質(zhì)巖地層，一般每次預(yù)報距離應(yīng)在120m左

右，不宜超過150m。

2在軟弱破碎地層，一般每次預(yù)報距離應(yīng)在80m左右，不宜超過100mo

5.2.3彈性波超前地質(zhì)預(yù)報儀港應(yīng)符合下列規(guī)定：

1宜使用多通道數(shù)字地震儀，通道數(shù)不宜小于12通道。

2A/D轉(zhuǎn)換器不宜低于24bit。

3動態(tài)范圍不宜低于120dB?

4儀器采樣率可調(diào)，最小采樣間隔不應(yīng)大于50四。

5每道地震記錄長度不應(yīng)小于1024點。

6對TBM施工隧道，宜優(yōu)先選擇搭載式彈性波超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)，并符合

下列規(guī)定：

1）應(yīng)考慮TBM機型、結(jié)構(gòu)、尺寸等特點，針對性的設(shè)計探測系統(tǒng)搭載方

案。

2）宜使用搭載于TBM的機械震源（如液壓、氣動、超磁等），震源應(yīng)具

備足夠的激振能量，且操作方便、重復(fù)性好。

3）宜與TBM搭載集成，實現(xiàn)自動化激振與數(shù)據(jù)采集。

5.2.4彈性波超前地質(zhì)預(yù)報方法觀測系統(tǒng)布置應(yīng)符合下列規(guī)定：

1應(yīng)根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場施工情況，設(shè)計合適的觀測系統(tǒng)，確定震源和檢

波器點位置。

2觀測系統(tǒng)宜布置在掌子面后方約10m-70m范圍內(nèi)的隧道輪廓上，條件允

許時應(yīng)優(yōu)先采用震源和檢波器在隧道軸向、水平和豎直三個方向上均具有一定間

距的布置形式。

3觀測系統(tǒng)可采用多點激發(fā)、多點接收，一點激發(fā)、多點接收，多點激發(fā)、

一點接收的方式。

4觀測系統(tǒng)宜按本規(guī)程附錄D的規(guī)定進行布置，可采用震源在前、檢波器

在后，或震源在后、檢波器在前的布置形式。

5當(dāng)隧道地質(zhì)條件復(fù)雜時，觀測系統(tǒng)應(yīng)在彈性波法預(yù)報條件的情況下根據(jù)

具體情況靈活設(shè)計。

16

5.2.5現(xiàn)場試驗與數(shù)據(jù)采集應(yīng)符合3.0.6的要求外，還應(yīng)符合下列規(guī)定:

1彈性波法探測前應(yīng)開展現(xiàn)場試驗，對隧道環(huán)境噪聲的強度、頻率和噪聲

源分布等進行測試，并根據(jù)現(xiàn)場情況和預(yù)報需要，選擇合適的儀器參數(shù)。

2數(shù)據(jù)采集應(yīng)符合下列要求：

1）當(dāng)采用多點接收觀測系統(tǒng)時，數(shù)據(jù)采集前應(yīng)在數(shù)據(jù)采集前進行地震道

一致性校驗。

2）數(shù)據(jù)采集時應(yīng)盡可能減少隧道內(nèi)其他干擾源的影響，并應(yīng)采取壓制地震

波、聲波干擾的措施。

3）檢波器安裝應(yīng)符合下列要求：

①各道檢波器的安裝條件應(yīng)一致，且與巖體有效耦合。

②分量檢波器的X、Y、Z方向應(yīng)與預(yù)報設(shè)計及實施細則中規(guī)定的方向

一致。

③應(yīng)根據(jù)設(shè)計的觀測系統(tǒng)，確定所有檢波器點和震源點的位置，做出

相應(yīng)的標識并準確測量其坐標。

4）激振時應(yīng)符合下列要求：

①應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況、現(xiàn)場試驗和預(yù)報需要，選擇合適的激振方式和激

振能量。

②激振方向應(yīng)與巖面保持垂直。

③各個震源應(yīng)按照先后順序依次激振，在同一個震源點處可重復(fù)激振

并進行信號登加。

5）在每次激振后，應(yīng)顯示所記錄的地震道，據(jù)此對地震記錄的質(zhì)量進行控

制。

①可根據(jù)信號能量檢查信號是否過強或過弱，以適當(dāng)調(diào)整震源激振能

量。

②可根據(jù)初至波信號特性，對信號波形進行質(zhì)量控制。

③應(yīng)根據(jù)記錄特征，分析存在的噪聲干擾，必要時應(yīng)采取干擾源控制

措施。

④對質(zhì)量不合格的地震記錄，應(yīng)重新激振。

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6）應(yīng)根據(jù)設(shè)計的觀測系統(tǒng)，確定所有檢波器點和震源點的位置，做出相應(yīng)

的標識并準確測量其坐標。

3現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查與評價應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）原始記錄上不應(yīng)有強烈的干擾背景，且應(yīng)有可靠的追蹤反射波同相軸。

2）當(dāng)利用停工時間進行數(shù)據(jù)采集時，現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查應(yīng)采用重

復(fù)觀測方式,檢查量不應(yīng)小于總工作量的5%,且檢查量不少于2~3點，

復(fù)測記錄應(yīng)無明顯變化及異常。

3）三分量檢波器接收時，不應(yīng)存在某一分量不工作或工作不正常。

4）同一記錄中，不應(yīng)存在道數(shù)的1/6以上或兩相鄰道工作不正常的地震記

錄。

5.2.6資料處理、分析與解釋應(yīng)符合下列要求：

1應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場記錄的數(shù)據(jù)質(zhì)量及解釋的需要，選擇處理方法和步驟。

2應(yīng)準確輸入現(xiàn)場采集參數(shù)，包括隧道的幾何尺寸、掌子面里程、檢波器

和震源點坐標等。

3應(yīng)剔除不合格的數(shù)據(jù)道，但不能大于總道數(shù)的1/6。

4可根據(jù)預(yù)報距離選擇合適的數(shù)據(jù)長度，并將初至到達前的信號進行歸零

處理。

5應(yīng)對信號進行頻譜分圻，確定主頻范圍，并采用帶通濾波等方法濾除噪

聲干擾；可采用傾角濾波等處理方法，提取反射波；可采用機器學(xué)習(xí)方法對信號

中的噪聲進行壓制和去除。

6可采用能量特征法、瞬時強度比法、數(shù)字圖像處理法、機器學(xué)習(xí)方法等

自動初至拾取方法與人工拾取相結(jié)合的方法，獲取初至波到達時間，然后根據(jù)初

至波到達時間計算直達波速度。

7條件允許時，可引入機器學(xué)習(xí)方法實現(xiàn)掌子面前方巖體波速和界面位置

的計算。

8可采用走時層析成像、全波形反演、速度掃描等方式進行巖體波速計算。

9可根據(jù)需要選用繞射疊加偏移、克?；舴蚱?、逆時偏移等偏移成像方

法實現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造圖像重建。

10可利用掌子面前方巖體波速評價隧道圍巖彈性模量、泊松比等物理力學(xué)

18

參數(shù)，當(dāng)在TBM隧道中探測時，還可進一步結(jié)合TBM推力、扭矩等掘進參數(shù)

變化規(guī)律的統(tǒng)計分析或大樣木機器學(xué)習(xí)進行綜合判斷.

5.2.7對于TBM施工隧道，可采用破巖震源方法，利用TBM掘進時的破巖振

動作為震源進行超前地質(zhì)預(yù)報，該方法在使用時應(yīng)符合下列要求：

1利用TBM掘進破巖振動作為震源的地震超前地質(zhì)預(yù)報儀器，除滿足5.2.3

的規(guī)定外，應(yīng)具有長時間連續(xù)采集功能。

2觀測系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)TBM結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場條件布設(shè)，應(yīng)在TBM刀盤后方或附近

圍巖中安裝1個或多個先導(dǎo)（參考）傳感器（簡稱先導(dǎo)傳感器），宜在護盾上或

掌子面后方圍巖內(nèi)布置接收傳感器。

3現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集應(yīng)符合下列要求：

1）在TBM掘進過程中進行超前地質(zhì)預(yù)報。

2）根據(jù)設(shè)計的觀測系統(tǒng)，布置先導(dǎo)傳感器和接收傳感器，并記錄其坐標位

置。

3）現(xiàn)場應(yīng)記錄采集開始與結(jié)束時的TBM掌子面里程，并做好TBM掘進

停機時間、巖硝、掘進參數(shù)等情況的記錄。

4數(shù)據(jù)處理應(yīng)符合下列要求：

1）應(yīng)按照探測所需時間長度將先導(dǎo)傳感器與接收傳感器信號進行分段。

2）應(yīng)將分段后的先導(dǎo)傳感器和接收傳感器信號分別做互相關(guān)處理，再進

行疊加，得到轉(zhuǎn)化后的標準地震記錄。

3）宜按本規(guī)程5.2.6條的規(guī)定進行數(shù)據(jù)處理與地質(zhì)解釋。

5.2.8對于鉆爆法隧道，可利用鑿巖臺車鉆孔振動作為震源進行超前地質(zhì)預(yù)報,

并符合下列要求：

1利用鑿巖臺車鉆孔振動作為震源的地震超前地質(zhì)預(yù)報儀器應(yīng)具有長時間

連續(xù)采集功能。

2觀測系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)鑿巖臺車結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場條件布設(shè)，應(yīng)考慮鑿巖臺車型號、

結(jié)構(gòu)、尺寸等特點，在鑿巖臺車工作臂上或鉆孔附近安裝1個或多個先導(dǎo)（參考）

傳感器（簡稱先導(dǎo)傳感器），宜在隧道邊墻或掌子面布置接收傳感器。

3現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集應(yīng)符合下列要求：

4在鑿巖臺車鉆孔過程中進行超前地質(zhì)預(yù)報。

19

5根據(jù)設(shè)計的觀測系統(tǒng)，布置先導(dǎo)傳感器和接收傳感器，并記錄其坐標位

置。

6數(shù)據(jù)處理應(yīng)符合526和5.2.7的要求。

5.2.9當(dāng)隧道埋深較淺且地表條件允許時，可進行地表和洞內(nèi)聯(lián)合探測，并符

合下列要求：

1應(yīng)同步記錄數(shù)據(jù)，單次記錄時間不宜少于15min?

2應(yīng)有足夠的數(shù)據(jù)存儲容量，且具備低功耗性能。

3應(yīng)沿隧道走向，在地表和洞內(nèi)同時布置檢波器，檢波器間距和布置形式

按照探測需求確定。

5.2.10地震波法預(yù)報成果圖件宜包括觀測系統(tǒng)布置圖、地震預(yù)報成果圖、地質(zhì)

分析解釋成果圖表。

5.3地質(zhì)雷達法

5.3.1地質(zhì)雷達法探測分辨率較高，適用于探測隧道掌子面前方近距離斷層破

碎帶、巖性接觸帶、溶洞等不良地質(zhì)構(gòu)造及其含水情況，適用條件應(yīng)符合下列規(guī)

定：

1被探測對象與周邊介質(zhì)的介電常數(shù)應(yīng)存在明顯差異。

2被探測對象應(yīng)具有可被探測的規(guī)模。

3學(xué)子面及其他布置測線的部位應(yīng)相對平整，附近應(yīng)無大范圍的金屬構(gòu)件

且無強電磁場干擾。

5.3.2地質(zhì)雷達法連續(xù)預(yù)報時，前后兩次預(yù)報范圍應(yīng)搭接5m以上，每次預(yù)報

距離應(yīng)滿足下列要求：

1低電導(dǎo)率和低磁導(dǎo)率的完整巖體洞段宜每30m預(yù)報一次。

2巖體破碎、構(gòu)造發(fā)育、含水較高的高電導(dǎo)率和高磁導(dǎo)率的洞段宜每20m

預(yù)報一次。

5.3.3地質(zhì)雷達儀的性能和主要技術(shù)指標應(yīng)滿足下列規(guī)定：

1具有實時監(jiān)測與顯示功能。

2信號增益控制具有指數(shù)增益功能。

3模數(shù)轉(zhuǎn)換不應(yīng)小于16bito

4最小采樣間隔不應(yīng)大于0.05ns。

20

5動態(tài)范圍不宜小于120dB?

6具有8次以上信號疊加功能。

5.3.4地質(zhì)雷達天線主要技術(shù)指標應(yīng)滿足下列規(guī)定：

1雷達天線中心頻率宜為50MHz?lOOMHzo

2天線中心頻率允許偏差￡t5%。

3天線頻帶范圍不應(yīng)小于中心頻率的1/4~2倍。

5.3.5預(yù)報工作前宜進行測量方式選擇、天線型號選擇、采集參數(shù)選擇等現(xiàn)場

試驗，當(dāng)多個頻率的天線能滿足預(yù)報距離的要求時，宜選擇相對較高頻率的天線。

5.3.6測線布置應(yīng)符合下列規(guī)定：

1宜在掌子面布置多條測線，當(dāng)隧道洞徑較大時，可在側(cè)壁增加測線，并

宜符合本規(guī)程附錄E的要求。

2根據(jù)地質(zhì)條件或預(yù)報需要，可在隧道底板或頂拱布置測線，以探測側(cè)方

的異常體。

3對于異常部位，可適當(dāng)加密測線。

4有條件時，可布置陣列雷達裝置采集多道探測數(shù)據(jù)。

5.3.7現(xiàn)場工作應(yīng)符合下列規(guī)定：

1數(shù)據(jù)采集前，應(yīng)開展現(xiàn)場試驗，宜測試預(yù)報工區(qū)各巖性的電磁波速度，

并根據(jù)現(xiàn)場情況和預(yù)報需要，選擇合適的濾波及采集參數(shù)。

2現(xiàn)場探測應(yīng)清除或避開測線附近的金屬物。

3探測過程中，應(yīng)保持工作天線與探測面基本平行，應(yīng)保持距離相對一致。

4記錄標注應(yīng)與測線樁號一致，采用自動標注時，應(yīng)避免標注信號線的干

擾。

5采用測量輪測量時，宜每5m校對一次距離。

5.3.8數(shù)據(jù)采集應(yīng)符合下列規(guī)定：

1采樣點數(shù)應(yīng)大于512,采樣頻率應(yīng)大于所用天線中心頻率的6倍。

2地質(zhì)雷達記錄長度應(yīng)根據(jù)探測距離、探測環(huán)境需要合理選擇。

3掌子面或側(cè)壁表面起伏較大、天線不便勻速移動或信號較弱時，應(yīng)采用

點測方式，點測的點距不應(yīng)大于尼奎斯特采樣間隔，同一異常在雷達剖面上的反

映不宜少于3個連續(xù)測點。

21

4采用分離天線進行點測時，應(yīng)通過調(diào)整天線距離使來自反射體的反射信

號最強.

5連續(xù)測量時的天線移動速度應(yīng)均勻，并與儀器的掃描速率相匹配。

6垂向高通頻率宜小于天線頻率的1/4,垂向低通頻率宜大于天線頻率的2

倍。

7疊加次數(shù)應(yīng)使目的體反射信號清楚，目的體反射信號弱時，應(yīng)適當(dāng)增加

疊加次數(shù)。

8測試過程中應(yīng)對異常觀測點進行重復(fù)觀測。

5.3.9數(shù)據(jù)處理應(yīng)符合下列要求：

1可根據(jù)需要選取刪除無用道、水平比例歸一化、增益調(diào)整、頻率濾波、

小波分析、反褶積、偏移、空間濾波、點平均等處理方法。

2選擇處理方法與步驟應(yīng)根據(jù)外業(yè)記錄數(shù)據(jù)質(zhì)量及解釋需要進行：當(dāng)反射

信號弱、數(shù)據(jù)信噪比低時不宜進行反褶積、偏移處理。

3在數(shù)據(jù)處理的各階段均可選擇頻率濾波進行處理。

4可用反褶積來壓制多次反射波。

5可用時間偏移或者深度偏移處理方法將傾斜層反射波界面歸位，將繞射

波收斂；深度偏移處理應(yīng)選擇可靠的介質(zhì)電磁波速度。

6可用全波形反演方法獲取介質(zhì)相對介電常數(shù)和電導(dǎo)率分布，有條件時可

利用己知地質(zhì)信息進行約束反演。

7可選用空間濾波的有效道疊加和道間差兩種方法；有效道疊加和道間差

處理應(yīng)在其它方法處理完成后進行。

8可用平滑數(shù)據(jù)的點平均法去除信號中的高頻干擾，參與平均的點數(shù)宜為

奇數(shù)，最大值宜小于采樣率與低通頻率之比。

9應(yīng)將時間剖面轉(zhuǎn)換為深度剖面。

5.3.10資料解釋應(yīng)符合下列要求：

1資料解釋前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件及波形、能量強度、頻譜筆特征識別干擾波。

2應(yīng)依據(jù)雷達剖面圖上的反射波波形、能量強度、初始相位、反射波同相

軸延續(xù)性等識別異常，可通過深度學(xué)習(xí)算法輔助識別異常體C

3應(yīng)根據(jù)異常體的形態(tài)和特征，結(jié)合地質(zhì)資料確定異常體的性質(zhì)、前方位

22

置和規(guī)模。

4應(yīng)根據(jù)反射波特征，結(jié)合地質(zhì)資料對雷達剖面國進行地質(zhì)推斷解釋.

5可通過機器學(xué)習(xí)算法埔助識別異常特征。

5.3.11地質(zhì)雷達法預(yù)報成果圖件應(yīng)滿足下列要求：

1應(yīng)包括地質(zhì)雷達測線布置圖、地質(zhì)雷達深度剖面圖、地質(zhì)雷達預(yù)報成果

地質(zhì)解釋圖。

2地質(zhì)雷達預(yù)報成果地質(zhì)解釋圖中應(yīng)有比例尺、洞號、樁號和解釋結(jié)果等，

樁號應(yīng)與設(shè)計一致。

5.4瞬變電磁法

5.4.1瞬變電磁法可用于隧道掌子面前方中距離范圍內(nèi)存在明顯電阻率差異的

巖性接觸帶、斷層破碎帶、溶洞等不良地質(zhì)體，其探測對象應(yīng)具有可被探測規(guī)模。

5.4.2瞬變電磁法連續(xù)預(yù)報時，相鄰兩次預(yù)報范圍應(yīng)搭接20m以上，每次預(yù)報

距離應(yīng)滿足下列原則：

1在巖體完整、構(gòu)造簡單的硬質(zhì)巖地層，一般每次預(yù)報距離宜在60m左右，

不宜超過80mo

2在軟弱破碎地層，一般每次預(yù)報距離宜在40m左右，不宜超過60m。

5.4.3瞬變電磁地質(zhì)預(yù)報儀器應(yīng)符合下列規(guī)定：

1A/D轉(zhuǎn)換器不宜低于24bito

2動態(tài)范圍不宜低于120dBo

3儀器發(fā)射頻率可調(diào)，備選頻率個數(shù)不應(yīng)低于4個。

4儀器電流關(guān)斷時間不應(yīng)大于20us,發(fā)射電流不應(yīng)小于3A。

5儀器發(fā)射波形應(yīng)穩(wěn)定，電流平臺波動幅度不應(yīng)超過5%。

6當(dāng)?shù)孛鏃l件允許時，地面瞬變電磁設(shè)備應(yīng)為電性輻射源收發(fā)：儀器發(fā)射

頻率可調(diào)，備選頻率個數(shù)不得低于4個。動態(tài)范圍不宜低于130dB。發(fā)射電流設(shè)

為10A、20As30A三個擋位，關(guān)斷時間相應(yīng)改變：10A對應(yīng)關(guān)斷時間不高于10

微秒，20A對應(yīng)關(guān)斷時間不高于15微秒，30A對應(yīng)關(guān)斷時間不高于25微秒。儀

器發(fā)射波形穩(wěn)定，電流平臺波動幅度不超過5%。

7地面電性輻射源電場接收機接收的電場不小于RV量級。

5.4.4瞬變電磁法觀測系統(tǒng)布置應(yīng)符合下列規(guī)定：

23

1應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工情況，按本規(guī)程附錄F要求設(shè)計合適的觀測系統(tǒng)（參見

附錄F）,確定發(fā)射線框面積和發(fā)射頻率。

2重疊回線裝置應(yīng)采用線圈接收，中心回線與多點陣列式裝置采集應(yīng)采用

探頭接收，多點陣列式采集應(yīng)在發(fā)射線圈內(nèi)部均勻布設(shè)多個探頭。

3發(fā)射線框發(fā)射面積固定，可采用硬支架方式。

4發(fā)射線框移動位置精確，宜采用固定標尺底座控制發(fā)射線框移動。

5采用中心回線測量時，應(yīng)采用支架固定，保障測量探頭位于線框中心。

6當(dāng)進行地面探測時，采用電性輻射源，應(yīng)考慮電性輻射源的接地條件，

接地電阻不高于50Q,輻射源長度不小于20米。

5.4.5現(xiàn)場工作應(yīng)符合下列規(guī)定：

1探測前應(yīng)開展現(xiàn)場試驗，對環(huán)境噪聲的強度進行估計，并根據(jù)現(xiàn)場情況

和預(yù)報需要，選擇合適的頻率和疊加次數(shù)。

2數(shù)據(jù)采集前，鉆機等大型金屬設(shè)備應(yīng)退出學(xué)子面不得少于15m。

3數(shù)據(jù)采集過程中不應(yīng)有金屬、磁性物質(zhì)接近線框。

4使用磁探頭時，其方向應(yīng)與發(fā)射線框的法線方向一致。

5當(dāng)進行地面探測時，可采用電場或磁場接收方式，電場接收時，電極應(yīng)

接地，接地電阻不高于50Q；磁場接收時，磁探頭應(yīng)與水平面的法向方向一致。

5.4.6數(shù)據(jù)采集應(yīng)符合下列規(guī)定：

1數(shù)據(jù)采集前，應(yīng)對探頭的重復(fù)性進行檢查。

2在每次供電激發(fā)后，應(yīng)檢查觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量。

3可根據(jù)接收仙線光滑程度，確定疊加次數(shù)。

4可根據(jù)信號的強度確定發(fā)射頻率、延長/縮短采樣時間，采集數(shù)據(jù)應(yīng)完整。

5應(yīng)根據(jù)記錄特征，分析存在的噪聲干擾類型，采取干擾源控制措施。

6對質(zhì)量不合格的電磁記錄，應(yīng)重新測量。

5.4.7現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量臉查與評價應(yīng)符合下列規(guī)定：

1原始記錄上不應(yīng)有強烈的干擾背景，應(yīng)具備完整光滑的衰減曲線。

2現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量險查應(yīng)采用重復(fù)觀測方式，檢查量不應(yīng)小于總工作

量的5%,且檢查量不少于2~3點，復(fù)測記錄應(yīng)無明顯變化及異常。

5.4.8資料處理、分析與解釋應(yīng)符合下列要求：

24

1應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量及解釋的需要，選擇處理方法和步驟。

2對于原始數(shù)據(jù)，應(yīng)首先進行飽和段數(shù)據(jù)切除。

3對于偶然的數(shù)據(jù)跳變，采取人工手動修正或濾波算法對數(shù)據(jù)進行必要的

預(yù)處理。

4對于受到線圈互感影響的，應(yīng)根據(jù)線圈匝數(shù)進行前期矯正工作。

5對于曲線總體的衰減趨勢進行統(tǒng)計，對曲線進行時間衰減偏移。

6根據(jù)視電阻率公式計算每一道的視電阻率，并統(tǒng)計視電阻率的范圍，調(diào)

整矯正系數(shù)使視電阻率值穩(wěn)定在合理范圍內(nèi)。

7根據(jù)波場變換方法將地下的傳導(dǎo)場轉(zhuǎn)化為虛擬波場，并利用擬地震偏移

成像方法和虛擬波場，確定地下目標的界面的合理范圍。

8根據(jù)感應(yīng)電流在地層中的傳播速度規(guī)律計算每一道時間對應(yīng)的深度。

9根據(jù)發(fā)射位置移動形成測線，做出整體預(yù)報圖。

5.4.9瞬變電磁預(yù)報法的成果圖件宜包括測線點布置圖、測試二維成果圖、三

維剖面成果圖、成果地質(zhì)解釋圖。

5.5激發(fā)極化法

5.5.1激發(fā)極化法探測可用于探查隧道掌子面前方含水異常等地質(zhì)情況，工作

時應(yīng)根據(jù)工作條件和探測要求選用電阻率法或激發(fā)極化法，其探測對象應(yīng)具有可

被探測規(guī)模，且與周圍介質(zhì)間應(yīng)存在明顯的電性差異。

5.5.2激發(fā)極化法預(yù)報距離應(yīng)符合下列規(guī)定：

1每次預(yù)報距離不宜大于30m。

2連續(xù)預(yù)報時前后兩次預(yù)報范圍的搭接長度應(yīng)不小于5mo

3隧道地質(zhì)條件復(fù)雜時，相鄰兩次預(yù)報范圍的搭接長度應(yīng)不小于10mo

5.5.3預(yù)報儀器應(yīng)符合下列規(guī)定：

1儀器主要功能和技術(shù)指標應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）應(yīng)具有測量一次場電位和電流、二次場電位和衰減時間的功能。

2）采樣頻率不應(yīng)小于lOOHzo

3）模數(shù)轉(zhuǎn)換精度不應(yīng)低于16bit。

4）測量電流誤差不應(yīng)大于1%,分辨率不應(yīng)低于0.01mA。

5）測量電壓誤差不應(yīng)大于1%,分辨率不應(yīng)低于O.OlmV。

25

6）輸入阻抗不應(yīng)小于20MC。

7）應(yīng)具有良好的噪聲抑制性能，對50Hz工頻干擾抑制應(yīng)大于40dBo

8）宜具備自動控溫和自動控濕的功能。

2對于TBM搭載式電法超前地質(zhì)預(yù)報儀器，應(yīng)根據(jù)TBM型式，在TBM

刀盤和護盾設(shè)計開孔并安裝電極，開孔孔徑應(yīng)大于電極直徑C

3電極應(yīng)符合下列要求：

1）供電電極應(yīng)采用具有一定直徑和長度的金屬電極；激發(fā)極化法的測量

電極應(yīng)選用不極化電極。

2）TBM搭載電極宜采用液壓驅(qū)動、具有柔性端頭的接觸式電極，并符合

TBM和預(yù)報設(shè)備安裝手冊的規(guī)定;TBM施工隧道電極應(yīng)與TBM絕緣。

5.5.4激發(fā)極化法觀測系統(tǒng)布置應(yīng)符合下列規(guī)定：

1應(yīng)根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場施工情況，設(shè)計合適的觀測系統(tǒng)，確定供電電極

和測量電極的位置。

2應(yīng)根據(jù)隧道地層巖性等情況自動調(diào)整供電電流大小。

3電阻率、激發(fā)極化預(yù)報時，應(yīng)優(yōu)先選用聚焦測深觀測裝置，觀測系統(tǒng)布

置應(yīng)符合本規(guī)程附錄G的規(guī)定，并在距掌子面后方80m范圍內(nèi)分別均勻布置多

個供電A極，N極應(yīng)布置在隧道出口方向，距A極的距離不應(yīng)小于10倍預(yù)報距

離,B極距掌子面遠于電極N,且與N極的距離不應(yīng)小于10倍的探測距離，測

量點宜在學(xué)子面呈網(wǎng)狀布置。

4對于TBM施工隧道，應(yīng)將同極性供電電極布置在TBM刀盤、護盾及后

方邊墻等位置，各電極間應(yīng)進行電流辟蔽，測量電極應(yīng)布置在TBM刀盤上。電

極宜通過液壓油缸等實現(xiàn)自動伸縮，并具有自動保護裝置。

5可采用多功能多路回轉(zhuǎn)裝置。

6觀測系統(tǒng)可采用三極裝置、二極裝置。

7當(dāng)隧道地質(zhì)條件復(fù)雜時，觀測系統(tǒng)設(shè)計可不受附錄G的限制，可視具體

情況設(shè)計。

5.5.5現(xiàn)場試驗工作應(yīng)符合下列規(guī)定：

1探測前應(yīng)開展現(xiàn)場試驗，查明現(xiàn)場干擾信號和干擾源分布情況及強度。

2應(yīng)測試探測區(qū)域巖體的電阻率、極化率等參數(shù)。

26

3探測前應(yīng)對比TBM進場前、后的觀測數(shù)據(jù)，總結(jié)TBM對觀測數(shù)據(jù)的影

響特征和干擾規(guī)律。

4根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果，應(yīng)選擇合適的儀器測量參數(shù)、最佳供電電流等。

5供電電極A的布置宜根據(jù)預(yù)報要求及現(xiàn)場條件，合理選擇電極數(shù)量、同

性源電極系數(shù)量和位置。

5.5.6現(xiàn)場工作應(yīng)符合下列規(guī)定：

1電極布置前，應(yīng)清理隧道掌子面、拱頂及邊墻危石。

2電極位置的允許偏差應(yīng)為±5cm。

3TBM停機探測時，TBM刀盤應(yīng)后退脫離掌子面，收起撐靴脫離邊墻，

減少干擾。

4供電和測量導(dǎo)線絕緣電阻不應(yīng)小于100MQ。

5應(yīng)檢查電極與圍巖的接觸是否良好。

6采集區(qū)內(nèi)應(yīng)清除或避開附近的電磁干擾源；當(dāng)不能清除或避開時，應(yīng)在

記錄中注明并標出位置。

7掌子面應(yīng)平整，且不宜有大量積水。

5.5.7數(shù)據(jù)采集應(yīng)符合下列規(guī)定：

1數(shù)據(jù)采集前應(yīng)進行儀器檢查、導(dǎo)線漏電檢查、測量電極極差檢查、接地

電阻檢查。

2根據(jù)探測需要和圍巖條件設(shè)置合適的供電電流大小、供電時間、測量時

間等。

3數(shù)據(jù)采集過程中，應(yīng)減少現(xiàn)場人工電流或電磁干擾。

4不極化測量電極極差不應(yīng)大于ImV。

5數(shù)據(jù)記錄應(yīng)包括電流、電位差、視電阻率和半衰時。

6TBM停機探測時，應(yīng)記錄刀盤上電極的位置。

7測試過程中，應(yīng)對異常觀測點進行重復(fù)觀測，重復(fù)觀測相對誤差不應(yīng)大

于5%。

5.5.8現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查應(yīng)符合下列規(guī)定：

1報廢點數(shù)據(jù)的數(shù)量不應(yīng)超過全部數(shù)據(jù)的10%,且報廢點不應(yīng)連續(xù)出現(xiàn)。

2現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量應(yīng)采用重復(fù)觀測方式檢查，重復(fù)觀測量不應(yīng)小于總

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工作量的5%o

3電阻率法的數(shù)據(jù)質(zhì)量允許相對均方誤差為±5%,激發(fā)極化法的數(shù)據(jù)質(zhì)量

允許相對均方誤差為±10%,否則應(yīng)查明原因并重新采集數(shù)據(jù)。

5.5.9數(shù)據(jù)處理應(yīng)符合下列規(guī)定：

1資料處理前應(yīng)對報廢點數(shù)據(jù)進行剔除。

2對于TBM施工隧道，應(yīng)根據(jù)TBM干擾特征的統(tǒng)計分析對觀測數(shù)據(jù)進行

預(yù)處理，降低觀測數(shù)據(jù)中的干擾影響。

3應(yīng)對電阻率法的觀測數(shù)據(jù)進行反演，得到掌子面前方一定范圍內(nèi)的電阻

率分布信息，針對多解性，宜采用已知地質(zhì)信息和先驗約束反演方法，對觀測數(shù)

據(jù)進行反演處理。

4應(yīng)繪制視極化率、半衰時曲線。

5應(yīng)結(jié)合隧道地質(zhì)勘察、設(shè)計、試驗、監(jiān)測等資料，對地質(zhì)分析結(jié)果、反

演結(jié)果、視極化率、半衰時曲線等進行綜合解釋，判斷隧道掌子面前方一定范圍

內(nèi)含水情況等。

6高電阻率、低極化率、短半衰時異?？膳袛酁槿醺凰?；低電阻率、高極

化率、長半衰時異?？膳袛酁楦凰辉谒淼赖耐坏貙訂卧?，通過跟蹤開挖揭露

情況，進行統(tǒng)計分析和水量估算。

5.5.10當(dāng)隧道埋深較淺且地表條件允許時，可采用激發(fā)極化法地-洞聯(lián)合超前探

測，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1應(yīng)根沿隧道走向，在距離學(xué)子面前方30m的地表區(qū)域布置供電電極。供

電電極間距和數(shù)量應(yīng)根據(jù)隧道實際探測需求確定。

2應(yīng)在隧道掌子面上布置一定數(shù)量的不極化測量電極。

3測量電極的布置方式可采用以掌子面為中心水平平行布置。

4應(yīng)根據(jù)隧道掌子面前方地層巖性等情況自動調(diào)整供電電流大小。

5當(dāng)隧道地質(zhì)條件復(fù)雜時，可視具體情況選擇合適的供電電極和測量電極

的布置方式及數(shù)量。

5.5.11激發(fā)極化法智能反演應(yīng)符合下列規(guī)定：

1進行激發(fā)極化法智能反演前，應(yīng)剔除不合格的數(shù)據(jù)。

2應(yīng)根據(jù)隧道實際環(huán)境和采集數(shù)據(jù)情況選擇合適的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

28

3應(yīng)選取足夠數(shù)量及多樣性的訓(xùn)練集。

4應(yīng)將視電阻率、極化率等參數(shù)作為輸入?yún)?shù)。

5應(yīng)結(jié)合地質(zhì)資料、鉆孔資料或其他地球物理勘探結(jié)果，對激發(fā)極化智能

結(jié)果進行聯(lián)合解譯。

5.5.12預(yù)報成果圖件宜包括觀測裝置布置圖、二維/三維電阻率分布圖、半衰曲

線圖、預(yù)報地質(zhì)成果圖。

5.6孔內(nèi)物探法

5.6.1孔內(nèi)探測法可用于探查隧道掌子面前方的地質(zhì)構(gòu)造、裂隙帶、破碎帶、

溶洞溶隙以及地下水等不良地質(zhì)的發(fā)育、分布及連通性，包括利用洞內(nèi)前向水平

鉆孔開展的隧道前向孔內(nèi)物探方法和利用地表垂直鉆孔開展的淺埋隧道地表孔

內(nèi)物探法。

5.6.2孔內(nèi)探測法包括孔間電阻率層析成像法、孔內(nèi)雷達法、鉆孔瞬變電磁法、

孔間電磁波法、測井聲波法、孔內(nèi)攝像等，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和探測任務(wù)選擇具體

方法，確定觀測裝置及工作參數(shù)。

5.6.3孔內(nèi)探測法的應(yīng)用條件應(yīng)符合下列規(guī)定：

1探測目標體與周圍介質(zhì)間應(yīng)存在明顯電性、電磁性或彈性差異。

2探測目標體應(yīng)具有可被探測規(guī)模；

3鉆孔內(nèi)壁宜保持光滑、不塌孔。

5.6.4孔內(nèi)探測法的現(xiàn)場工作應(yīng)符合下列規(guī)定：

1鉆孔應(yīng)指向掌子面前方，鉆孔后方應(yīng)留有足夠的儀器操作空間。

2鉆孔（套管）內(nèi)徑不宜小于75mm,孔深不宜小于鉆孔間距的1.5倍。

3探測前應(yīng)進行探孔。

4進行數(shù)據(jù)采集時，應(yīng)同步記錄儀器孔內(nèi)部分的深度信息。

5進行連續(xù)孔內(nèi)探測時，儀器孔內(nèi)部分的遞送與收回速度應(yīng)保持恒定。

5.6.5孔內(nèi)探測法的資料處理與