02雷达超前预报报告(DK323+692.6~DK323+722)

XJCKL-002

新建铁路

南昌至赣州客运专线

第CG-XJ合同段

兴国隧道斜井出口方向

（DK323+692.6～DK323+722）

隧道施工超前地质预报雷达探测报告

报告编写：

复核：

审核：

中铁第四勘察设计院集团有限公司

昌赣客专隧道超前地质预报项目部

二○一五年十月二十七日

一、任务及工作情况

根据兴国隧道斜井出口方向现阶段施工的具体情况和设计的要求，在隧道掘进过程中，提前发现隧道前方的地质变化，为施工提供较为准确的地质资料，及时调整施工工艺，预防工程事故。我单位于2015年10月27日对该隧道斜井出口方向掌子面(DK323+692.6)进行地质雷达法预报，2015年10月27日提交本预报报告。

（一）、预报范围：

隧道斜井出口方向掌子面(DK323+692.6)前方约30m以内围岩。

（二）、预报要求：

查明隧道斜井出口方向掌子面(DK323+692.6)前方的构造断裂、软弱夹层等的分布位置以及地下水状况、构造裂隙填充物及其性质。

（三）、预报方法：

本次预报使用的瑞典MALA公司的X3M型地质雷达和配套的100MHz屏蔽天线是世界上精度最高的地质雷达设备之一。 MALA X3M 主机是一款全集成化的主机，它直接固定在 MALA 屏蔽天线上使用。其内置电路设计使它重量轻，尺寸小，可以很容易安装及使用。

二、测区地质及地球物理特征

（一）、地质概况

预报段为隧道斜井出口方向段，处于已揭露的震旦系上统老虎组、板岩。岩体破碎，围岩强风化，属V级围岩。

（二）、地球物理特征

水、空气、粘性干土与完整围岩的电性质理论值（见下表）存在明显差异。

所以软弱破碎带与完整岩体形成的物理界面，对雷达发射的电磁波形成强反射界面，因而，采用地质雷达探测构造断裂、软弱夹层等的分布位置以及地下水状况、软弱地层等具备

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较充足的地球物理前提。

三、方法原理

地质雷达检测是利用高频电磁波以宽频带短脉冲的形式，其工作过程是由置于地面的发射天线发送入地下一高频电磁脉冲波(主频为数十兆赫至数百兆赫乃至千兆)，地层系统的结构层可以根据其电磁特性如介电常数来区分，当相邻的结构层材料的电磁特性不同时，就会在其界面间影响射频信号的传播，发生透射和反射。一部分电磁波能量被界面反射回来，另一部分能量会继续穿透界面进入下一层介质，电磁波在地层系统内传播的过程中，每遇到不同的结构层，就会在层间界面发生透射和反射，由于介质对电磁波信号有损耗作用，所以透射的雷达信号会越来越弱。探地雷达主要由天线、发射机、接收机、信号处理机和终端设备(计算机)等组成。

图1 发射天线（Tx）发射电磁波并反射到接收机（Rx）中

各界面反射电磁波由天线中的接收器接收并由主机记录，利用采样技术将其转化为数字信号进行处理。从测试结果剖面图得到从发射经地下界面反射回到接收天线的双程走时t。当地下介质的波速已知时，可根据测到的精确t值求得目标体的位置和埋深。这样，可对各测点进行快速连续的探测，并根据反射波组的波形与强度特征，通过数据处理得到地质雷达剖面图像。通过对电磁波反射信号(即回波信号)的时频特征、振幅特征、相位特征等进行分析，便能了解地层的特征信息(如裂隙、层理、空洞等)。工作原理如图1所示。根据雷达解

释原理和雷达剖面图象的变化特征来推测有效异常的几何形态和性质。

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四、测线布置

根据开挖断面的实际情况，在掌子面上布置了横测线（上、下）共2条测线，测线位置见下图表。

图2 雷达测线布置示意图

五、工作方法

现场数据采集采用点测方法。测量时窗选取600ns，采样频率1125MHz，每道采样点数688点，道间距0.1m。

六、资料处理与解释

(一)、资料处理流程

地质雷达图形以脉冲反射波的波形形式记录，以波形或灰度显示探测雷达剖面图。探测资料的解释包括两部分内容，一、数据处理，二、图像分析。

一、数据处理采用分析软件Reflexw.EXE，根据现场围岩条件，数据处理时围岩介电常数取

7，电磁波波速选用0.11m/ns，处理步骤如下：

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1、1D-Filter/Subtract-DC-Shift(1维滤波/去直流漂移）

2、Static Correction/Move start time(静校正/移动开始时间）

3、Gain/Energy decay(增益/能量衰减）

4、2D-Filter/Subtracting average(二维滤波/抽取平均道）

5、1D-Filter/bandpassbutterworth(一维滤波/巴特沃斯带通滤波)

6、2D-Filter/Running average(二维滤波/滑动平均）

(二)、异常解释

依据实测雷达剖面图，结合地质资料综合解释,分析认为：

上横测线（附图1）：掌子面前方0m～30m雷达反射信号较强，反射面多且不连续，推断该段岩体破碎，节理裂隙发育。

下横测线（附图2）：掌子面前方0m～30m雷达反射信号较强，反射面多且连续，推断该段岩体破碎，节理裂隙发育。

七、结论与建议

综合以上分析，掌子面前方30m（DK323+692.6～DK323+722）范围以内，节理裂隙发育，岩体破碎，节理裂隙很发育，围岩稳定性差。

建议在施工过程中，结合该段地质状况，加强超前支护措施，并密切注意围岩的变化，以便及时采取相应措施，防止突发事故的发生。

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附图

（附图1） DK323+692.6上横测线实测剖面图

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（附图2） DK323+692.6下横测线实测剖面图

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地质雷达 原理

地质雷达是目前分辨率最高的工程地球物理方法，在工程质量检测、场地勘察中被广泛采用，近年来也被用于隧道超前地质预报工作。地质雷达能发现掌子面前方地层的变化，对于断裂带特别是含水带、破碎带有较高的识别能力。在深埋隧道和富水地层以及溶洞发育地区，地质雷达是一个很好的预报手段。 1、基本原理 探地雷达是一种用于确定地下介质分布情况的高频电磁技术，基于地下介质的电性差异，探地雷达通过一个天线发射高频电磁波，另一个天线接收地下介质反射的电磁波，并对接收到的信号进行处理、分析、解译。其详细工作过程是：由置于地面的天线向地下发射一高频电磁脉冲，当其在地下传播过程中遇到不同电性（主要是相对介电常数）界面时，电磁波一部分发生折射透过界面继续传播，另一部分发生反射折向地面，被接收天线接收，并由主机记录，在更深处的界面，电磁波同样发生反射与折射，直到能量被完全吸收为止。反射波从被发射天线发射到被接收天线接收的时间称为双程走时t，当求得地下介质的波速时，可根据测到的精确t值折半乘以波速求得目标体的位置或埋深，同时结合各反射波组的波幅与频率特征可以得到探地雷达的波形图像，从而了解场地内目标体的分布情况。

一般，岩体、混凝土等的物质的相对介电常数为4—8，空气相对介电常数为1，而水体的相对介电常数高达81，差异较大，如在探测范围内存在水体、溶洞、断层破碎带，则会在雷达波形图中形成强烈的反射波信号，再经后期处理，能够得到较为清晰的波形异常图。 在众多地质超前预报手段中，使用探地雷达预报属于短期预报手段，预报距离与围岩电性参数、测试环境干扰强弱有关。一般，探地雷达预报距离在15~35米。 2、探地雷达在勘查中的基本参数 ①数电磁脉冲波旅行时

超前地质预报方法介绍

为保证隧道的顺利施工，避免地下水发育地段突水、突泥的发生，防止地表水、地下水流失，确保隧道施工安全，需要采取有效措施对隧道掌子面地质情况进行较为准确的预测预报，根据隧道的具体情况，判定超前地质预报内容并纳入工序管理之中。 经过超前地质预报，在开挖后对地质条件再次认知，通过对比反馈信息和分析，逐步提高对围岩的预报判释的准确性。超前地质预报的工作程序参见图2 地质素描 地质素描预测法分为岩层岩性及层位预测法、条带状不良地质体影响隧道长度预测法以及不规则地质体影响隧道长度预测法三种。 对掌子面已揭露出的岩层进行地质素描（观察岩石的矿物成分及其含量，结构构造特征和特殊标志），给予准确定名，测量岩层产状和厚度。测量该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。将该岩层与地表实测地层剖面图和地层柱状图相比，确定其在地表地层（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，反复比较分析，最终推断出掌子面前方一定范围内即将出现的不良地质在隧道中的位置和规模。 施工过程中，每次爆破后由地质工程师进行地质素描，内容包括

掌子面正面及侧面稳定状态、岩层产状、岩性风化程度、节理裂隙发育程度（产状、间距、长度、充填物、数量）、喷射混凝土开裂、掉块现象、涌水情况、水质情况、水的影响、不良气体浓度等。同时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，最终做出掌子面地质素描图和洞身地质展示图。 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，对影响隧道衬砌结构的水质提出处理意见，上报技术部门，以利采取有效的防护措施。 超前探测 主要针对地下水发育地段的断层破碎带及其影响带、岩层接触带、构造及发育带 超前物探 长距离超前物探：首选方法为TSP203地质探测仪（探测距离约200m），对比方法为水平钻孔超前探测。TSP203超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域的地质状况。它是在掌子面后方边墙一定范围内布置一排爆破点（间距1.5米），进行微弱爆破，产生的地震波在隧道前方体内传播，当岩石强度发生变化，界面两侧岩石的强度差别越大，反射回来的信号、返回的时间和方向差别越大，通过专用数据处理软件处理得到岩体强度变化界面的信号也就越强。返回信号被经过特殊设计的接收器接收转化成信号并进行放大，通过专用数据处理软件处理，得到岩体强度变化界面的位置及方位。见TSP203地质预报系统现场测试示意图3。

隧道地质超前预报

隧道地质超前预报 建立超前地质预报系统是进行隧道施工组织的重要前提，组建地质超前预报专业小组，进行超前地质预报，提前准备各种可能的不良地质条件的施工预案，超前处理不良地质，是实现长大隧道的安全施工和快速掘进的必要条件，地质预测预报体系见。 施工前预报：根据设计给出的隧道地质条件说明资料，认真分析隧道的地质断面图、平面图，掌握隧道的地质特点和水文特点。进行长距离宏观预报各段隧道可能出现的不良地质情况。 施工阶段地质资料记录：首先对已开挖地段进行地质调查，调查的主要依据为隧道开挖面地质素描、岩石结构面调查和涌水观测记录。 开挖面地质素描内容有：岩性、地质年代、岩层产状、软弱夹层、岩脉穿插情况；断层及破碎带的形态、产状、宽度、填充物特征；主要节理裂隙的形态、产状、规模及相互切割关系。围岩岩体结构类型、完整性、围岩的物理力学性能。 岩石结构面调查内容有：围岩的岩石结构产状、物理力学属性、节理的延伸性、粗糙起伏情况、张开程度。地下水出露情况、水量大小等；地下水的分布形态、大小、位置走向等；围岩节理内含水情况。地质素描采用图表形式形象纪录。地下水地质预测：现场技术人员根据以往施工经验对地下水作出经验性预报。 当隧道由弱可溶岩进入强可溶岩的边界部位时，可能发生涌水；

突水点的涌水特征：一般有渗、滴水段→线状渗水段→集中涌水段→高压喷水段；当隧洞由渗、滴水段进入线状渗水段时，应作好出现集中涌水的准备，进行超前预报的施工防治能取得较好效果；钻孔内出现浑水，前方可能有涌水；若浑水能喷射5m以上，则前方可能有大于30～50L/s的涌水存在；当超前钻孔能喷水较大时，则前方可能存在涌水；当地温测值出现比前一点低时，可能有涌水；掌子面附近出现铁锰质富集或泥质充填的裂隙，则表明前方有涌水的可能。 施工中将超前地质预报工作作为一道施工工序来进行安排，成立专业超前地质预报室，配置物探、地质及试验专业工程师、测试技工；配备先进的预测与预报设备和仪器，建立地质预报管理组织机构，由总工程师任组长，超前地质预报室主任任副组长，各专业工程师任成员的组织机构，并聘请国内知名地质预报和隧道施工专家组成专家组。 根据本标段隧道的工程地质特点，为保障施工安全，采用地面预报和洞内预报相结合的模式，主要以洞内预报为主。 为提前了解开挖地层的特性，在设计基础上，采用多种超前地质探测与预报手段，采集各种水文、地质、变形、应变等参数进行信息化管理，对未开挖地段进行地质预测和分析，以供设计单位及时提出是否需要修改设计的正确判断，并研究拟采用的支护类型，确定合理的结构支护参数，实行信息化管理信息化施工，以保证施工顺利进行。银洞坡隧道计划对ZK223+830-ZK223+960及YK223+850-YK224+000进 行超前地质预报。

超前预报(地质雷达)

目录 1 概况 .................................................................. - 1 -2物探方法基本原理....................................................... - 1 - 2.1 基本原理....................................................................................................................... - 1 - 2.2 探地雷达在勘查中的基本参数................................................................................... - 2 - 2.2.1 电磁脉冲波旅行时.......................................................................................... - 2 - 2.2.2 电磁波在介质中的传播速度.......................................................................... - 3 - 2.2.3 电磁波的反射系数.......................................................................................... - 3 - 2.3 数据处理方法......................................................... - 3 - 2.3.1 距离归一化.............................................................................................................. - 3 - 2.3.2确定波速................................................................................................................... - 3 - 2.3.3 水平和垂直滤波...................................................................................................... - 4 - 3 设计文件描述的预报段地质条件........................................... - 4 - 4 掌子面地质编录及地质分析............................................... - 4 - 5 探底雷达测试与结果分析................................................. - 6 - 5.1 测线的布置....................................................... - 6 - 5.2 数据处理结果..................................................... - 7 - 5.3解译分析......................................................... - 8 - 6.结论和建议 ............................................................ - 9 -附件一：掌子面地质编录表................................................ - 10 -

施工超前地质预报超前水平探孔探测报告

宜万铁路复杂隧道 施工超前地质预报超前水平探孔探测报告齐岳山隧道（第33标） 探测里程：DK365+333～DK365+313 报告编写： 技术负责： 施工监理： 驻地设计： 施工单位：中隧科研所 2009年3月16日

报告审查意见单：

DK365+333超前水平钻探成果报告 1、钻探设备：矿研RPD75。 2、钻孔布置：具体位置见钻孔布置图。 3、钻探依据：宜万总指2009-33会议精神及宜万线复杂隧道施工地质实施细则的相关要求。 4、钻探技术要点：钻探以探测隧道前方围岩岩性、构造和隐含水体情况为目的，钻探中主要以取芯及观测钻进速度、返水、返碴颜色，卡钻、跳钻情况，以及直接量测的水压、水量情况，据此判断前方地质情况。 5、钻探成果：共计钻孔2个（探1、探3），取芯21m/孔，从2009年3月15日开始到2009年3月16日结束，根据钻探情况初步分析成果如下： DK365+333～+312处于F11断层内，主要以泥岩、钙质泥岩、泥灰岩、泥质灰岩、角砾灰岩为主，围岩破碎，富水。其中探1孔3m出水，终孔水量51m3/h；探3孔6m出水，终孔水量36m3/h。 建议施工时，采取超前预注浆+大管棚超前支护通过该段，施工时，应加强围岩监控量测和洞内外观察，以确保施工安全。 中隧科研所齐岳山隧道项目部 2009年3月16日

齐岳山隧道DK365+333钻孔布置示意图 钻孔掌子面里程：DK365+333 孔深：20m 探孔位置布置示意图 开孔参数表 施工单位：中隧科研所制图复核监理

° ° 制图：复核：监理：日期：

° ° 制图：复核：监理：日期：

超前地质预报

XX工程技术交底 工程名称XX隧道交底单位 单位工程名称交底部位 一、内容及说明 本交底适用于XX隧道超前地质预报技术交底 二、地质预报选用方法 隧道超前地质预报坚持常规地质法、物理勘探法、钻探法等多种预报手段综合运用，取长补短，相互补充和印证的原则。并结合本段工程特点，对应采用不同的隧道超前地质预测预报的方法。 三、隧道地质预报实施方法 1、常规地质法 隧道开挖爆破后通过地质素描手段，及时查看掌子面地质情况。观察后及时绘制开挖工作面地质素描图、填写开挖工作面地质调查记录表。地质素描的具体内容主要包括以下几个方面： ①岩性 应说明围岩岩石的名称、颜色、矿物成分、坚硬程度等，各类岩脉也应对其岩性、出露位置、宽度、接触关系、破碎、风化程度进行描述。 ②构造 开挖围岩受地质构造影响程度、延伸性、表面粗糙度、张开性、风化、破碎程度等进行描述，特别是岩体范围内出现的断层、节理、裂隙、软弱夹层等重点进行地质描述。断层应对其位置、产状、性质、破碎特性、宽度等一一观测和描述；节理裂隙，特别是贯通性节理的产状密度、延伸情况、节理面现状等也要仔细量测和统计。 ③地下水 围岩的含水状态、涌水部位、水量、水压、水温、水质等描述并长期跟踪调查是否受季节性影响，特别是大、暴雨后观察涌水部位涌水量有无增减以及该段地表一定

范围内是否有水源补给情况并作好记录。 ④围岩变形破坏情况 开挖段围岩发生坍方、掉块、岩爆等现象的位置、性质、形态、规模作详细记录。 2、TSP203超前地质预报系统 TSP 探测方法： ①钻孔：在距离掌子面50m处钻深度为1.5m的孔，布置传感器；自掌子面起，每隔1.5m钻孔一个，钻孔深度为1.5m，最后一个孔与传感器的距离大于20m。所有钻孔的高度尽可能的在同一标高线上。钻孔完毕后，逐个测量孔的深度和倾斜度，并作好记录。 ②埋设传感器杆：埋设传感器前，先清孔，清除孔底虚碴，放入锚固剂卷，插入传感器套杆，用钻带动其钻动，保证锚固剂卷充分搅拌。待传感器杆固定后，插入传感器，注意传感器方向朝向掌子面。 ③连线检查：把传感器、检波器（电脑）、起爆器、同步器连接起来，并检查其是否正常工作，注意此时起爆器不得与雷管相连。 ④测量时间：测量时间选在施工交接班时间，要求工作面800m范围内不得有机械作业和作业人员作业，作业前与现场施工员联系，以确定停工时间，此时准备好爆破药卷、电雷管等。

隧道超前地质预报实施细则

渭源至武都建设项目WWSY1标 隧道测超前地质预报实施细则 1、编制依据 1）铁道部《铁路工程物理勘探规程》TB10013—98； 2）交通部《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）；3）交通部《公路隧道设计规范》（JTG D70—2004）； 4）交通部《公路隧道施工技术规范》（JTG F60—2009）； 5）《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）； 6）《公路工程地质勘察规范》（JTJ064—98）； 7）水利部《水利水电工程物探规程》（SL326—2005）； 8）十天高速公路隧道工程施工图设计资料； 9）十天高速公路隧道工程地质勘察报告； 10）其它国家颁布、国家部门颁布、地方颁布的有关规范和规章。 2、工程概况 2.1隧道概况 烟坡里隧道位于甘肃省定西市漳县的油单沟与漳县三岔镇烟坡里村之间的厥头山西侧，隧道采用分离式，洞高7.5m；起止桩号为ZK173+070~ZK176+910 YK173+073~YK176+905，左线隧道长3840m，洞顶最大埋深250m，右线隧道长3832m，洞顶最大埋深248m；隧道进口平面线型为直线，出口段为圆曲线，左右线半径均为R-1400；左线纵面线型为1.38%（坡长637m）和-2.20%（坡长3195m）的人字坡。隧道进出口均采用削竹式洞门，设置10处行人横洞、4处行车横洞，左右线各设四处紧急

停车带。隧道围岩以IV、V级为主，两端洞口段均为V级围岩。 2.2隧道地质 2.2.1地形地貌 本隧道段位于甘肃省的东南部，处于西北黄土高原边缘与西秦岭山地交汇过渡地带，总体地形北低南高，隧道所经地段地面高程：2084.5~2273.2m，相对最大高差188.7m，隧道进口段，自然坡度38~40°，坡面呈阶梯状的田地，以构造剥蚀低中山地貌为主，山地海拔较高，主峰顶呈棱状，山坡高峻，河谷狭窄，多呈V字形。自白垩系以来，境内地层一直处于间歇性抬升之中，因此形成了多级不同时期、不同高程的剥夷面。 2.2.2地层岩性 根据区域地质资料及本阶段地勘资料，本勘察区隶属于华北区的陕甘宁盆地分区东南部。隧址区主要出露第四系全新统①-1耕植土（Q4pd）、第四系全新统冲洪积②-1粉质粘土(Q4al+pl)、第四系全新统崩滑堆积②-2碎石层（Q4del+c），下伏古近系④-3层强风化砾岩（E）、白垩系上统民和组⑤-1强风化泥质砂岩（K2m）及三叠系上统⑥-1强风化砂岩（T3）、⑥-2中风化砂岩（T3）、⑥-4中风化灰岩（T3）、⑥-4中风化泥质灰岩（T3）和⑥-2中风化钙质砂（T3）。第四系中上更新统黄土（Q2-3）：黄褐色，中密-密实，土质较均，垂直节理少量发育，多分布于洞身段所在地的半山坡，覆盖厚度不大。 2.2.3地质构造与地震

地质雷达在隧道超前预报中的应用

地质雷达在隧道超前预报中的应用 发表时间：2017-10-19T15:36:52.683Z 来源：《防护工程》2017年第16期作者：常青[导读] 地质雷达是应用超高频窄脉冲电磁波来探测介质分布的一种地球物理勘探仪器。 中铁十二局集团国际工程有限公司北京 100176 摘要：地质雷达具有操作简便、扫描速度快、图像直观、高分辨率和屏蔽效果好等优点，在隧道超前预报中有很广泛的应用。基于此，本文先是简单介绍了地质雷达的工作原理，然后具体分析了地质雷达在隧道超前预报中的应用，要选取好相关参数、布置好测线、选择正确的信号触发方式，之后要对地质雷达的检测结果进行数据处理和图像判读，最后列举了地质雷达在隧道超前预报中的应用实例。目 的是为了帮助施工人员更好地应用地质雷达进行隧道施工。 关键词：地质雷达；超前预报；天线频率 1.地质雷达的工作原理 地质雷达是应用超高频窄脉冲电磁波来探测介质分布的一种地球物理勘探仪器。它的工作原理就是利用发射天线向隧道掌子面前的方向定向地发射电磁波信号，这种电磁波信号的频率为106-109Hz，电磁波在掌子面前方传播的过程中，遇到电性差异的目标体时，电磁波会发生反射，反射的电磁波由接收天线进行接收，其中，电性差异是指介电常数不同、电导率不同或是磁导率不同，电性差异越大，反射的电磁波信号越强烈，差异越小，反射的电磁波信号越差。目标体是指空洞、富含水、裂隙或岩溶等。通过对反射电磁波的时频、振幅和相位的特征等进行分析，就可以判断出掌子面前方的地质构造。目标体到掌子面间的距离计算公式如下： 其中，d是指目标体到掌子面间的距离，单位是m； V是指电磁波在介质中传播的速度，单位是m/ns； T是指反射电磁波双程的走时，单位是ns； X是指发射天线和接收天线间的距离，单位是m。 2.地质雷达在隧道超前预报中的应用 2.1选取好相关参数 天线中心频率，是决定地质雷达应用效果的主要参数。应将该频率的选择作为参数选择的重点，确保隧道超前预报的过程能够有效完成。目标体深度、目标体尺寸以及天线尺寸等，均需符合场地的要求，以保证雷达空间分辨率达标。将空间分辨率设为x（m），将围岩介电常数设置为e，则雷达天线中心频率为f=150/xe1/2MHZ。施工过程中，可采用上述公式选择雷达。实践经验显示，当雷达中心天线频率为100MHZ时，隧道超前预报范围可达20m--50m。为进一步扩大预报范围，必须增设另外的天线进行辅助测量[1]。 2.2测线的布置和信号触发方式的选择 当前，掌子面的开挖方式，一般以上下导坑式为主，工作面较窄。为确保布线方式能够与掌子面的开挖方式相适应，可采用两横两竖或等方式完成布线。不同工程地形情况不同，测线需根据工程的具体情况进行灵活布置。有研究指出，随着测线距离的延长，数据采集量逐渐增多，数据分析的准确度也会随之提高。因此，工作人员可根据工程情况，适当延长测线的距离，以为后期的数据分析过程提供依据。需注意的是，应将掌子面轴心位置及其周围区域，作为测线的主要区域，以提高测量效率。 地质雷达数据采集信号触发方式主要包括以下几种：（1）测量轮触发：该触发方法对测量目标体表面的光滑度要求较高，如掌子面凹凸不平，测量结果的准确度一般较低。（2）时间触发：该触发方法下，雷达系统能够在一定的时间间隔内，自动采集数据，具有自动化水平高的优势。但该方法对天线运行的速度要求较高。如天线未能匀速前进，导致时间间隙过大，数据采集的精确度则很难得到保证。若工程技术水平较高，能够确保前线匀速运行，则可以采用该触发方式进行数据采集。（3）键盘触发：该触发方法下，电脑键盘可直接将数据采集指令发送给雷达接收系统，每发送一次，便可完成一次数据采集。与测量轮触发相比，键盘触发的优势在于对掌子面的光滑程度无要求，测量较为便利。与时间触发方法相比，键盘触发的优势在于受天线前进速度的限制较小，数据采集的过程，基本能够在可控的范围内完成，因此数据出现误差的几率较低。对比上述触发方式的优势与缺陷可以看出，键盘触发的应用价值更高。 2.3地址雷达的数据处理和图像判读 地质雷达图像剖面中，含有大量的雷达资料。只要掌子面前方介质存在电性差异，即可通过图像剖面，找到与之相对应的反射波、确定反射波的同相轴，最终使数据处理以及图像的判读过程得以完成。隧道超前预报过程中，对掌子面构造情况、夹层情况以及熔岩等分布情况的掌握，属于关键的工作环节。不同地质构造的反射波以及雷达图像均存在一定的差异。以构造断裂带为例：当掌子面存在构造断裂带时，雷达图像波层的形状，即为断裂带的走向。实践证明，水会对隧道超前预报的结果造成影响。如掌子面不含水，断裂带以及溶洞等的预报结果通常较为准确。反之，如掌子面含水，探测的距离将会相对缩短，能量的消耗量也会有所增加。因此，测量前需做好地质勘查工作，以确保测量过程能够顺利完成[2]。 2.4应用实例 2.4.1 工程概况 隧道位于国内某省，设计行车速度100km/h。左右线分离布置。隧道全长2658km，左右两段间距28m。开挖宽度11.4m、高度9.00m，。最大埋深192m、最小20m。 2.4.2 现场组织 施工现场组织工作内容，主要包括仪器准备以及隧道左右两段布置等：（1）仪器准备：工程所需仪器包括地质雷达以及爆破开挖器械等。地质雷达天线频率100MHZ，增设500MHZ雷达一部备用。（2）左右两段布置：隧道左右两段均采用二字型方法布置。掌子面底部横洞布线较低。充电探查区域布线稍高。

隧道超前地质预报管理办法

中铁十一局集团沪昆客专长昆湖南段项目经理部 隧道超前地质预报管理办法 长昆项目安质【2010】104号 第一章总则 第一条为规范中铁十一局集团沪昆客专长昆湖南段项目经理部建设项目的隧道超前地质预报工作,充分发挥超前地质预报对隧道施工的指导作用,确保隧道工程安全质量,依据《铁路隧道超前地质预报技术指南》(铁建设〔2008〕105号)、《加强铁路隧道工程安全工作的若干意见》(铁建设〔2007〕102号)、《隧道超前地质预报管理办法》(沪昆湘工管〔2010〕116号)等有关规定,制定本法。 第二条超前地质预报的目的是通过地质调查、物探、超前地质钻探、超前导坑等综合手段,进一步查清隧道开挖工作面前方工程、水文及不良地质等信息,降低地质灾害发生的几率和危害程度,保证隧道工程质量安全。 第三条超前地质预报应结合超前地质预报设计,合理选择预报或监测手段,遵循科学、准确、及时、经济的原则。 第四条项目部工程管理部负责隧道超前地质预报归口管理工作,安质部负责检查督促超前预报措施的落实情况。 第二章职责分工 第五条项目分部职责及分工 (一)履行合同承诺,组织或委托符合铁路隧道超前地质预报要求的技术人员和仪器设备进场,对非高风险和极高风险隧道的软弱围岩及不良地质隧道的地质预报责任主体,由各分部组织实施。

(二)依据隧道风险评估和超前地质预报设计,编制实施大纲,并纳入施工组织设计;经审查批准后组织实施,对一般隧道超前地 - 1 - 质预报成果及数据的真实性负责。 (三)组织超前地质预报知识培训,确保设备操作和数据处理人员持证上岗。综合掌握物探与钻探、长短距离相结合验证方法。 (四)按照设计单位超前预报任务书的要求,做好超前预报工作。向建设、设计、监理及时上报隧道超前地质预报成果,反馈预报工作中发现的地质问题。 (五)发现实际地质情况与设计文件不相符合时,及时提出变更设计申请,并完善相关手续。 (六)归档隧道地质预报成果、变更设计文件、有关会议纪要等内容,纳入工程竣工文件移交。 (七)按照项目部《突发事件管理办法》和《突发事件应急预案》,做好突发事件应急准备工作。 (八)做好设计单位超前地质预报的配合工作,及时提供超前预报条件。 第三章超前地质预报管理 第六条实施预报前,提前将预报时间、手段书面通知监理单位,驻地监理在约定时间内到场旁站并做好记录。 第七条对于高度和极高风险隧道,物理探测结束后,设计单位应及时向监理单位提交正式报告,监理单位接到超前地质预报成果后,一般在6小时内完成审查程

隧道超前地质预报培训考试试卷及答案

铁路隧道超前地质预报培训考试试卷 部门姓名得分 一、单项选择题（共10题，每题5分, 共40分。每题的备选项中，只有1个最符合题意） 1、2010年7月28日铁道部文件《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧 道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设［2010］120号）中关于超前地质预报的规定：施工图阶段经评估为高风险和极高风险的软弱围岩及不良地质隧道，超前地质预报的责任主体单位为（B），其超前地质预报工作由（）负责组织实施。 A.建设单位 B.设计单位 C.施工单位 D.监理单位 2、2010年7月28日铁道部文件《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设［2010］120号）中关于超前地质预报的规定：其他隧道超前地质预报的责任主体单位为（C），超前地质预报由（）专业人员实施。 A.建设单位 B.设计单位 C.施工单位 D.监理单位 3、铁路隧道工程在各设计阶段均应进行相应的超前地质预报设计，预报方法的选择应与（Ｄ）相适应。 A.施工条件 B. 施工环境 C.现场环境 D.施工方法 4、按超前地质预报长度的不同分为（Ａ） Ａ、３Ｂ、４ Ｃ、２Ｄ、５ 5、长距离预报的预报长度为（C） A.５０～８０m B.80～100m C. 100m以上 D.150m 6、地质复杂程度分级及超前地质预报方案地质复杂程度分级分为（B）级 A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 7、按预报手段原理的不同分为（C） A.3种 B.5种 C. 4种 D. 6种 8、TSP每次预报有效长度100m左右，需连续预报时前后两次应重叠（B）以上， A.5m B. 10m C. 15m D. 20m 二、简答题（每题30分，共60分） 1. 超前地质预报的目的及任务是什么？ 答：进一步查清隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件，指导工程施工的顺利进行；降低地质灾害发生的机率和危害程度；为优化工程设计提供地质依据；为编制竣工文件提供地质资料。 2.超前地质预报方法的分类按预报手段原理的不同分为： 答： 1 地质调查法：包括隧道地表补充地质调查、洞内开挖工作面地质素

隧道超前地质预报监测方案

隧道超前地质预报 实施方案 山东正元建设工程有限责任公司 二〇一二年十二月

目录 第一部分隧道超前地质预报实施大纲 (1) 1 超前地质预报的目的 (1) 2 超前地质预报的原则 (1) 3 隧道超前地质预报方案 (2) 3.1 TSP超前地质预报 (2) 3.2 地质雷达超前地质预报 (6) 3.3瞬变电磁法 (9) 3.4复合式激发极化法预报 (10) 3.5超前水平钻探 (12) 4 超前地质预报质量与安全保证措施 (13) 4.1超前地质预报质量保证措施 (13) 4.2 超前地质预报安全保证措施 (15) 第二部分拟投入的主要人员与设备 (18) 第三部分合同报价 (20)

第一部分隧道超前地质预报实施大纲1 超前地质预报的目的 隧道超前地质预报技术主要包括常规地质方法、工程物探方法等, 在预报时一定要结合隧道掌子面前方的具体情况进行合理设计, 进一步拓宽隧道超前地质预报概念的含义。特别是在复杂地质条件隧道施工过程中, 在加强工程地质分析的同时, 应结合工程物探对隧道不良地质进行超前地质探测预报研究,为工程设计及施工提供工程地质资料。避免工程地质灾害，从而保证施工安全。超前地质预报的主要目的为： （1）预报开挖掌子面前方的岩性变化或围岩类别； （2）掌子面前方可能出现的地质断层及岩石破碎带的情况； （3）掌子面前方软岩地段的位置和长度； （4）开挖段前方岩体是否含水及可能的涌水情况等。 （5）通过对隧道洞身范围内（特别是掌子面前方）的岩体破碎地段、断层发育等不良地质的预测和分析，给掌子面的开挖提供重要的指导。 2 超前地质预报的原则 根据隧道工程线路长度、地质条件等实际情况，坚持超前地质预报“三结合”和风险靶段划分原则，即“地质与物探、钻探结合，洞内外结合，长短及不同物探方法结合”，在对隧道风险分级的基础上，采用相对应的预报方案。 （1）地质与物探、钻探结合 地质分析工作是超前地质预报工作的基础和重要环节，在较好了解地质情况的基础上，才能使物探的解释结果更接近真实情况，大大减少物探多解性带来的难题，离开了地质的物探极易偏离真实的地质，离开了物探的地质就很难将施工超前地质预报工作细化。 （2）洞内外结合 野外地质调查与洞内地质素描和洞内预报成果相结合，即宏观地质分析与具

隧道超前地质预报的概念及其研究的目的与意义

隧道超前地质预报的概念及其研究的目的与意义 一、隧道超前地质预报的定义 近年来，随着我国国民经济的迅速发展，以及高速铁路、高速公路、路、城市轨道交通等工程大规模建设，长大隧道数量也越来越多。但隧道施工进度经常成为制约整个整个工程进展的瓶颈，隧道快速掘进的主要难题是如何超前了解掌子面前方的地质情况和岩石力学参数，其中隧道轴线的地质界面可能会在施工掘进中发生严重的问题，如塌方、突泥、突涌等灾害，尤其是当这些灾害交叉发生时，问题会更加严重。隧道超前地质预报就是解决个难题行之有效的方法。 隧道超前地质预报是通过物探、钻探或导坑，并配合地质测绘或地质调查等手段收集的资料，对隧道的某个段落，或某个部位及其前方一定范围内的围岩地质特征、结构特征和完整状态、围岩级别及隧道开挖后的稳定性进行预测，并提出隧道前方开挖和支护建议的报告。力图在施工前掌握前方的岩土体结构、性质、状态，以及地下水、瓦斯等的赋存情况、地应力情况等地质信息，指导隧道施工，以避免施工及运营过程中发生涌水、瓦斯突出、岩爆、大变形等地质灾害，保证施工的安全。 二、隧道超前地质预报的目的与意义 隧道工程属于隐蔽工程，常常会受到各种不良地质体的影响，在隧道施工前或者施工过程中如果不能准确地对可能遇到的不良地质体进行预报或预测，就有可能影响施工的进度，甚至会引发灾难性事故。不良地质体本包括括施工地段岩件不同的岩体、断层裂隙构浩带、强富水诱水她层、岩溶等。不同岩性的岩体可能会对施工机械造成损害，也有可能发生冒落、塌方等事故，这不仅增加了建造及维护维修成本，还会影响工期，造成较大的损失；断层裂隙构造带对工程影响很大，破碎带可能将上下岩层的水系导通，在岩层间形成润滑层。断层裂隙面极易滑动，造成岩层失稳，引发山体滑坡及泥石流涌动。所以在断层裂隙构造带附近施工时，要随时观察构造的联系及导通情况，防止透水和由岩层失稳引起的事故发生；在强富水透水层以及岩溶区，主要是防止透水事故的发生，以及透水后園地层减压造成的岩层失稳。 开挖前对地质情况的了解，对于隧道建设有着十分重要的作用。通过超前地质预报，及时发现异常情况，预报掌子面前方不良地瓜体的位置、产状及其围岩

4、TSP超前地质预报

TSP超前地质预报 QB/ZTYJGYGF-SD-0204-2011 广州分公司任晓锋屈强 1 前言 1.1 TSP超前地质预报概况 TSP地质超前预报是勘察设计阶段以后工程地质工作的继续，主要目的为探测或预测开挖工作面前方围岩工程地质和水文地质情况，获取详细可靠的地质信息，如围岩类别、断层带和破碎带位置、性质、规模、富水等，进行信息反馈。并对探测到的地质情况进行综合分析，做出判断，提出地质预报成果，作为指导施工和优化支护参数、围岩类别变更等动态设计的依据。 1.2 TSP超前地质预报原理 隧道地震波法（简称TSP），其原理是通过小药量爆破所产生的地震波信号沿隧道方向以球面波的形式传播，在不同岩层中地震波以不同的速度传播，在其界面处被反射，并被高精度的接收器接收。通过计算机软件分析前方围岩性质、节理裂隙分布、软弱岩层及含水状况等，最终显示屏上显示各种围岩构造界面与隧道轴线相交所呈现的角度及掌子面的距离，并可初步测定岩石的弹性模量、密度、泊松比等参数以供参考。 2 工艺工法特点 地质超前预报工作可进一步查清因前期地质勘察工作的局限而难以探查的、隐伏的重大地质问题，根据掌握的地质灾害前兆和超前预测预报地质灾害，及时改进施工方法，调整施工工艺，确定防灾预案，进而指导工程施工的顺利进行；施工地质工作可降低地质灾害发生的机率，在隧道施工阶段，TSP超前地质预报技术是保证隧道顺利安全施工的重要地质预报手段，但需辅以其它地质预报手段，才能保证其精度。 3 适用范围 该法适用于复杂地质的公路、铁路等隧道工程施工，用于划分地层界线、查找地质构造、探测不良地质体的厚度和范围，但仪器在作业过程中对环境的要求较高，若噪声过大则会影响采集数据的准确性。 4 主要引用标准

隧道超前地质预报作业指导书

×××标段隧道工程 隧道超前地质预报作业指导书 1、适用范围 本作业指导书适用于×××标段×××段范围内隧道及×××隧道洞口地段超前地质预报工作。具体内容包括：预报内容、预报分级、预报流程及要点。 2、作业准备 2.1内业技术准备 作业指导书编制后，在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，掌握有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前的技术培训，考试合格后持证上岗。 2.2外业技术准备 施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。 修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。 所有仪器已经到位，经过校验并在使用有效期限内。 3、技术要求 明确隧道超前地质预报作业工艺流程、操作要点和重要性，指导、规范隧道超前地质预报，保障隧道安全掘进。施工过程中必须将超前地质预报纳入施工工序管理，做到先探测、后施工，不探测不施工。 所使用的仪器具有合格的出厂证明及使用期限，并按相关要求进行质

量验收，有验收记录，并在有效使用期内。 4、施工程序与工艺流程 4.1 预报内容 （1）地层岩性，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊土的预测预报。 （2）地质构造，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响山体完整性的构造发育情况的预测预报。 （3）不良地质，特别是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性、有气体及高地应力等发育情况的预测预报。 （4）地下水，特别是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴、富水地层等的预测预报。 4.2 预报方法 （1）超前地质预报方法按预报原理可分为地质分析法、钻探法、物探法和超前导坑法。 ①地质分析法，包括地层分界线、构造线，地下和地表相关全分析、地质作图等。 ②钻探法，包括深水水平钻探、5～8m加深炮孔探测及孔内摄影。 ③物探法，包括地震波反射法、声波反射法、电磁波反射法、红外探测法等。 ④超前导坑法，包括平行超前导坑法、正洞超前导坑法。 （2）超前地质预报按长度可分为长距离预报（大于200m）、中长距离预报（30～200m）和短距离预报（小于30m）。

TRT隧道超前地质预报报告课案

新建哈尔滨至牡丹江客运专线工程 新立隧道出口 TRT 超前地质预报 检测报告 （DK109+653-DK109+305） 报告编号：HM-2015-XLCK-001 编写： 复核： 批准： 山东广信工程试验检测集团有限公司 二○一五年十月三十一日

一、 概况 根据铁道部《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设〔2010〕120号）的规定，由我单位承担哈牡线新立隧道出口超前地质预报工作。 新立隧道位于黑龙江尚志市境内，隧道所在区域主要分布粉质粘土、花岗岩等，起讫里程DK106+405～DK109+750，全长3345m 。 本次工作依据的规范： 《铁路工程物理勘探规范》 TB10013—2010 《铁路工程地质勘察规范》TB10012—2007 《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设［2008］105号） 《铁道部建设管理司关于进一步加强铁路隧道设计施工安全管理工作的通知》建 技［2010］352号文 二、预报原理 本次测试采用TRT6000隧道地质超前预报系统，TRT 是隧道地震波反射层析成像技术的简称，该技术的基本原理在于当地震波遇到声学阻抗差异（密度和波速的乘积）界面时，一部分信号被反射回来，一部分信号透射进入前方介质。声学阻抗的变化通常发生在地质岩层界面或岩体内不连续界面。反射的地震信号被高灵敏地震信号传感器接收，通过分析，被用来了解隧道工作面前方地质体的性质（软弱带、破碎带、断层、含水等），位置及规模。正常入射到边界的反射系数计算公式如下： 假设R 为反射系数，ρ1、ρ2为岩层的密度，V 等于地震波在岩层中的传播速度。地震波从一种低阻抗物质传播到一个高阻抗物质时，反射系数是正的；反之，反射系数是负的。因此，当地震波从软岩传播到硬的围岩时，回波的偏转极性和波源是一致的。当岩体内部有破裂带时，回波的极性会反转。反射体的尺寸越大，声学阻抗差别 1 1221 122ρρρ-ρV V V V R +=

隧道超前地质预报管理实施细则及表格一

隧道超前地质预报管理 第一章总则 第一条隧道超前地质预报是保证隧道施工安全、优化工程设计、实现施工信息化的重要基础。通过超前地质预报工作，可以进一步查清隐伏的重大地质问题，及时掌握和反馈隧道地质条件信息，调整隧道设计参数、防护措施，为优化隧道施工组织、制定施工安全应急预案、控制工程变更设计提供依据。 第二条抓好隧道超前地质预报工作，可以预防各类突发性地质灾害，有效规避工程建设风险，实现铁路工程六位一体管理目标。超前地质预报是确保施工安全和结构安全可靠的重要手段，是铁路隧道设计文件的重要组成部分，也是铁路隧道施工作业中关键的重要作业环节，是施工中不可缺少的关键工序，施工单位必须纳入工序管理。 第三条本细则依据《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设〔2008〕105号）、《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设〔2010〕120号），结合实际制定。 第二章管理机构和职责划分 第四条管理机构 贵阳市域林织铁路第三项目经理部一工区成立隧道超前地质预报管理领导小组。 组长：雷明深

副组长：陈力 组员：工程管理部、安全质量部、现场指挥部、设计单位、专业预报单位、监理单位负责人。 公司管理领导小组负责隧道施工超前地质预报组织领导工作。领导小组下设办公室和专家组，办公室设在工程管理部，归口管理超前地质预报工作。专家组由公司工程部、安质部、现场指挥部负责人和专业超前地质预报单位技术负责人组成，组长由领导小组指定，负责对重大地质情况的施工方案进行研究。 第五条职责分工 铁路隧道超前地质预报实行施工单位、现场指挥部、公司三级管理制度。施工地质按复杂程度分为四级（A级：复杂，B级：较复杂，C级：中等复杂，D级：简单。详见铁建设〔2008〕105号《铁路隧道超前地质预报技术指南》附录B）。 超前地质预报工作涉及建设、设计、施工（含专业超前地质预报单位）、监理等单位，参建各方既要明确分工又要协调配合。 （一）公司职责 1．负责制订超前地质预报管理细则，明确各单位职责分工和工作流程，负责管理超前地质预报各参建单位并协调处理各单位之间的关系。公司工程部负责日常管理，现场指挥部负责现场管理。 2．负责审批A、B级施工地质超前地质预报设计方案、实施细则、预报成果和分析结论。A级由公司总工程师组织审核，B级由公司工程部组织审核并对A级进行预审，C级由现场指挥部组织审核并对A、B级进行预审，D级由施工单位审核，并报现场指挥部核备。

地质雷达在汶马高速鹧鸪山隧道超前地质预报中的应用

地质雷达在汶马高速鹧鸪山隧道超前地质预报中的应用 在修建隧道的过程中经常会遇到涌突水，大变形等地质灾害问题。这些问题严重威胁着施工人员的人身安全，也影响着施工进度，因此对隧道进行超前地质预报是非常重要的。本文主要依托汶马高速鹧鸪山隧道，使用地质雷达对鹧鸪山隧道可能发生的涌突水，破碎带等进行预报，以指导隧道现场的安全施工。 标签：超前地质预报地质雷达隧道地质灾害 1前言 随着大量公路和铁路的修建，许多地区在修建过程中较高的桥隧比是在所难免的。例如贵广高铁贵州段桥隧比高达92%。在桥梁和隧道的建设过程中，隧道施工工程中遇到的安全隐患最多，例如涌突水，大变形等；位于宜万铁路上的齐岳山隧道通过15条断层、3条暗河，施工管段均为可溶岩地层，设计最大涌水量74.3万立方米/天。 在隧道施工中遇到的这些灾害可能会严重威胁现场人员的生命安全及施工进度，并且还会损坏施工设备，因此在隧道的施工中及时对隧道展开超前地质预报工作是十分必要的。 根据施工前的勘察资料，新建汶马高速鹧鸪山隧道可能存在大变形、涌突水等病害。因此，本文以汶马高速鹧鸪山隧道为依托，对地质雷达对鹧鸪山隧道的探测结果进行分析。 2地质雷达的工作原理 地质雷达由一体化主机、天线及配套软件等部分组成。地质雷达是利用超高频窄脉冲电磁波探测介质分布的一种地球物理勘探仪器。地质雷达采用的是时间域脉冲雷达，将宽频带的脉冲电磁波发射到地下介质中，通过接受反射信号达到探测地下目标的目的，雷达系统向被探测物发射电磁波脉冲，电磁脉冲穿过介质表面，碰到目标物或不同介质的界面而被反射回来，根据电磁波的双程走时，分析确定探测目标的形态及结构特性。 3地质雷达的探测方法 在探测之前，首先应该根据掌子面的实际地质情况布设测线。在掌子面上布设的测线主要有十字形和井字形布置。掌子面往往会因为隧道的爆破开挖而不平整，因此在用地质雷达探测时，有条件的话，应对掌子面进行平整处理。两横两竖或一横三竖的布线方式是比较常用的测线布设方式。在实际的环境下可以根据现场的情况灵活布置测线，其原则就是尽可能靠近掌子面轴心位置，使测线距离尽可能长、尽可能多地采集数据。