淺議超前地質(zhì)預(yù)報(bào)在隧道施工中應(yīng)用

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1、淺議超前地質(zhì)預(yù)報(bào)在隧道施工中應(yīng)用　　摘要：隧道施工期超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工作，關(guān)系到工程的安全、質(zhì)量和進(jìn)度,因而倍受關(guān)注。本文分析介紹了目前常用的多種超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，并對(duì)其各項(xiàng)間的利弊進(jìn)行了簡(jiǎn)單對(duì)比分析，希望能為隧道施工時(shí)選擇合適的預(yù)報(bào)方法提供一定的幫助。關(guān)鍵詞：隧道；超前地質(zhì)預(yù)報(bào)；中圖分類號(hào)：U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1、開展隧道施工地質(zhì)災(zāi)害及其超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的必要性：(1)勘測(cè)設(shè)計(jì)階段的地質(zhì)工作量投入所限,勘察精度不夠,致使設(shè)計(jì)與實(shí)際不符的情況時(shí)有發(fā)生,由此造成的地質(zhì)災(zāi)害給隧道施工和運(yùn)營(yíng)帶來極大的危害；(2)勘測(cè)設(shè)計(jì)階段的地質(zhì)預(yù)估預(yù)評(píng)價(jià)是

2、對(duì)隧道所處地質(zhì)背景的宏觀把握，不可能對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)情況做出微觀的把握；(3)復(fù)雜長(zhǎng)隧道的地質(zhì)變化對(duì)施工方法及工期有決定性影響；(4)人為作用（施工開挖）引起地質(zhì)的變化只有在施工期才能顯現(xiàn)出來；(5)施工期需要對(duì)地質(zhì)的掌握不能只是停留在定性評(píng)價(jià)上，要有定量的評(píng)價(jià)；8(6)作為地質(zhì)工作的全過程的組成部分，是積累經(jīng)驗(yàn)提高隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和水平的需要，是建立隧道工程完整地質(zhì)資料的需要。由此可見準(zhǔn)確預(yù)報(bào)施工前方地質(zhì)條件是隧道建設(shè)的迫切需要，是確定工程對(duì)策、工程措施的關(guān)鍵，是工程施工安全的前提，是控制和合理運(yùn)用工程投資的重要因素。2、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的探測(cè)法的選

3、用：2.1、按預(yù)報(bào)長(zhǎng)度選用探測(cè)法一般為：長(zhǎng)距離超前預(yù)報(bào)可采用地質(zhì)分析法、物探法及100m以上的超前鉆探法等。中長(zhǎng)距離超前預(yù)報(bào)可采用地質(zhì)分析法、彈性波反射法及30～100m的超前鉆探法等。短距離超前預(yù)報(bào)可采用地質(zhì)分析法、彈性波反射法、電磁波反射法（地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)）、紅外探測(cè)及小于30m的超前鉆探法等。2.2、不同地段地質(zhì)預(yù)報(bào)等級(jí)選用探測(cè)法一般為：超前地質(zhì)預(yù)報(bào)按采用的預(yù)報(bào)手段數(shù)量可分為單一方法地質(zhì)預(yù)報(bào)和綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害對(duì)隧道施工安全的危害程度和工程設(shè)計(jì)資料，對(duì)不同地段地質(zhì)預(yù)報(bào)可分為以下等級(jí)：8A級(jí)：存在重大地質(zhì)災(zāi)害隱患的地段，如大型暗河系統(tǒng)，可溶

4、巖與非可溶巖接觸帶，軟弱、破碎、富水、導(dǎo)水性良好的地層和大型斷層破碎帶，特殊地質(zhì)地段，重大物探異常地段，可能產(chǎn)生大型、特大型突水突泥地段，誘發(fā)重大環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的地段，高地應(yīng)力、高地溫、瓦斯、天然氣、放射性問題嚴(yán)重的地段以及人為坑洞等。B級(jí)：中、小型突水突泥地段，較大物探異常地段，斷裂帶等。C級(jí)：水文地質(zhì)條件較好的碳酸鹽巖及碎屑巖地段、小型斷層破碎帶，物探異常區(qū)域小、數(shù)量少，發(fā)生突水突泥的可能性較小。D級(jí)：非可溶巖地段，基本沒有物探異常區(qū)，發(fā)生突水突泥的可能性極小。同時(shí)根據(jù)不同地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)地段的預(yù)報(bào)方式分別為：A級(jí)超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)：極易發(fā)生突水、涌泥段、煤層及

5、高瓦斯地段。通常采取常規(guī)地質(zhì)法、物探法、超前鉆探法。B級(jí)超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)：物探顯示異常地段、受巖溶影響段、可溶巖與非可溶巖接觸帶、非可溶巖斷層破碎段及煤層、瓦斯中等風(fēng)險(xiǎn)地段。通常采用地質(zhì)分析法、物探法（輔以紅外探測(cè)、地質(zhì)雷達(dá)），當(dāng)綜合物探異常時(shí)，進(jìn)行必要的超前水平鉆探法。8C級(jí)和D級(jí)超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)：可溶巖一般地段或地表環(huán)境要求較高的非可溶巖地段及煤層、瓦斯一般風(fēng)險(xiǎn)地段。通常采用以地質(zhì)分析法為主，對(duì)重要的地質(zhì)（層）界面、斷層或物探異常地段可采用地震波反射法或聲波反射法進(jìn)行探測(cè)，必要時(shí)采用紅外探測(cè)和超前水平鉆探法。3、常用地質(zhì)預(yù)報(bào)檢測(cè)方法的原理分析及優(yōu)缺點(diǎn)

6、：3.1、陸地聲納法：原理：陸地聲納法是“極小偏移距高頻寬帶彈性波反射連續(xù)剖面法”的簡(jiǎn)化俗稱，其基本原理也是地震反射法。它是在隧道掌子面上用錘擊方式產(chǎn)生彈性波，并在激震點(diǎn)旁用檢波器接收。彈性波向掌子面前方傳播，遇到斷層、大理、巖脈、溶洞及其它不良地質(zhì)界面會(huì)產(chǎn)生反射，由檢波器接收到這些反射波，就能反映前方的不連續(xù)面。優(yōu)點(diǎn)：儀器設(shè)備價(jià)格便宜，工作費(fèi)用較低。儀器設(shè)備輕便，采用錘擊方式（而不是爆炸方式）激發(fā)震波，操作簡(jiǎn)單。現(xiàn)場(chǎng)總施測(cè)時(shí)間30～50分鐘。缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)面波干擾嚴(yán)重，不能分析波速，不能分辨波的方向，同相軸不清楚，反應(yīng)深度有限，難于分析，缺乏可續(xù)依據(jù)，無應(yīng)

7、用價(jià)值，是一種非專業(yè)方法。3.2、負(fù)視速度法：原理：在隧道側(cè)壁打孔布置檢波器和炮點(diǎn)，檢波器和炮點(diǎn)在一條平行隧道軸的直線上，利用直達(dá)波估計(jì)巖體波速，利用反射波走時(shí)曲線與直達(dá)波走時(shí)曲線的交點(diǎn)推測(cè)前方反射界面的位置。8優(yōu)點(diǎn)：有效地避免了面波干擾，提高了信噪比。對(duì)于前方規(guī)模較大的不良地質(zhì)體能可靠地預(yù)報(bào)。缺點(diǎn)：對(duì)于不良地質(zhì)體性質(zhì)的判別和定位等方面不能具體確定，很難對(duì)前方巖體工程類別的變化提供更可靠的信息3.3、聲波HSP水平剖面法：原理：利用聲波在地層中傳播、反射，通過信號(hào)采集系統(tǒng)接收反射信號(hào)，根據(jù)波的傳播、反射理論計(jì)算判釋隧道掌子面前方可能存在的巖性分界、斷層、

8、巖體破碎帶、軟弱夾層、以及巖溶等不良地質(zhì)體的規(guī)模、性質(zhì)及延伸情況等。優(yōu)點(diǎn)：圖像有