超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)在巖溶隧道施工中的應(yīng)用

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1、超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)在巖溶隧道施工中的應(yīng)用　　中圖分類號：U455文獻標(biāo)識碼：A：1674-3520（2014）-07-00-02　　一、工程概況　　本標(biāo)長隧道1座，單洞累計長度4556米，設(shè)計車速：80km/h，雙洞分離式隧道建筑限界凈寬10.25m，隧道限界凈高5.0m?！　」僦鬯淼罏榉蛛x式長隧道，隧道左洞起訖樁號為：ZK30+765-ZK33+060，長2295米，隧道右洞起訖樁號為：YK30+800-YK33+061，長2261米。　　二、彈性波（TSP203）法簡介　?。ㄒ唬椥圆ǎ═SP203）法：利用人工

2、激發(fā)的地震波在不均勻地質(zhì)體中所產(chǎn)生的反射波特性來預(yù)報隧道開挖工作面前方地質(zhì)情況，用于劃分地層界線、查找地質(zhì)構(gòu)造、探測不良地質(zhì)體的厚度和范圍?！　。ǘ┏暗刭|(zhì)預(yù)報概念及特點：超前地質(zhì)預(yù)報是在隧道開挖時，對掌子面前方的圍巖與地層情況做出超前預(yù)報?！　∪?、超前地質(zhì)預(yù)報原理　　TSP和其它地震反射波方法一樣，采用了回聲測量原理。地震波在巖石中以球面波形式傳播，當(dāng)遇到巖石物性界面（如斷層、巖石破碎帶和巖性變化等）時，一部分地震信號反射回來，一部分信號透射進入前方介質(zhì)。反射的地震信號被檢波器接收，反射信號的傳播時間和反射界面

3、的距離成正比，故而能提供一種直接的前方不良地層的數(shù)據(jù)，再通過專用軟件的分析處理，判讀出前方的地質(zhì)狀況?！　∷摹⒊暗刭|(zhì)預(yù)報方法綜合應(yīng)用　?。ㄒ唬┩ㄟ^已有的地質(zhì)、水文資料總結(jié)統(tǒng)計后對圍巖范圍做出一定的預(yù)判，確定出容易出現(xiàn)巖溶溶洞的范圍。　?。ǘ┟恳话倜鬃鲆淮蜹SP，進一步確定掌子面前方圍巖情況，精確圍巖段落，將不好的圍巖段落進行判別?！　。ㄈ└鶕?jù)地質(zhì)調(diào)查法和TSP分析得到的數(shù)據(jù)對掌子面進行開挖，在到達預(yù)測圍巖情況較差段落時使用地質(zhì)雷達法對前方圍巖情況進行再次探測，準(zhǔn)確確定掌子面前方是否有溶洞?！　。ㄋ模┤绻_挖到

4、掌子面附近存在大量滲水時，或使用地質(zhì)雷達探測到掌子面前方出現(xiàn)大型溶洞，掌子面前方大型溶洞如果距離較遠采用超前水平探孔，如果距離較近采用加深炮孔進行探測?！　。ㄎ澹┤绻_挖到掌子面附近存在大量滲水，且使用各種探測手段均出現(xiàn)上下貫通型溶洞時，先使用地質(zhì)雷達進行探測如果下方出現(xiàn)溶洞就采用地質(zhì)鉆對下方溶洞進行探測。　?。┨綔y目的：1、探測是否有溶洞出現(xiàn)；2、探測溶洞大??；3、探明溶洞中是否有充填物；4、探明是否為地下暗河，探明是否會出現(xiàn)突水突泥的情況，提前做好預(yù)警；5、探明掌子面前方地質(zhì)情況?！　∥?、超前地質(zhì)預(yù)報實施方

5、案　　隧道施工過程的地質(zhì)超前預(yù)報預(yù)測，主要是根據(jù)地表和已經(jīng)開挖的隧道的地質(zhì)調(diào)查和各種探測方法取得的資料，以及地質(zhì)推斷法預(yù)測開挖工作面前方一定長度范圍內(nèi)圍巖的工程地質(zhì)條件。如：地面地質(zhì)調(diào)查法、洞身地質(zhì)素描法、鉆速測試法、鉆探孔法、涌水量觀測、有害氣體預(yù)測、巖體結(jié)構(gòu)面量測和圍巖變形觀測。物探測試主要有TSP法、地質(zhì)雷達法。　　預(yù)測時根據(jù)地質(zhì)條件的不同，采用一種或幾種方法組合綜合預(yù)報，以工程地質(zhì)法（包括圖析法及地質(zhì)素描法）進行超前宏觀預(yù)報為前提，結(jié)合TSP203超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)、地質(zhì)雷達、超前探孔、經(jīng)驗法等綜合手段，分長

6、期預(yù)報、中期預(yù)報、短期預(yù)報三個階段對隧道巖體特征、斷層、涌水等不良工程地質(zhì)進行超前預(yù)測預(yù)報：　　采用TSP系統(tǒng)與地質(zhì)分析法相結(jié)合進行長期（長距離）（>80m范圍）地質(zhì)預(yù)報；采用儀器和鉆孔進行30～80m距離的中期地質(zhì)預(yù)報；利用臺車鉆孔和地質(zhì)雷達、紅外探測儀相結(jié)合，進行距離小于30m的短期地質(zhì)預(yù)報；采用在鉆爆循環(huán)中加深（4m）3～5個炮孔進行掌子面前方4m范圍的下一循環(huán)的探測。結(jié)合掌子面地質(zhì)素描預(yù)測法進行掌子面作業(yè)影響區(qū)域內(nèi)的當(dāng)前地質(zhì)預(yù)報?！　ξ锾疆惓^(qū)采用鉆孔進行驗證，以便指導(dǎo)施工。　　六、超前地質(zhì)預(yù)報應(yīng)該預(yù)防的

7、問題　?。ㄒ唬㏕SP彈性波反射法連續(xù)預(yù)報時，須進行搭接預(yù)報，前后應(yīng)重疊10米以上，保證不出現(xiàn)漏測區(qū)域及驗證上次預(yù)報結(jié)論?！　。ǘ┎捎脻摽足@連續(xù)預(yù)報時，鉆孔深30～50米，前后兩循環(huán)鉆孔應(yīng)重疊5～8米?！　∑摺⒐僦鬯淼莱暗刭|(zhì)預(yù)報方法設(shè)計　　八、預(yù)報成果的提交　　每次檢測后1天之內(nèi)提交最終技術(shù)報告，報告內(nèi)容包括：不良地質(zhì)體的性質(zhì)、位置和規(guī)模；圍巖類別及相關(guān)參數(shù)；提出相應(yīng)的技術(shù)措施與可行性建議。報告成果及時向現(xiàn)場技術(shù)人員進行交底，與現(xiàn)場技術(shù)人員保持密切聯(lián)系，并且隨著隧道的開挖對預(yù)報成果進行驗證，改進探測布置，提高預(yù)報

8、的準(zhǔn)確率。