12.3.3.1　地质预报法

（1）地面地质调查。主要针对有疑问的地段或问题开展补充地质测绘、必要的物探或少数钻孔等。地质调查的重点是查明地层岩性、构造地质特征、水文地质条件及工程动力地质作用等。

（2）隧道地质编录。隧道地质编录是隧道施工期间最主要的地质工作，它是竣工验收的必备文件，还可为隧道支护提供依据。

隧道地质编录应与施工配合，内容包括两壁、顶板和掌子面的岩性、断层、结构面、岩脉、地下水，同时根据条件和要求，开展必要的简单现场测试以及岩土样和地下水试样的采集。编录成果用图件、表格和文字的形式表示，供计算分析和预报之用。

（3）资料分析及地质超前预报。通过及时分析处理地质编录资料，并与施工前隧道纵横剖面对比，对围岩类别进行修正，在此基础上对可能出现的工程地质问题进行超前预报。

12.3.3.2　超前勘探法

（1）超前导硐法。

1）平行导硐法。平行导硐一般距主硐20m左右。导硐先行施工，对导硐揭露出的地质情况进行收集整理，并据此对主体工程的施工地质条件进行预报。与此类似，利用已有平行隧道地质资料进行隧道地质预报是隧道施工前期地质预报的一种常用方法，特别是当两平行隧道间距较小时预报效果更佳。如秦岭隧道施工中对此进行了有益的尝试，利用二线隧道施工所获取的岩石（体）强度资料对一线隧道将遇到的岩体强度进行预测，为一线隧道掘进机施工提供了科学的依据；军都山隧道也部分使用了平行导硐预报方法。

2）先进导硐法。先进导硐法是将隧道断面划分成几个部分，其一部分先行施工，用其来进行资料收集。其预报效果比超前平行导硐法更好。如意大利Ponts Gardena隧道就是用该方法取得很大成功，它以隧道掘进机开挖9.5m的导硐，然后扩挖施工，预报采用几何投影方法进行。

（2）超前水平钻孔法。超前水平钻孔法是最直接的隧道施工地质超前预报方法之一，不仅可直接预报前方围岩条件，而且特别对富水带超前探测、排放，控制突水和硐内泥石流的发生有重要作用。该法是在掌子面上用水平钻孔打数十米或几百米的超前取芯探孔，根据钻取的岩心状况、钻井速度和难易程度、循环水质、涌水情况及相关试验，获得精度很高的综合柱状图，获取隧道掌子面前方岩石（体）的强度指标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度指标及地下水状况等诸多方面的直接资料，预报孔深范围内的地质状况。

12.3.3.3　物探法(www.daowen.com)

（1）电法。电法勘探分为电剖面法和电测深法，根据工程具体情况进行选择。电法勘探是在地表沿硐轴线进行，因此不占用施工时间。

（2）电磁波法。电磁波法包括频率测深法、无线电波透视法和电磁感应法。其中，在隧道施工地质超前预报中应用最多的是电磁感应法。尤其是地质雷达，瞬变脉冲电磁主要用于地面勘探，目前在隧道预报中较少应用。

地质雷达（Ground Penetration Radar，简称GPR）探测的基本原理是电磁波通过天线向地下发射，遇到不同阻抗界面时，将产生反射波和透射波，雷达接收机利用分时采样原理和数据组合方式把天线接收到的信号转换成数字信号，主机系统再将数字信号转换成模拟信号或彩色线迹信号，并以时间剖面显示出来，供解译人员分析，进而用解析结果推断诸如地下水、断层及影响带等对施工不利的地质情况。

（3）地震波法。地震勘探主要通过测试受激地震波在岩体中的传播情况，来判定前方岩体的情况。它分为直达波法、折射波法、反射波法和表面波法，其中反射波法在隧道超前预报中应用最普遍，其次为表面波法，直达波法和折射波法应用相对较少。

地震反射波法可在地面布置，也可在隧道内开展。地面进行适合缓倾角地质界面的探测，得出构造界面距地面的距离，确定施工掌子面前方可能存在断层的位置。在我国，隧道内的反射地震波法称为TVSP（Tunnel Vertical Seismic Profiling）和CTSP（Cross Tunnel Seismic Profiling），前者是将地震波震源（激发器）与检波布置于隧道的同一壁，并相距一定距离；后者是将激发器和接收器分别布置于隧道不同壁面。在国外，隧道内的反射地震波法称为TSP（Tunnel Seismic Profiling），它可以同时采用上述两种布置方法。

TSP地质超前预报系统主要用于超前预报隧道掌子面前方不良地质的性质、位置和规模，设备限定有效预报距离为掌子面前方100m（最大探测距离为掌子面前方500m），最高分辨率为≥1m的地质体。通过在掘进掌子面后方一定距离内的浅钻孔（1.0～1.5m）中施以微型爆破来人工制造一列有规则排列的轻微震源，形成地震源断面（图12-26）。

图12-26　TSP测试原理

震源发出的地震波遇到地层层面、节理面，特别是断层破碎带界面和溶洞、暗河、岩溶陷落柱、淤泥带等不良地质界面时，将产生反射波；这些反射波信号传播速度、延迟时间、波形、强度和方向均与相关面的性质、产状密切相关，并通过不同数据表现出来。因此，用此种方法可确定施工掌子面前方可能存在的反射界面（如断层）的位置、与隧道轴线的交角以及与隧道掘进面的距离，同样也可以将隧道周围存在的岩性变化带的位置探测出来。