淺議超前地質(zhì)預(yù)報在隧道施工中應(yīng)用

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1、淺議超前地質(zhì)預(yù)報在隧道施工中應(yīng)用　　摘要：隧道施工期超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報是一項系統(tǒng)性工作，關(guān)系到工程的安全、質(zhì)量和進度,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)報方法，并對其各項間的利弊進行了簡單對比分析，希望能為隧道施工時選擇合適的預(yù)報方法提供一定的幫助。關(guān)鍵詞：隧道；超前地質(zhì)預(yù)報；中圖分類號：U45文獻標識碼：A文章編號：1、開展隧道施工地質(zhì)災(zāi)害及其超前地質(zhì)預(yù)報的必要性：(1)勘測設(shè)計階段的地質(zhì)工作量投入所限,勘察精度不夠,致使設(shè)計與實際不符的情況時有發(fā)生,由此造成的地質(zhì)災(zāi)害給隧道施工和運營帶來極大的危害；(2)勘測設(shè)計階段的地質(zhì)預(yù)估預(yù)評價是

2、對隧道所處地質(zhì)背景的宏觀把握，不可能對復(fù)雜的地質(zhì)情況做出微觀的把握；(3)復(fù)雜長隧道的地質(zhì)變化對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)施工期需要對地質(zhì)的掌握不能只是停留在定性評價上，要有定量的評價；8(6)作為地質(zhì)工作的全過程的組成部分，是積累經(jīng)驗提高隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報準確率和水平的需要，是建立隧道工程完整地質(zhì)資料的需要。由此可見準確預(yù)報施工前方地質(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，是控制和合理運用工程投資的重要因素。2、超前地質(zhì)預(yù)報的探測法的選

3、用：2.1、按預(yù)報長度選用探測法一般為：長距離超前預(yù)報可采用地質(zhì)分析法、物探法及100m以上的超前鉆探法等。中長距離超前預(yù)報可采用地質(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)雷達探測）、紅外探測及小于30m的超前鉆探法等。2.2、不同地段地質(zhì)預(yù)報等級選用探測法一般為：超前地質(zhì)預(yù)報按采用的預(yù)報手段數(shù)量可分為單一方法地質(zhì)預(yù)報和綜合超前地質(zhì)預(yù)報，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害對隧道施工安全的危害程度和工程設(shè)計資料，對不同地段地質(zhì)預(yù)報可分為以下等級：8A級：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、放射性問題嚴重的地段以及人為坑洞等。B級：中、小型突水突泥地段，較大物探異常地段，斷裂帶等。C級：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：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。同時根據(jù)不同地質(zhì)風(fēng)險地段的預(yù)報方式分別為：A級超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報：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級超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報：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)險地段。通常采用地質(zhì)分析法、物探法（輔以紅外探測、地質(zhì)雷達），當綜合物探異常時，進行必要的超前水平鉆探法。8C級和D級超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報：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)險地段。通常采用以地質(zhì)分析法為主，對重要的地質(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行探測，必要時采用紅外探測和超前水平鉆探法。3、常用地質(zhì)預(yù)報檢測方法的原理分析及優(yōu)缺點

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：儀器設(shè)備價格便宜，工作費用較低。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，操作簡單?，F(xiàn)場總施測時間30～50分鐘。缺點：數(shù)據(jù)面波干擾嚴重，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、用價值，是一種非專業(yè)方法。3.2、負視速度法：原理：在隧道側(cè)壁打孔布置檢波器和炮點，檢波器和炮點在一條平行隧道軸的直線上，利用直達波估計巖體波速，利用反射波走時曲線與直達波走時曲線的交點推測前方反射界面的位置。8優(yōu)點：有效地避免了面波干擾，提高了信噪比。對于前方規(guī)模較大的不良地質(zhì)體能可靠地預(yù)報。缺點：對于不良地質(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，通過信號采集系統(tǒng)接收反射信號，根據(jù)波的傳播、反射理論計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：圖像有