2.3.2.1　预报基本原则

隧洞超前地质预报应以地质分析为基础、物探方法为手段，多种方法相互印证和补充的综合预报体系进行预报。通过采取宏观地质预报、中长距离预报、短距离预报，特殊方法预报相结合和“由未知到已知、由粗略到精细、由定性到定量”的思路来达到预报的目的。

2.3.2.2　宏观预报

宏观地质预报是对隧洞地质条件的整体性把握，是以各种区域地质资料分析和深入的地面地质调查为基础，通过地质分析，宏观预报洞体施工可能遇到的不良地质类型、规模、位置和方向以及发生施工地质灾害的类型和发生的可能性。以指导中期、短期预报工作并为工程动态设计、安全施工、防灾措施的制定提供地质依据，有效地避免设计、施工的盲目性；指导中短期超前地质预报的顺利进行，并为选择物探手段和物探方法的优化组合提供依据；同时使隧洞预报工作突出重点。

（1）宏观预报的主要方法。宏观预报以收集区域地质资料、勘测设计资料和地表地质调查为主，必要时可作地表补充勘测（包括EH-4、高密度电法、瞬变电磁法等地面物探及地表钻探）。

（2）宏观预报的主要步骤如下：

1）收集研究隧洞所在地区的区域地质资料并进行区域地质分析，这是宏观预报的基础。

2）收集研究隧洞勘探资料和对隧洞轴线左右500m范围内进行地表地质调查，获取地表第一手资料。

3）通过上述分析，对隧洞施工阶段可能遇到的不良地质体进行宏观地质预报，指导中长距离及短距离预报。

（3）宏观地质预报的主要内容有：

1）区域主要构造方位、力学性质和构造特征及其不同方位构造对隧洞围岩稳定性的影响程度。

2）隧洞施工可能遇到的主要不良地质类型，特别是可能引发施工地质灾害的主要不良地质类型，包括它们在地表出露的位置、分布状态、规模及产状变化等。

3）隧洞主要不良地质体的空间发育特征、发育程度、分布规律、分布方位特征等。

4）隧洞主要施工地质灾害，特别是施工地质灾害与主要不良地质的关系。

5）地表水及岩溶的发育情况，包括地表出露位置、发育规模及分布特征等。

（4）宏观预报需要达到的主要目的有：

1）通过研究区域地质，弄清隧洞所在地的构造环境、构造体系、构造复合和构造演化过程，初步评价区域构造对隧洞围岩稳定性的影响程度。

2）通过收集前期勘探资料和地表调查，弄清隧洞地层结构，尤其是特殊地质结构；地质构造体系、构造型式和构造分布规律；岩溶、暗河、泉眼的展布情况和分布规律等。在此基础上，利用地质学理论，尤其是地质力学理论对整个隧洞工程地质及水文地质情况进行综合分析判断。

3）在上述分析的基础上，根据隧洞的工程地质、水文地质条件及可能发生的地质灾害对隧洞施工及环境的影响程度，对隧洞分段进行地质复杂程度评价、分级。

4）根据预报分级情况，将预报等级按预报需要重视程度划分为“常规预报”“加强预报”“重点预报”3个预报级别。确定预报难点、重点，编写预报方案，指导中期、短期超前预报顺利进行及物探手段的优化组合。

2.3.2.3　中长距离预报

中长距离预报是建立在宏观预报的基础上。其目的除了为短期预报提供指导意义外，还能为施工单位制定一个相对长期的施工计划提供科学依据。

（1）中长距离预报的主要方法。中长距离预报一般指预报距离在80～150m之间的预报，目前主要的物探方法有：

1）弹性波法：主要包括TSP、TST、TRT、TGP和地震负视角法。

2）电磁法：主要包括瞬变电磁、陆地声呐。

（2）中长距离预报的主要内容有：

1）地层岩性预报，特别是软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊地层的大致位置与规模。

2）较大规模地质构造的位置预报，特别是大断层及断层破碎带、节理裂隙密集带等。

3）地下水赋存的大致位置与形态的预报，特别是富水断层、富水褶皱、富水裂隙、岩溶管道、地下暗河等。

4）围岩类别及围岩性稳定性。(www.daowen.com)

（3）中长距离预报的主要目的有：

1）复核宏观预报成果，确认短距离预报的重点。

2）基本查清隧洞掌子面前方的工程地质及水文地质条件，指导隧洞施工。

3）初步评价不良地质体的规模、位置、产状及其围岩结构的完整性与地下水赋存情况，初步判断不良地质体的危害程度。

4）根据预报成果，提供隧洞开挖断面、支护参数和优化施工方案的建议。

2.3.2.4　短距离预报

短距离预报是建立在宏观预报和中长距离预报的基础上。它是地质预报技术体系中的攻坚阶段，如果说中长距离预报具有战略意义，而短距离预报则具有战术的特点，做好短距离预报对确保超前地质预报的准确率具有决定性的作用。

（1）短距离预报的主要方法。短距离预报探测距离一般为20～30m，目前的主要物探方法有：

1）电磁波法，主要是地质雷达。

2）电法：BEAM法、激发激化法。

3）其他：红外探水、超前水平钻探、超前炮孔等。

（2）短距离预报的主要内容有：

1）地层岩性的预报，特别是软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊地层的具体位置与规模。

2）地质构造的具体位置和规模的预报，特别是断层及断层破碎带、节理裂隙密集带等。

3）不良地质体的具体位置与规模，特别是岩溶、人为坑洞。

4）地下水赋存具体位置，特别是富水断层、富水褶皱、富水裂隙、岩溶管道、地下暗河等。

（3）短距离预报的目的有：

1）对掌子面前方岩体质量进行评价，尤其是评价不良地质体的危险等级。

2）在中等复杂地质条件下，查清隧洞掌子面前方的工程地质及水文地质情况，指导隧洞施工。

3）在复杂地质条件下，基本查清隧洞掌子面前方的工程地质与水文地质情况，指导特殊方法预报及超前钻孔预报。

4）成灾预警：短距离预报应根据预报成果，提供预警等级。一般预警等级分3级：“正常”“警报”“紧急警报”。

“正常”：指掌子面前方预报范围内无明显不良地质缺陷，不会对施工安全造成影响，可以正常施工。

“警报”：指掌子面前方预报范围内存在不良地质缺陷，但规模不大，不会对施工安全造成影响或经过简单处理，就能进行安全施工。

“紧急警报”：指掌子面前方预报范围内存在较大规模的不良地质缺陷，对施工安全可能造成较大的安全隐患，需停止施工并进行相应的处理后方能进行下一步工作。

2.3.2.5　特殊方法预报

特殊方法预报主要用于复杂地质条件下，短距离预报由于受工作环境限制，无法对其异常体规模进行全方位判断的缺点。它充分利用超前钻孔，将目前地球物理领域较新的孔内物探技术用于预报。目前孔内主要物探技术有：钻孔雷达、钻孔全景数字成像、电磁波CT、钻孔雷达CT及钻孔声波CT等。

钻孔雷达：钻孔雷达原理与地质雷达原理一样，不同的是钻孔雷达是将雷达天线放入孔中进行探测，它的主要优点是能探测以钻孔为中心，15～20m半径范围内的不良地质体缺陷，它解决了目前超前预报在掌子面上工作，不能探测隧洞临近区域不良地质缺陷的缺点。

钻孔全景数字成像：目前的超前钻孔预报一般均采用潜孔钻，潜孔钻是无法取芯的，为了获取钻孔孔壁的地质信息，就需要采用钻孔全景数字成像技术。钻孔全景数字成像通过堆面反射光学变换实现将360°钻孔孔壁图像转换成为二维平面图像，以视觉感观直接获取孔壁地质信息的一种物探方法。

电磁波CT、钻孔雷达CT及钻孔声波CT：是通过两钻孔间不同地质体对电磁波或声波吸收强弱的不同再现两钻孔间地质异常的一种物探方法。该方法目前已广泛应用于地表钻孔间不良地质体的精细勘探。