地質素描法是對掌子面及附近洞壁地層巖性、巖層產狀、地質構造、節理裂隙、結構面產狀、完整性程度、溶洞、地下水情況等進行描述并繪制成圖表分析判斷前方地質情況，它是施工階段地質的一項基礎工作。

一、地質素描的主要內容

(1)地層巖性。地層時代劃分、巖組劃分、巖石劃分、巖體性態、切割程度、圍巖等級等。

(2)斷層。斷層性質、位置、產狀、破碎帶寬度及構造巖劃分，斷層巖體的圍巖級別劃分及穩定性評價，是地質素描的重點。

(3)貫穿性節理。產狀、密度、寬度、延伸情況、節理面特征、力學性質。分析判斷組合特征、巖體完整性程度，控制局部塌方的構造內因。

(4)地應力。高地應力顯示性標志(巖爆、軟弱夾層擠出，探孔餅狀巖心等現象)及其發生部位。

(5)特殊地層。煤層、瀝青層、含膏鹽層和含黃鐵礦層單獨素描。

(6)巖溶調查。巖溶規模、形態、位置(洞體里程)、所屬地層和構造部位、充填物(成分、狀態)、洞體展布的空間關系。

(7)有害氣體存在情況。

二、地質素描記錄格式

地質素描采用的記錄格式如表6-2所示。

三、地質素描法的應用

(一)巖層巖性、層位預測

在掌子面和隧道兩壁出露的巖層與地表某段巖層證為同一和確認標志層的前提下巖層進行對比，用地表巖層的層序預測掌子面前方將要出現的巖層。關鍵是確認標志層，重點是斷層、巖性分界面。

(二)不良地質體延伸預測

在長期超前地質預報得出的不良地質體厚度的基礎上，依據掌子面已揭露的不良地質體的產狀和單壁始見的位置，經過一系列的三角函數運算，求得條帶狀不良地質體在隧洞掌子面前方延伸和消失的位置。關鍵技術是正確的三角函數運算。

在水平比例尺與垂直比例尺相同的條件下，斷層、巖性接觸面等條帶狀不良地質體視傾角與真傾角轉化公式為：

tanβ′=tanβ×sinα (6-1)

式中：β′、β、α分別為洞身軸線上的視傾角、接觸面真傾角、接觸面走向與洞身軸線的夾角。

(三)不良地質前兆預測

在隧道掘進過程中，在出現斷層破碎帶、溶洞、暗河、巖溶陷落柱和洞穴淤泥帶之前，一般都會出現各自明顯的或不明顯的前兆標志，這些標志的出現常常預示前述不良地質體已經臨近了。因此，不良地質前兆預測有助于掌子面前方不良地質體性質的鑒別，更有助于對不良地質體臨近的判斷。主要不良地質的前兆標志為：

(1)斷層破碎帶前兆標志。節理組數急劇增加，多達10～12組;巖層牽引褶曲、牽引褶皺或砥柱水平的小型帚狀構造和反傾節理的出現;泥巖、頁巖等隔水巖層明顯濕化、軟化;巖石強度的明顯降低和壓裂巖、壓碎巖的出現等。

表6-2施工階段圍巖級別判定卡及地質素描表

備注：巖性指標欄巖石力學強度、指標變形必要時做。

(2)溶洞、暗河和淤泥帶的前兆標志。主要是鐵銹染裂隙或有水、無水小溶洞的頻繁出現。對于大溶洞來說，還常常出現夾泥裂縫或小溶洞;對于暗河來說，小溶洞還常常含有河沙，鉆孔中的涌水量劇增且夾有泥沙和小礫石;對于稀釋的淤泥帶來說，鉆孔中的涌水量劇增且渾濁，常常夾有大量泥砂和棱角尖銳的小碎石。

(3)巖溶陷落柱的前兆標志。非斷層破碎帶但出現巖層內傾牽引現象或內傾小斷層;導水巖溶陷落柱可使周圍巖層潮濕或泥化，周圍巖層常常發生疏松、變暗等氧化現象。

(4)施工塌方的臨近前兆標志。頂板巖石開裂，裂縫旁有巖粉噴出;支撐拱架變形或發生聲響;拱頂巖石掉塊或裂縫逐漸擴大。

四、地質素描法的適用性

(1)地質素描資料是隧道施工地質超前探測的基礎資料，隧道施工應全程實施，即每個施工掌子面應進行地質素描，每個施工循環進行一次地質素描。

(2)地質素描適應隧道近距離施工地質超前探測，對具有標志層的巖層層位、斷層、巖性分界面及巖溶發育可能位置進行施工地質超前預測。

(3)地質素描需有經驗的地質人員進行施作。

(4)在掌子面處沒有出現跡象的地質災害不能預報，對于前方潛伏的斷層、節理破碎帶不能預報，在地層巖性變化極為復雜(如強烈褶皺地層)的隧道預報的難度很大。

五、地質素描法實例分析

龍麟宮隧道DK231+807掌子面為泥質白云巖，在掌子面離隧底5.7m處有一順層的含泥裂隙夾層，如圖6-3所示。巖層產狀232°∠20°，洞身走向為北209°。tanβ′=tan20°×sin23°，β′=8.09°，H=5.7/tan8.09°=40.1(m)。經計算該含泥裂隙在掌子面前方40m處延伸到洞外。

圖6-3龍麟宮隧道DK231+807地質素描圖