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地质超前预报技术存隧道安全施工中的应用

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综合超前地质预报技术在隧道施工中的应用

综合超前地质预报技术在隧道施工中的应用

综合超前地质预报技术在隧道施工中的应用发表时间：2017-03-23T11:13:25.420Z 来源：《基层建设》2016年35期作者：周陈婴[导读] 摘要：在地质复杂区修建隧道时，为降低施工灾害发生频率，确保施工安全，施工前有必要进行超前地质预报。

（中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北武汉 430056）摘要：在地质复杂区修建隧道时，为降低施工灾害发生频率，确保施工安全，施工前有必要进行超前地质预报。

以某隧道为依托，通过地质分析，运用TSP-203、GPR等物探手段进行了探测，探测结果与现场实际揭露情况基本吻合，对隧道施工起到了积极作用,降低了施工风险，保证了安全。

关键词：超前地质预报、地质雷达、TSP、GPR引言随着我国交通事业的快速发展，铁路建设进入高速发展阶段。

我国已成为世界上隧道修建规模与难度最大的国家。

特别是随着重大工程建设重心向地形地质极端复杂的西部山区与岩溶地区转移，正在或即将修建大量的高风险深长隧道工程。

由于深长隧道(洞)在施工前期难以全部查清沿线不良地质情况，导致施工过程中往往遭遇突水突泥、塌方、大变形等重大地质灾害，造成人员伤亡，机械设备报废，部分隧道被迫停建或改线，环境破坏严重，经济损失巨大。

1超前地质预报发展现状及基本原理1.1 TSP超前地质预报TSP超前预报系统采用地震波反射原理，地震波由24个爆破点上的小剂量炸药爆炸产生，当爆炸产生的地震入射波遇到岩体结构有变化的岩层时，在不同介质的分界面上，部分入射波被反射，采用电子传感器接收。

因地震波在岩体中以固定的速度传播，所以反射波的到达时间和入射波到达不同岩体分界面的距离成正比，故能间接测量地质变化带和测点之间的距离，预测隧道掌子面前方的地质结构及围岩地质状况。

1.2 地质雷达探测法地质雷达探测法基本原理是由发射机发射脉冲电磁波，其中一部分是沿着掌子面传播的直达波，经过时间t1后达到接收机；另一部分电磁波传入岩体中，在波的传播过程中遇到电性不同的岩体时，电磁波会发生发射，经过时间t2后达到接收机，然后根据两种波传播时间的差值来确定掌子面前方不同岩体的具体位置[3]。

超前地质预报在隧道动态施工中的应用

超前地质预报在隧道动态施工中的应用
收 稿 日期 ：０ １０ ～ ０ ２ １－ ８ ２ 作者简介： 兆环 （ ９ ３ ）男 ， 海人 ， 周 １８ 一 ， 上 助理 工程 师 ， 事桥 从
础； 搜集资料 ， 查探是否存在前期勘 测遗漏 的不 良 地质 。 （） ２隧道地质素描 ： 已开挖 段地质 状态 的详 对
细记 录 。
（） 理 力 学 测 试 ： 要 时 的 岩 石 物 理 力 学 性 ３物 必
质测 试 、 石成 分 测 试 、 下水 水 质 实验 。 岩 地
１２ 超 前 导坑 法 ．
梁工 程 、 隧道工程 施工 监控 和检测 工作 。
超 前 导坑 或平 行 导坑 是 超前 地 质 预报 情 况
（） １ 为公 路 沿 线 山 区灾 民的 灾后 重 建 ， 造 有 创
２ １ 年 １ 月第 １ 期 ０１ １ １
城 市道 桥 与 防 洪
管理施工
１３ １
的一 种很直观 的方法 ， 通过几何 作 图把在 已开挖 洞室 的地质情况 投影到平行 或相邻 的洞 室 ， 而 从 达 到预报 的 目的 ，为进 一 步 的预报 工作 提供 依 据。 １３ 超 前 水 平钻 孔 ． 超前钻探是直接 的超前预报方法 ，能得到前 方不 良地质较为准确 可靠 的信息 。比如 ： 岩性 、 岩 石硬度 ， 地下水 的水量 、 水压 、 水质 ， 空洞 的宽度 、 软弱夹层 的厚度等。超前地质钻探能对 Ｔ Ｐ和 电 Ｓ 法 探 测 、地 质 雷 达探 测 等 手 段 探 测 到 的不 良地 质 体 进行 确 认 。但 其 也 存在 缺 陷 ： 往 以一 孔 或几 孔 往 代表工作面前方的整体 ， 具有局限性 ； 隧道施工 对 干扰大。 １４ 地球 物 理 勘探 法 ．
１ 应 用 实 例 ０

浅谈TGS超前地质预报技术在深埋长施工隧道中的应用

浅谈TGS超前地质预报技术在深埋长施工隧道中的应用

浅谈TGS超前地质预报技术在深埋长施工隧道中的应用作者：***来源：《建筑与装饰》2020年第25期摘要近年来，新引入我国的隧道三维地质预报系统TGS360 Pro具有预报距离长、施工干扰小和预报成果丰富等显著特点，是一种开挖施工中长距离超前地质预报的优选方法。

本文通过某隧道工程实例，阐述了TGS360 Pro超前地质预报系统的基本原理、数据处理及成果解释的方法，验证了该方法的有效性和实用性。

关键词超前地质预报;TGS360 Pro;隧道目前隧道工程中运用的超前地质预报方法种类繁多，主要包含超前钻探类、地震反射类（TRT、TGP、TST、TSP等）、红外线探水预报、电磁法类以及直流电法类方法。

而在深埋长施工隧道中，现场仪器易对电磁场产生强烈干扰，导致电磁法类超前预报方法在施工隧道中无法实施。

针对上述情况，TGS360 Pro（tunnel geological scismic 360 Pro，以下简称TGS）法是基于不同极化反射地震波记录地震波信号来预报隧道开挖面前方的地质条件和岩石特性变化的一种方法（Pisetski，1998）。

这种方法具有全球唯一获得两项美国专利的地质预报系统，不仅可以确定地下流体（油、气、富水区）的位置，而且可以预报地下流体（油、气、富水区）的动态参数，这种技术可以有效预报断层、节理密集带、破碎地层，特别对软弱夹层富水断层、岩溶水预报效果明显，可以以三维或切片形式呈现岩体力学物性参数，包括围岩应力P、杨氏模量E、泊松比、地震波波速Vs和Vp、富水区位置、溶洞位置、断层带状态分布，其对应的参数成果图可以相互验证，最大可能预测开挖面前方不良地质体的类型和位置。

本文利用TGS360Pro在某施工隧道中的预报中，验证该方法的实用性[1]。

1 TGS工作原理及系统组成1.1 TGS工作原理TGS地质超前预报法是基于不同极化反射地震波记录地震波信号来预报隧道掌子面前方及其周围不良地质或岩性变化带等地质状况的一种方法。

超前地质预报在隧道中的应用

超前地质预报在隧道中的应用

TSP 超前地质预报在隧道中的应用童峥嵘，黄炳营，秦业，李顺中国水利水电第十四工程局有限公司广东广州510800【摘要】在建设隧道的过程中经常碰到很多不良地质体，如断层、破碎带、突泥涌水、坍塌体、岩溶等，给隧道施工带来很大的不可预测的安全问题。

TSP 技术能对掌子面前方100～150m范围内的地质情况做出预报，利用TSP 超前地质预报系统进行有效地预测掌子面前方的地质情况，已经得到业界的广泛认可。

本文根据TSP 的探测原理以及最新的技术发展，结合江门市南山路新建道路工程南山路隧道的应用实例，对其探测成果解析，并给出提高准确性的一些建议，供类似隧道工程预报参考。

[关键词]南山路隧道TSP 超前地质预报系统成果解析1 引言在隧道施工过程中，由于前方地质情况不明，常常出现各种险情，施工单位对此都付出了很大的努力，一直希望寻求一种简单可行的办法来探明隧道前方的地质情况。

目前，常用的隧道超前地质预报方法主要有地面地质调查法，断层参数预测法和TSP、HSP等仪器探测方法、掌子面编录预测法、不良地质前兆预测法和地质雷达、红外线超前探水等仪器探测方法。

各种预报手段和方法都有其各自的适用范围和特点，其中TSP 探测是目前预报距离最长、适用范围最广、预报效果最好的超前预报手段和方法。

2 工程概况南山路隧道是江门市南山路（江海路—五邑路）新建道路工程的关键性控制工程，隧道起止点桩号为K1+970～K1+521，全长449m，洞高约10m，处低山丘陵，隧道区地形起伏大，地面标高约19.0～55.00mm，地面植被发育，主要为灌木及经济林。

新会断裂在线路东南段（南山村附近）通过，断裂的走向北东300～500，倾向南东，倾角550～800，属正断层，断层导致地貌反差强烈，北西盘（下盘）相对上升为丘陵山地，东南盘（上盘）相对下降为平原区，两者分界截然。

根据初勘资料及野外观测，基岩主要发育有以下五组节理：第一组：产状为550∠860，每米发育4条；第二组：产状为2860∠310，每米发育3～4条；第三组：产状为3100∠600，每米发育3～5条；第四组：产状为2280∠730，每米发育2～3条；第五组：产状为1730∠860，每米发育4～7条。

超前地质预报技术在高速铁路隧道施工中的综合应用

超前地质预报技术在高速铁路隧道施工中的综合应用
刘振 华
（ 国水 利水 电第 七工 程局 有 限公 司海外 事业部 开发 二处 ，四川 成 都 中
摘 要 ：隧道 施 工 期 超 前 地 质 预 报 和 掌 子 面前 方 地 质
６０ ８ ） １０ １
软层 在 地 表 位 置 、规 模 、产 状 变 化 ；矿 坑 、人 为 坑 洞 位 置 、
响声 、钻进速度及变化、岩 粉、卡钻情况 、钻杆振 动情 况、
冲 洗 液 的 颜 色 及 流 量 变 化 等 粗 略 探 明 岩 性 、 岩 石 强 度 、岩
体完整程度 、溶洞 、暗河及地下水发育情况 。 复杂地质地段采用 回转 取芯钻 。回转取 芯钻所 取岩 芯
可 准 确 确定 地层 变化 里程 ， 只 在 特 殊 地 层 、特 殊 目的 地 段 、
加深炮孔探 测（ 一般每循环 ９—１ ４个 ， 炮孔深 不小于 ５ｉ， ｎ 根
据 现场 具 体情 况 确 定 ） 。
３ ３ 物探 法 ．
工 现 场 实 际 情 况 ， 隧 道 超 前 地 质 预 报 采 用 地 质 调 查 法 、 超 前 钻 探 法 、物 探 法 。
３ １ 地 质调 ６ ２— ０ １ ２ １ ）０ ０ ３ Ｏ
１ 项 目背 景
新建南 （ ） 宁 至广 （ 铁路是 广西 、云南 至华南 沿海地 州） 区铁路通道 的骨 干线 路 ，跨桂 、粤两 省 区 ，设 计 速度 ２０ ５
ｋ ／ ，正 线 全 长 ４ ３ｋ ｍｈ ６ ｍ，其 中 黎 塘 西 至 肇 庆 东 段 线 路 总 长 ４ １６ｋ 本 人 工 作 标 段 地 处 广 西 东 部 ，共 有 隧 道 １ ０ ． ｍ。 ８座 ，
中 图分 类 号 ：Ｕ ５ ４５
下来并绘制成 图表 ，包括开挖面地质素描和洞身地质素描 。 工程地质 、水文情 况 ：岩层 、岩 性描述 ；地 层分 界 面 产状及位置 ；岩 层 产状 及 其 变 化测 定 ；构 造 位 置 、产 状 、

综合超前地质预报技术在隧道施工中的应用

综合超前地质预报技术在隧道施工中的应用
Ａｐｐｌｃ ｔｏ ｏ ｍ ｐｒ ｈｅ ｉ ｅ Ａｄ ｎｃ ｄ ｏｌ ｇ ｃ ｌＦｏ ｅ ａ ｔ Ｔｅ ｈｎｏ ｏｇ ｉ ｉ ａ ｉ ｎ ｆ Ｃｏ ｅ ｎｓ ｖ ｖａ ｅ Ｇｅ ｏ ｉ ａ ｒ ｃ ｓ ｃ ｌ ｙ ｎ Ｔｕｎｎｅ ｌ Ｃｏｎｓ ｒ ｔ ｏ ｔ ｕｃ ｉ ｎ
焦 莉
【 键 词 】 道 ； 合 地 质 预 报 ； 测 技 术 ； 术 特 点 关 隧 综 探 技 【 ｅ ｒ ｓ】ｕ ｎ ｌｃ ｍｐｅ ｅ ｓｖ ｅ ｌ ｉ ｌｏｅ ａ ｔｄ ｔ ｃｉｎｔｃ ｎ ｌｇ ；ｅ ｈ ｉ ｌ ｈ ｒｃｅｉ ｉ Ｋ ｙ ｗｏ ｄ ｔ ｎ ｅ； ｏ ｒ ｈ ｎ ｉ ｇ ｏｏ ｃ ｒｃ ｓ； ｅｅ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｔ ｃ ｎｃ ａａ ｔｒ ｔ ｅ ｇ ａｆ ｏ ａｃ ｓｃ
隧道 施 工 提供 指 导与 借鉴 。
【 ｓｒｃ Ａｂ ｔａ ｔ】 Ｃ ｍ ｂｎ ｄｗｉ ｈ ｐ ｌａｉｎｏ ｄ ａ ｃ ｄｇ ｏｏ ｉ ｌｏｅ ａ ｔｔｃ ｎ ｌｇ ｉｇ ａ ｈ ｎＴ ｎ ｅ ｃ ｎ ｏ ｉｅ ｔ ｔｅａ ｐｉ ｔ ｆａ ｖ ｎ ｅ ｅ ｌ ｃ ｒ ｃ ｓ ｅ ｈ ｏｏ ｙｉ Ｊｎ ｕ ｓ ａ ｕ ｎ ｌ ｏ — ｈ ｃ ｏ ｇ ａｆ ｎ
１ 工程概 况
金 瓜 山隧 道 起 于 福 建 省 永 泰 县 ， 于 闽 侯 县 ， 长 止 全
成 支 护结 构 变形 。 人 员 和设 备 受到 伤 害 。 前 地质 预 报 使 超 是 利 用 一 定 的 技 术 方 法 和 手 段 探 明 施 工 掌 子 面 前 方 的 工 程 地 质 和 水 文 地 质 情 况 ，对 可 能 引 发 隧 道 地 质 灾 害 的 不
由于隧 道 深埋 于 山体 中 ， 质 条件 复 杂 ， 地质 勘 探 系 的设计 思 想 及所 选 用 方法 的具 体应 用 。 地 受 技 术 水 平 限 制 ， 施 工 中 存 在 许 多 潜 在 和 不 确 定 的 地 质 因

TSP法地质超前预报技术在隧道工程中的运用

１０９
图 １ ＴＳＰ 探测原理图
图 ２ ＴＳＰ 洞内数据采集示意图
（４）探测时间短，一次完整的探测仅仅需 要 ４５ｍ ｉｎ，加上探测前的准备工作和探测以 后系统清除所用的时间也不过 ２ｈ，另外探测 前的准备工作可以在施工的同时执行。
（５）节约投资费用，据国外隧道施工经验 估计，采用 ＴＳＰ 法比不进行预报节省费用是 全部工程的 １５％。
统两部分。ＴＳＰ 采集系统由记录仪、接收仪和 启爆装置等组成见图 ２。通常要求采用两个 接收仪和 ＜３ 个爆破孔组成，接收仪孔和爆 破孔分别布置在掌子面附近两面的边墙上。 接收仪是用来接收地震信号的仪器，安装在 一个被水泥或两节环氧树脂夹固定在岩层上 的管套里面。启爆装置是由一个常规的带有 发射回路的外部触发盒的爆破器组成。
收稿日期：２００６－０８－２１ 作者简介：刘纪明（１９４９－），男（汉族），江苏靖江人， 工程师；吴雷雷，工程师。
１ 地质超前预报的常用方法及其优缺点 地质超前预报可以预测掌子面前方的地质情况：如断层构造及断层破碎带，煤层、瓦 斯、天然气、硫化氢赋存条件，采空区状况，岩溶、空洞、裂隙及其规模和充填情况，地下水赋 存状态及可能突水、涌水的位置以及水量的大小和软弱围岩及不同类别围岩的界面等。 目前常见的地质超前预报方法可归为两类，一类属破坏法，另一类属非破坏法。破坏法 是指用破坏的方法凿开隧道直接取样，它包括地质法、超前平行导坑法和超前水平钻孔法； 非破坏法也就是物理方法，利用岩石的物理性质来判别，它包括有声测法、电测法和波反射 法。波反射法也可以分为电磁波反射法和地震波反射法。 受各种条件的限制，不同的隧道施工地质超前预报方法有各自的优点，也存在各自的 缺点。地质法是指用地质锤、放大镜和地质罗盘等野外地质工具直接观察岩石的岩性，并判 断周围的岩性。地质法有可靠的理论基础，不占或很少占用施工时间，适用性强，成本低，操 作简便，但靠有限之“见”预报范围很有限，特别是在地层岩性变化极为复杂（如强烈褶皱地 层）的隧道中预报的难度很大。 超前平行导坑法是在要开挖的隧道附近开挖一段平行的小断面导坑，该法具有地质法 的优点，但投资大，且隧道与导坑间距过大、地层变化复杂时准确率明显降低，因此适用于 设计间距较小、地层受构造变动小的平行隧道工程。 超前水平钻孔法是用钻探设备向掌子面前方钻探，从而直接揭示隧道掌子面前方地层 岩性、构造、地下水、岩溶洞穴充填物及其性质、岩石（体）的可钻性、岩体完整程度等资料， 还可通过岩芯试验获得岩石强度等定量指标，是最直接有效的地质超前预报方法，但一次 钻探距离短，费用高且占用施工时间长。 声测法是利用声波在岩石中的传播规律来判别岩石性质的一种方法。声测法占用施工 时间短，但预报距离受孔深限制，一般小于 １５ｍ 。 电测法是根据岩石与电阻的关系来推断其性质的一种方法，可以分为电位法和电阻率 法。电测法简便、成本低，但必须是以各层间电阻值有一定的差别为前提。 波反射法常见的有地质雷达法和 ＴＳＰ 隧道地震波法： 地质雷达（Ｇ ｒｏ ｕ ｎ ｄ Ｐｅ ｎ ｅ ｔｒａ ｔｉｎ ｇ Ｒ ａ ｄ ａ ｒ简称 Ｇ ＰＲ）是利用无线电波检测地下介质分 布和对不可见目标或地下界面进行扫描，以确定其内部形态和位置的电磁技术。其分辨率 高、无损伤、探测和数据处理速度快、机动灵活、施作方便、抗干扰能力强，可对隧道一定范 围内进行全方位探测，但是其预报距离较短，只能预报掌子面前方 ４０～５０ｍ 处的工程地 质、水文地质条件，而比较准确预报的距离只有十几米。 ＴＳＰ 法（Ｔｕ ｎ ｎ ｅ ｌＳｅ ｉｓｍ ｉｃ Ｐｒｅ ｄ ｉｃ ｔｉｏ ｎ）是由瑞士 Ａ ｍ ｂ ｅ ｒｇ 量测技术公司为隧道及地下 工程施工期地质超前预报而研制开发的，它的预报范围是地质雷达的 ４－１２ 倍，预报费用是 超前水平钻探的 １／１０～１／２０。它有以下优点： （１）适用范围广，即适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况。 （２）预报距离长，理论上能预报掌子面前方 ５００ｍ ，考虑地震波干扰等因素能准确预报 掌子面前方 １００～３５０ｍ 。 （３）对隧道施工干扰小，它只要求在接收信号时为减少噪音干扰作短暂停工。

综合地质超前地质预报方法在隧道工程中的运用


且 场地 条件 许可 时 ， 量采 用 中心 频率低 的天 线 。如 尽
要求的空间分辨率为 （ ， ｍ） 围岩相对介电常数为 ｅ ， 隧道超 前 预报一 般可 采用 中心频 率为 １０ＭＨｚ 右 ０ 左
的天线 进行 主要 测量 ， 预报 范 围一 般能 够达 到掌子 面 前方 ２ ～ ５ ｎ 另 外 ， 可 以选 配 一 个 中心 频 率 在 Ｏ ０ｒ； 还 ５０Ｈｚ 右 的天 线做 辅 助 测 量 ， ０ 左 准确 查 清 掌 子 面前
综 合 地 质超 前 地 质 预 报方 法在 隧道 工程 中的运 用
夭 止 王 吴 正 生
（ 安徽省 交通规划设计研究 院， 安徽 合肥
摘
２０８ ） ３ ０ ８
要： 文章对 ＴＧＰ ０ ２ ６及探地雷达的原理及方法进行 了系统介绍 ， 通过 ： 程实例验证 ＿这两项超前 预报技术 的预报成果 ， 『 并得
线布 置段 和 隧道掌 子 面岩体 进行地 质 描述 。 采集 的 ＴＧ Ｐ数 据 ， 过 软 件 进 行 处 理 ， 得 Ｐ 通 获 波 、 Ｈ 波 、Ｖ 波 的 时 间剖 面 、 关 偏 移 归 位 剖 面 等 Ｓ Ｓ 相 成果 。在 成果 分析解 释 中遵 循 以下 准 则口 ］① 基 本 ： 图件 除原 始记 录 以外 ， 果 图均 以 同侧 为 主 。图件如 成 何 摆放 更 好 、 资料 清楚 和 图文 并 茂 为 原 则 。② 以 以 同侧 成果 资料 解释 为 主 、 以对 侧成 果 资料解 释 为辅 的 原则 。③ 以纵 波 成 果 资 料 解 释 为 主 、 以横 波 成 果 资
破 产 生 的地 震 波在岩 石 中以球 面波形 式传播 ， 当地震 波遇 到弹性 波 阻抗差 异界 面时 ， 一部分 地震 信号 被反

超前地质预报在某隧道断层施工中的应用


射程法进 行涌水量 预估 ， 估算公式如下 ：
Ｑ＝９０ ￣ ０Ｘ Ｄ ／厩
式中 ： Ｑ为预估涌水 量 （ ｈ ； 为钻 孔涌 水水平 射程 ｍ ／ ） （ｎ ； 为 钻孔 孑 口直 径 （ Ｉ ； ｉ） Ｄ Ｌ Ｉ） ｈ为 钻 孔 距 隧 道 底 部 高 度 Ｔ
（ｆ ； 重 力 加 速 度 （ ／ 。 。 ｒ） ｇ为 ｉ ｍ ｓ ）
的分布与岩性相关 ， 即含泥量 高 的破碎 带富水 较弱 ， 较完 整
的岩 性 段 （ Ｋ ６ ３ ０～ ＋ １ ） 水 较 强 。 Ｄ ３ ５＋ ２ ３５ 富 钻 探 探 测 地 质 纵 断 面如 图 ４ 。
当钻 孔涌水呈 雾状喷出时 ， 可将涌 水归槽后 采用堰测法
或 流 速仪 测 量 水 量 。
线 的 夹 角 以及 与 隧道 掘 进 面 的距 离 确定 下 来 ， 时 还 可 以 将 同 隧 道 中 存 在 的岩 性 变 化 带 的位 置 方便 地 探 测 出来 。 采 集 的 Ｔ Ｐ数 据 ， 过 Ｔ Ｐ ｉ 件 进 行 处 理 ， 得 Ｐ Ｓ 通 Ｓ ｗｎ软 获 波 、Ｈ波 、Ｖ波 的 时 间 剖 面 、 度 偏 移 剖 面 和 反 射 层 提 取 以 Ｓ Ｓ 深 及 岩 石 物性 参 数 等 一 系列 成 果 如 图 ２ 。
ห้องสมุดไป่ตู้钻孔 ， 进行水文观测。 并
２ ２ 超 前 预 报 原 理 ．
２ ２ １ Ｔ Ｐ０ ． ． Ｓ ２ ３预 测
预 报 采 用 瑞 士 安 伯 格 公 司 生 产 的 最 新 型 号 的 Ｔ Ｐ ０ Ｓ２ ３ ｐｕ 隧 道地 质超 前 预 报 系 统 。Ｔ Ｐ测 量 系 统是 通 过 在 掌 子 面 ｌｓ Ｓ
后方一定距 离内的钻孑 中以微震爆 破来发射信号 的， Ｌ 爆破引 发的地震波 在岩体 中以球面的形式向四周传播 ， 其中一部分 向隧道前方传播 ， 经隧道 前方 的界面反射 回来 ， 反射信 号经

超前地质预报技术在隧道地质勘探中的应用

第３ ８卷 第 ８期 ２０１２年 ３ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲ ＣＨＩ Ｃ ＵＲＥ ＴＥ Ｔ
Ｖ Ｉ３ ． ０ ． ８ Ｎｏ ８
Ｍａ ． ２ ２ ｒ ０１
・１ ５ ・ ８
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （ ０ ２ ０ — １５ ０ １ ０ — ８ ５ ２ １ ） ８０ ８ — ２
１ 超前 地 质预 报工 作 的重要 作用
发孔孑 深 １ ５ｍ左右 ， 径约 ４ ｍ， 向下倾 斜约 １ 。 每个激 Ｌ ． 孔 ０ｍ 孔 ０，
５ｇ １０ｇ激发孔和接收孔基本保持在 同一 超前地质 预报工 作在 隧道 工程施 工 中主要 有 以下几 方面 的 发孔装填 的药量 为 ６ ～ ０ ， 作用 ： ） １ 在复杂地质条件 下 ， 能够保证 隧道施工 安全 ， 避免施工 时 个高度上 。
复杂 。由于在 隧道 的勘察 设计 阶段 对隧道 的地 质勘 察 的力 度 有 罗系珍珠 冲组 、 自流井 组 、 田沟组 、 新 下沙 溪庙组 泥岩 夹砂 岩 ， 穿 限， 受勘察 精度 、 工作经 费等条件 的影响 ， 地质勘 察对 隧道的地 质 越铜锣峡背斜 。隧道 区主体构造为铜锣 峡背斜 ， 在它 的东面 为明 情况只有一个宏观 的把握 ， 对隧道复杂 的地质情 况的认识 还不够 月峡背斜 ， 间为大盛场向斜 ； 其 在它 的西面为龙 王洞背斜 ， 间为 其 深入 。依据地质勘察资料做 出的设 计方案与 实际情 况经 常不符 ， 沙坪 向斜 。这些背 、 向斜 均呈北东 一南西 向延伸 、 向斜宽 缓 ， 背斜 在隧道施工 中复杂 的地 质情况 以及 地质 变化 都直接 影 响施工 方 紧凑 ， 构成 背斜 与向斜相间排列的构造格局 。 法和施工工期 。对 于地质情况 复杂的隧道 ， 施工 时也会 引起地质 ３ ２ 施 工布 置 ． 的变化 ； 施工前 能了解隧道前方的地质 情况 ， 有利 于隧道 的施工 ， 出口端 ： 隧道 Ｄ １ ３９的右 边墙位置 布置 一个地震波信 在 Ｋ ８＋ ５ 确保施工安全 。因此 ， 有必要在隧道施 工前对 隧道所通 过 区域 的 息接收孔 ， 孔径为 ５ ０ｍｍ。在 Ｄ １ ３ ６～ Ｋ ８＋ １ Ｋ ８＋ ４ Ｄ １ ３ ２段 的右边 地质情况进行超前地质 预报 。 墙位置 ， 约 １５ｍ的间距布置 ２ 按 ． ４个激 发孔分别 激发地震 波 ， 激
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地质超前预报技术存隧道安全施工中的应用
【关键词】地质超前预报；施工安全；隧道施工
1 概况
s217长绩段改建工程煤炭山隧道为单洞式混合交通的隧道，长度为432米，隧址区为低山丘陵地貌，主要岩类为硬质岩石，在隧道的进出口的山脚下及河沟里为第四系松散物质覆盖，岩性主要为碎石混粉质粘土、角砾混粉质粘土和基岩，碎石（角砾）土成因主要为坡积、洪积和崩积，岩类为震旦系休宁组上段凝灰质细砂岩，围岩级别主要有ⅴ级、ⅳ级、ⅲ级。

依据地勘结果，本隧道水文地质条件简单，地下水不发育，无稳定的含水层，无泉水出露，地下水补给来源主要为大气降水，受雨水影响较大。

由于隧址区经历了多次构造运动，岩层产状和地质构造复杂，另外长安端洞口松散覆盖层厚度较大，需要详细查明松散层厚度，因此，在隧道施工前要做好超前地质预报工作，确保施工安全，尤为重要。

煤炭山隧道于2012年4月正式开挖进洞，由于煤炭山隧道纵坡为-1.85%，432米长隧道两端高差7米之多，考虑到雨季施工洞内排水困难，选择进洞施工由出洞口向进洞口方向掘进的方案。

根据设计地质勘探资料显示k7+200-k7+556段位微风化凝灰质细砂岩，局部为凝灰质含砾细砂岩，黑色、灰紫色，岩石较坚硬；岩体呈中、厚层状，变余砂状构造；节理裂隙较发育，岩体较完整；地下赋水性一般，雨季降水渗入可产生滴水、淋雨状出水，[bq]=443.2，围岩稳定性较好，成洞条件较好。

设计为无超前支护
ⅲ级围岩支护方式。

2 超前地质预报
2.1 在2012年6月30日施工至k7+268掌子面通过在隧道圆心上方0.7米处水平方向布设地质雷达测线，对掌子面面向小桩号方向28m探测所得的地质雷达剖面图解译为：k7+268-k7+248处围岩整体完整性一般，节理裂隙较发育，含少量裂隙水；k7+248-k7+240处围岩节理较发育，围岩完整性较差，含较多裂隙水，容易发生掉块等现象。

地质超前预报建议k7+250处开始提高围岩衬砌等级。

并建议施工单位隧道开挖后及时跟进支护，对隧道内、外加强观察，发现异常，要及时上报相关部门。

2.2 当7月6日掌子面施工至k7+245处时，通过在隧道圆心上方0.6米处水平方向布设地质雷达测线，对掌子面面向小桩号方向探测所得的地质雷达剖面图解译为：k7+245处掌子面向前22米（k7+223）岩层节理裂隙发育，岩石破碎程度较高，前方围岩含较多裂隙水。

结合已开挖的掌子面观察岩性为弱风化凝灰质细砂岩，灰绿色、灰色、右侧局部夹紫红色，岩石较软，局部呈粘土状，岩体呈薄层状，变余砂状构造，岩石厚度几厘米至十几厘米不等，岩体节理裂隙较发育，岩层产状145°∠82°。

围岩整体完整性仍较差，岩质较软，节理裂隙发育，容易发生掉块等现象。

3 施工安全
3.1 根据k7+268掌子面地质预报的特点，我项目办会同设计单位通过对隧道施工ⅳ级围岩超前支护的特点，将k7+253.5处开始
变更为：ф25x5mm超强中空注浆锚杆，环向间距40cm的超前支护加上纵向间距100cm，i14工字钢的初期支护的ⅳ级围岩衬砌支护方式施工。

确保了该段隧道在开挖和后期施工的安全。

3.2 根据k7+245掌子面地质预报的特点，结合已开挖掌子面的岩性，将k7+245-k7+223段按ⅳ级围岩支护衬砌方式能满足该段围岩的施工安全，则继续采用ⅳ级围岩支护衬砌方式进行施工。

截止7月20日该段隧道由于地质情况发生变化而通过改变支护方式已安全通过，积极促进了我省“平安工地”的开展。

4 结论
通过本隧道的施工，有以下体会：
4.1 隧道工程建设的勘测阶段为设计提供地质资料受地表探测
方法、技术和成本的限制，地质资料往往与实际情况有一定的差别。

通过地质雷达探测隧道掌子面前方地质状况的探测是一种快速便捷、对施工影响较小的超前预报方式，能预先探测开挖掌子面的围岩情况，为安全施工提供了宝贵的资料。

4.2 对地质雷达波形图的解释和识别具有明显的多解性，所提供的超前预报当以施工进度达到预报里程时，需把预测结果和现场掌子面情况相对比，做进一步的经验积累和修正，真正做到安全施工。

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[6]高才坤，郭世明.采用地质雷达进行隧道掌子面前方地质情况预报[j].水力发电，2000（3）.
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[责任编辑：丁艳]。