1、隧道常用地质超前预报方法探析摘要：随着我国综合国力的不断增强，城市轻轨工程建设已呈现出快速发展的势头。由于城市景观、交通、工程造价、工程进度及拆迁等因素导致隧道在城市轻轨中所占比重逐步增大。以莞惠城际来说，隧道占的比重已经超过线路全长的一半以上。而隧道的施工对地质资料的依赖度较高，准确度地质资料是保证隧道安全施工的前提。但由于地质工作通常是“以点代线，以线代面” ，其“一孔之见”难以全面反应地质情况。随着隧道施工技术的提高,对隧道施工地质超前预报提出了更高的要求。受地质勘察精度、经费、场地条件等诸多条件的限制,设计与实际不符的情况屡有发生,由此造成的隧道洞内塌方、涌水、涌泥、涌砂、岩爆、瓦斯爆
2、炸等灾害时有发生,给隧道施工造成极大的危害。隧道施工期地质超前预报显示出越来越重要的作用1。 关键字：隧道 地质超前预报 预报方法 中图分类号： U4 文献标识码： A 在实际工程施工中为了保障隧道施工安全、高效及工程质量，隧道地质超前预报所起的作用愈来愈明显，采用经济合理的预报方法实施超前预报工作，对地质预报工作的顺利完成起到了决定性作用。各种预报方法的适用性及综合预报方法的研究也有一定的进展2。然而，在各种不同工程地质条件下，如何确保隧道地质超前预报方法的选择能更有针对性，快捷、准确的得出预报结果，仍需进一步研究3。现简要阐述目前常用方法： 地质超前预报简单分类 1、地质调查分析法：包括地
3、质素描法、地层分界闲及构造线地下和地表相关性分析。 地质调查法是利用常规地质理论和作图法，将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量、煤层、溶洞等准确记录下来并绘制成图表，结合已有勘探资料、地面补充地质及水文调查资料，进行隧道开挖面前方地质条件的预测预报。 地质素描应结合隧道开挖进度及时进行，地层岩性变化部位、构造发育部位等复杂、重点地段应适当加密调查素描频率及深度。从而对隧道掌子面前方可能遇到的不良地质体、富水区域及因此可能发生的地质灾害的性质、分布位置、规模的预测。 2、超前导坑预报法：包括平行导坑法，正洞导坑法。 超前导坑预报法是将超前导坑中揭示的地
4、质情况，通过地质理论和作图法预报正洞地质条件的方法。超前导坑预报法可分为平行超前导坑法和正洞超前导坑预报法。4线间距较小的隧道可互为平行导坑，以先行开挖的隧道预报后开挖的隧道地质条件。 在地层受构造变动影响较小的沉积岩地区，平行超前导坑和平行超前施工隧道法预报准确率较高；在火成岩地区、地层受构造变动影响较大的地区，预报准确率较低。由于岩发育分布的复杂性，平导未揭露岩溶的地段并不代表正洞相应地段不发育岩溶5。 根据超前导坑与隧道位置关系按一定比例作超前导坑预报隧道地质平面简图。由超前导坑地质情况推测未开挖地段隧道地质条件，预报内容主要包括以下各项： (1)地层岩性、地质构造的分布位置及范围等。
5、(2)岩溶的发育分布位置、规模、形态、充填情况及其展布情况。 (3)在采及废弃矿巷与隧道的空间关系。 (4)有害气体及放射性危害源的分布层位。 (5)涌泥、突水及高地应力现象出现的隧道里程段。3、超前钻探预报法：包括深孔水平钻探、加深炮孔探测及孔内摄影。 在隧道施工掌子面或掌子面一侧耳室进行超前水平钻探，通过钻进速度测试、岩芯采取率统计、钻孔岩芯鉴定和必要的岩芯试件强度试验来确定隧道施工掌子面前方地(岩)层的展布、地层岩石的软硬程度、岩体完整性及可能存在的断层、空洞（岩溶溶洞、在采矿巷和废弃矿巷等）的分布位置，进行隧道施工掌子面前方地质预报。 此方法可以确定隧道掌子面前方地质情况，还可以起到探
6、水的作用，但遇高压大容量涌水时具有极大的风险性。该方法费时又费钱并且速度慢，占用掌子面施工时间长，遇水体和瓦斯等灾害地层时可能会造成意想不到的灾难。其探测结果只是一孔之见，难以形成面的概念，且遇软弱岩层取芯困难。对岩溶隧道地质预报，布孔位置带有偶然性。 4、物探法，包括 TSP203,TSP200,隧道地震波反射法、HSP 声波反射法、陆地声纳法,负视速度法，地质雷达，红外探测，单孔和跨孔 CT等。 常用的有声波测试、红外探水、弹性波法、电磁波法等 物探法主要针对断层破碎带及其影响带、岩性接触带、构造裂隙发育带、岩溶发育带及地下水发育地段。方法有地震波反射法（TSP） 、地质雷达探测法、红外探
7、测法等。中远距离预报常用物探方法为地震波反射法（TSP）法，最大预测距离约 100150m；近距离预报常用物探方法为地质雷达法（最大探测距离约 425m）和红外探测法（最大探测距离约 2030m） 。 地质雷达法实施一般在地质素描法和 TSP 法初步预报结果各可能引发隧道塌方、冒顶、突水、涌水等地质灾害的位置或存在不均匀地质体时，提前 2030m 进行地质雷达法超前预报。地质雷达法的有效探测距离在完整岩体地段应达到 20m，需连续预报时，两次预报的重复长度5m，应在掌子面上布置水平与竖直的网格测线。而且探测时现场应清除或避开测线周围的金属等电磁干扰物，当施工条件不容许时应在记录中注明，并标出位
8、置及范围。 红外探测法一般在地质素描法和 TSP 法初步预报结果可能存在富水带或可能引发隧道突水、涌水的地段，提前 2030m 进行探测。红外探测法的有效探测距离应达到 20m，需连续预报时，两次预报的重复长度5m。其测线测点布置：一般掌子面，水平方向布置 4 条线，每条线 6 个测点，共 24 个测点；沿隧道走向探测断面：从掌子面向洞口方向测 12个断面，断面间距 5m。每个断面 6 个测点（拱顶、左右边墙角、左右边墙、隧底各 1 测点） ，共 72 个测点。探测中发现异常后应加密测点，并初步分析异常的可能原因，如因风管、照明灯、等干扰影响应予删除并重测。每次探测应对岩体的裂隙发育情况和隧道
9、壁渗水情况进行详细记录。 在物探法和地质素描法预报存在富水带、富水岩溶发育带、软弱断层破碎带、重大物探异常区段、煤层瓦斯发育区段等可能引发隧道塌方、冒顶、突水、突泥、瓦斯突出等地质灾害的地质复杂地段必须采用加深炮孔法进行短距离预报。 结论及建议 根据隧道工程地质条件的不同，对施工中的隧道应采取多种预报手段相结合、相互验证。对于前期勘察精度相对较高可采用中短距离预报方法，辅以超前钻探（主要为加深炮孔）进行验证；对地质条件复杂，勘察精度不高的隧道，采用以长距离为主，中短距离预报方法加以验证，长短距离预报方法相结合，地质方法及物探方法相结合相互验证的预报方法进行预报。 为了全面准确的预报，预报应坚持隧道洞内勘测与洞外地质调查相结合、地质方法与物探方法相结合、平行导坑与主洞探测相结合，开展多层次、多手段的综合地质超前预报，并贯穿施工全过程6。 参考文献 1 黄班玛.浅析长大隧道新奥法施工超前地质预报方法.青海科技, 2010-08-25 2 王俊超前地质综合预报技术在基岩裂隙水隧道中的应用J铁道勘察，2012 3 何发亮 隧道地质超前预报J西南交通大学出版社, 2006
