超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法在隧道中的應(yīng)用

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1、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)在龍?zhí)端淼朗┕ぶ械膽?yīng)用（中鐵十四局泰安270000山東大學(xué)巖土中心濟(jì)南250000）摘要：本文以龍?zhí)端淼莱暗刭|(zhì)預(yù)報(bào)為工程實(shí)例，應(yīng)用TSP、探地雷達(dá)和紅外線(xiàn)等先進(jìn)的物探技術(shù)，以及最直觀(guān)的超前水平探孔對(duì)隧道進(jìn)行綜合的立體的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，從而為隧道優(yōu)質(zhì)、安全、高效的施工提供重要的指導(dǎo)作用，為施工技術(shù)人員及時(shí)準(zhǔn)確的制定施工方案，施工工藝提供有效的科學(xué)依據(jù)，以此來(lái)保證隧道的施工進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，TSP,探地雷達(dá)，紅外線(xiàn)，龍?zhí)端淼?引言近年來(lái)，為了加快我國(guó)西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略正在步步展開(kāi)，我國(guó)的基礎(chǔ)建設(shè)也邁入了一個(gè)前所

2、未有的蓬勃發(fā)展階段。在基礎(chǔ)建設(shè)中，不可避免的遇到了很多見(jiàn)所未見(jiàn)的曠世難題。而在基礎(chǔ)建設(shè)的重中之重一一道路建設(shè)中，深埋、長(zhǎng)大隧道屢見(jiàn)不鮮，難度更是越來(lái)越大，安全事故也是時(shí)有發(fā)生，而這都與復(fù)雜難料的圍巖地質(zhì)情況息息相關(guān)。由于地質(zhì)情況的隱蔽性、復(fù)雜性，要想在堪察設(shè)計(jì)階段把這些都弄清楚是難以做到的，因此在隧道施工過(guò)程中，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)就成了保證安全、進(jìn)度、效益不可或缺的重要手段。尤其是在破碎帶、高地應(yīng)力區(qū)、巖溶區(qū)、地下水豐富處，更能顯示出它的價(jià)值和意義。隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是隧道施工過(guò)程中防止開(kāi)挖時(shí)發(fā)生突發(fā)性自然災(zāi)害的最有效手段，它不僅能充分彌補(bǔ)現(xiàn)有的地表勘測(cè)方法的不足，

3、而且能夠?qū)鷰r情況做到“知己知彼”，從而使我們的施工“百戰(zhàn)不殆”。在隧道施工過(guò)程中，我們要達(dá)到這樣的一個(gè)共識(shí)：必須對(duì)隧道的圍巖情況有充分的了解，而R了解的越詳細(xì)，越充分，就越能保證隧道施工的安全、質(zhì)量、進(jìn)度、效益。隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)就是不但要在時(shí)間上提前，更要在距離上超前了解隧道前方圍巖地質(zhì)的變化情況。常規(guī)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)主要以地質(zhì)分析法為主，該方法在解決區(qū)域地質(zhì)問(wèn)題上有一定的優(yōu)勢(shì)，但是千變?nèi)f化的各種地質(zhì)因素綜合在一起，使局部的地質(zhì)瞬息萬(wàn)變，使用單一的地質(zhì)分析法不能理性的預(yù)測(cè)這些變化，更不能準(zhǔn)確的確定出這些界常變化所在的位置，但這些界常變化恰恰是隧道圍巖穩(wěn)定的重

4、要因素,從而間接控制隧道支護(hù)參數(shù)的更改優(yōu)化，也就直接影響了隧道的施工進(jìn)度和施工單位的效益。近10年來(lái)，為了準(zhǔn)確快速的了解隧道圍巖的變化情況，避免事故的發(fā)生,以地球物理探測(cè)方法為主的隧道地質(zhì)超前探測(cè)工作已越來(lái)越受到管理部門(mén)和廣大工程技術(shù)人員的重視。因?yàn)樵摲椒ㄓ谐赡镜?，探測(cè)距離遠(yuǎn)，采集操作簡(jiǎn)單，成果直觀(guān)等特點(diǎn)，所以在預(yù)報(bào)巖層的軟弱結(jié)構(gòu)面和巖溶等不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模、形狀等方而得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。滬（上海）蓉（成都）西高速公路的重點(diǎn)控制工程一—龍?zhí)端淼勒且驗(yàn)椴捎昧司C合地球物理探測(cè)方法，從而有效的保證了隧道施工安全和施工質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度。2地質(zhì)概況龍?zhí)渡盥?/p>

5、隧道是新建滬蓉西高速公路中亢昌到恩施段的重要控制性工程。是上下行分離式隧道，其中左線(xiàn)全長(zhǎng)8694m,起訖里程樁號(hào)為ZK65+515~ZK74+209,右線(xiàn)全長(zhǎng)8620m,起訖里程樁號(hào)是YK65+615~YK74+135,兩洞室在洞口凈距約20?30叫在洞身段凈距為30?40m,最大埋深530m,屬深埋特長(zhǎng)隧道，是全國(guó)第二長(zhǎng)的公路隧道。該隧道所屬地段位于構(gòu)造溶蝕、侵蝕低中山溝谷地貌區(qū)，地形條件很復(fù)雜。隧道主要穿越堡鎮(zhèn)?碑坳分水嶺，區(qū)內(nèi)沖溝發(fā)育，分水嶺兩側(cè)的主要沖溝有頭道河、龍?zhí)稖?、青巖溝等，而且它們的走向均與地層構(gòu)造線(xiàn)基本平行。隧道穿越的主要地質(zhì)構(gòu)造為長(zhǎng)陽(yáng)復(fù)背

6、斜和天陽(yáng)坪斷裂以及仙女山斷裂及其分支斷裂，地質(zhì)構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜。木區(qū)地層的巖性主要是志留系砂頁(yè)巖和奧陶系碳酸鹽巖地層，易溶?chē)鷰r較多。地下水以巖溶水為主，基巖裂隙水和空隙水對(duì)工程施工影響和危害程度較輕。隧道從ZK70+420（YK70+880）到出口段位于灰?guī)r分布區(qū)，該段地表水一部分深入洪積沙礫石層屮成為伏流，另一部分經(jīng)巖溶裂隙、管網(wǎng)流入地下；而龍?zhí)稖媳眰?cè)巖溶水應(yīng)順層向西側(cè)侵蝕基準(zhǔn)面，在低洼處排泄，但是由于受地層可溶性差異、構(gòu)造等因素影響，使地下水的徑流條件更加復(fù)雜。經(jīng)初測(cè)認(rèn)為，龍?zhí)端淼朗┕み^(guò)程中的主要工程地質(zhì)問(wèn)題是F1和F2兩條斷層和巖溶問(wèn)題。在隧道西段施工過(guò)程

7、中可能發(fā)生涌水涌泥及斷裂破碎巖層的坍塌冒頂,在雨季甚至可能發(fā)生洞穴充填物塌陷及溝水倒貫。3預(yù)報(bào)方法簡(jiǎn)介鑒于龍?zhí)端淼涝跍匚髦刑厥庵厮５奈恢煤退淼绹鷰r復(fù)雜性，考慮到施工過(guò)程中的安全和效益等問(wèn)題，為了能使工程如期安全完成，只采用一種或者兩種預(yù)報(bào)方法,要達(dá)到如此完全的目標(biāo)，顯然具有很大的困難和冒險(xiǎn)性。經(jīng)過(guò)多方比較，并參閱大量的工程勘察實(shí)例，根據(jù)具體的圍巖采取有針對(duì)性的綜合配套的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法,不但能夠使各種方法的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，而且能夠省時(shí)高效的達(dá)到預(yù)期的目的。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的論證后，中鐵十四局決定以TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)為主，輔以探地雷達(dá)，紅外線(xiàn)探測(cè)儀等地球物理無(wú)損探測(cè)技

8、術(shù)，并結(jié)合地質(zhì)素描、超前水平探孔和設(shè)計(jì)中的地質(zhì)勘察資