浅议超前地质预报在隧道施工中应用

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1、浅议超前地质预报在隧道施工中应用　　摘要：隧道施工期超前地质预测预报是一项系统性工作，关系到工程的安全、质量和进度,因而倍受关注。本文分析介绍了目前常用的多种超前地质预报方法，并对其各项间的利弊进行了简单对比分析，希望能为隧道施工时选择合适的预报方法提供一定的帮助。关键词：隧道；超前地质预报；中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1、开展隧道施工地质灾害及其超前地质预报的必要性：(1)勘测设计阶段的地质工作量投入所限,勘察精度不够,致使设计与实际不符的情况时有发生,由此造成的地质灾害给隧道施工和运营带来极大的危害；(2)勘测设计阶段的地质预估预评价是

2、对隧道所处地质背景的宏观把握，不可能对复杂的地质情况做出微观的把握；(3)复杂长隧道的地质变化对施工方法及工期有决定性影响；(4)人为作用（施工开挖）引起地质的变化只有在施工期才能显现出来；(5)施工期需要对地质的掌握不能只是停留在定性评价上，要有定量的评价；8(6)作为地质工作的全过程的组成部分，是积累经验提高隧道施工地质超前预报准确率和水平的需要，是建立隧道工程完整地质资料的需要。由此可见准确预报施工前方地质条件是隧道建设的迫切需要，是确定工程对策、工程措施的关键，是工程施工安全的前提，是控制和合理运用工程投资的重要因素。2、超前地质预报的探测法的选

3、用：2.1、按预报长度选用探测法一般为：长距离超前预报可采用地质分析法、物探法及100m以上的超前钻探法等。中长距离超前预报可采用地质分析法、弹性波反射法及30～100m的超前钻探法等。短距离超前预报可采用地质分析法、弹性波反射法、电磁波反射法（地质雷达探测）、红外探测及小于30m的超前钻探法等。2.2、不同地段地质预报等级选用探测法一般为：超前地质预报按采用的预报手段数量可分为单一方法地质预报和综合超前地质预报，根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度和工程设计资料，对不同地段地质预报可分为以下等级：8A级：存在重大地质灾害隐患的地段，如大型暗河系统，可溶

4、岩与非可溶岩接触带，软弱、破碎、富水、导水性良好的地层和大型断层破碎带，特殊地质地段，重大物探异常地段，可能产生大型、特大型突水突泥地段，诱发重大环境地质灾害的地段，高地应力、高地温、瓦斯、天然气、放射性问题严重的地段以及人为坑洞等。B级：中、小型突水突泥地段，较大物探异常地段，断裂带等。C级：水文地质条件较好的碳酸盐岩及碎屑岩地段、小型断层破碎带，物探异常区域小、数量少，发生突水突泥的可能性较小。D级：非可溶岩地段，基本没有物探异常区，发生突水突泥的可能性极小。同时根据不同地质风险地段的预报方式分别为：A级超前地质预测预报：极易发生突水、涌泥段、煤层及

5、高瓦斯地段。通常采取常规地质法、物探法、超前钻探法。B级超前地质预测预报：物探显示异常地段、受岩溶影响段、可溶岩与非可溶岩接触带、非可溶岩断层破碎段及煤层、瓦斯中等风险地段。通常采用地质分析法、物探法（辅以红外探测、地质雷达），当综合物探异常时，进行必要的超前水平钻探法。8C级和D级超前地质预测预报：可溶岩一般地段或地表环境要求较高的非可溶岩地段及煤层、瓦斯一般风险地段。通常采用以地质分析法为主，对重要的地质（层）界面、断层或物探异常地段可采用地震波反射法或声波反射法进行探测，必要时采用红外探测和超前水平钻探法。3、常用地质预报检测方法的原理分析及优缺点

6、：3.1、陆地声纳法：原理：陆地声纳法是“极小偏移距高频宽带弹性波反射连续剖面法”的简化俗称，其基本原理也是地震反射法。它是在隧道掌子面上用锤击方式产生弹性波，并在激震点旁用检波器接收。弹性波向掌子面前方传播，遇到断层、大理、岩脉、溶洞及其它不良地质界面会产生反射，由检波器接收到这些反射波，就能反映前方的不连续面。优点：仪器设备价格便宜，工作费用较低。仪器设备轻便，采用锤击方式（而不是爆炸方式）激发震波，操作简单。现场总施测时间30～50分钟。缺点：数据面波干扰严重，不能分析波速，不能分辨波的方向，同相轴不清楚，反应深度有限，难于分析，缺乏可续依据，无应

7、用价值，是一种非专业方法。3.2、负视速度法：原理：在隧道侧壁打孔布置检波器和炮点，检波器和炮点在一条平行隧道轴的直线上，利用直达波估计岩体波速，利用反射波走时曲线与直达波走时曲线的交点推测前方反射界面的位置。8优点：有效地避免了面波干扰，提高了信噪比。对于前方规模较大的不良地质体能可靠地预报。缺点：对于不良地质体性质的判别和定位等方面不能具体确定，很难对前方岩体工程类别的变化提供更可靠的信息3.3、声波HSP水平剖面法：原理：利用声波在地层中传播、反射，通过信号采集系统接收反射信号，根据波的传播、反射理论计算判释隧道掌子面前方可能存在的岩性分界、断层、

8、岩体破碎带、软弱夹层、以及岩溶等不良地质体的规模、性质及延伸情况等。优点：图像有