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隧道施工地质超前预报方法隧道施工是现代城市建设和交通运输发展中不可或缺的一部分。
然而，由于地质条件的复杂性和不确定性，隧道施工常常面临诸多挑战和风险。
为了有效地应对这些挑战和风险，隧道施工地质超前预报方法应运而生。
地质超前预报方法是指在隧道施工过程中，通过对地质情况的科学分析和预测，提前了解隧道施工所面临的地质条件和隐患，并制定相应的施工方案和安全措施。
这种方法可以提高施工的效率和质量，减少事故的发生，降低施工成本，是隧道施工中不可或缺的一环。
隧道施工地质超前预报方法主要包括以下几个方面：1.地质勘探：地质勘探是隧道施工地质超前预报的基础工作。
地质勘探包括地质地貌、岩土工程和水文地质等方面的调查和研究。
通过地质勘探，可以了解隧道施工区域的地质结构、岩土工程性质和水文地质条件，为隧道施工提供准确的地质数据和信息。
2.地质分析：地质分析是在地质勘探的基础上，对地质数据进行科学分析和综合评价。
地质分析可以通过地质剖面图、岩芯分析、地质构造分析等手段，对隧道施工区域的地质条件进行综合评估，确定可能存在的地质问题和风险。
3.地质预测：地质预测是在地质分析的基础上，对隧道施工过程中可能发生的地质灾害进行预测。
地质预测可以通过建立地质模型、数值模拟和经验方法等手段，对可能发生的地质灾害进行定量分析和预测，为隧道施工提供预警和控制措施。
4.施工监测：施工监测是在隧道施工过程中，对地质条件和隧道变形进行实时监测和记录。
施工监测可以通过使用传感器、监测仪器和遥感技术等手段，对隧道施工过程中的地质变化和隐患进行及时监测和预警，为施工方提供及时的决策依据和调整施工方案。
5.风险评估：风险评估是在地质预测和施工监测的基础上，对隧道施工过程中的地质风险进行定量评估和分析。
风险评估可以通过建立风险模型和评估方法，对隧道施工中可能发生的地质灾害的概率和影响进行评估，为施工方提供风险控制和决策支持。
通过以上几个方面的工作，隧道施工地质超前预报方法可以有效地减少隧道施工中的地质风险和事故发生的可能性，提高施工效率和质量，降低施工成本。
国内外隧道超前预报技术评析与推介赵永贵中国科学院地质与地球物理所北京100029云南航天质量无损检测站公司昆明650217摘要国内外的隧道地质超前预报技术正在发展之中，目前应用的负视速度法，水平剖面法，TSP、TGP等技术，由于观测方式和资料处理方法比较简单，不能准确确定掌子面前方围岩的波速，从而致使地质界面定位不准确，围岩工程类别划分缺乏依据，亟待改进。
TRT与TST技术采用空间观测方式和偏移成像方法，技术比较先进，能解决了掌子面前方围岩速度结构可靠分析的问题，实现了隧道围岩地质结构的精确成像，适合复杂地质条件下的地质超前预报应用。
目前的超前预报过于依赖地震方法，实际上地震方法对于解决构造问题比较有效，解决含水性问题不如电磁方法，高密度电法和瞬变电磁方法在超前预报领域会有广阔的应用前景。
实际预报工作中要取得好的预报结果，必须提倡综合方法，提倡地质分析与工程物探相结合，地震方法与地磁方法相结合，共同解决不良地质构造、含水构造、含瓦斯气构造的超前预报问题。
关键词：隧道地质超前预报，速度分析，地震偏移成像，不良地质构造，含水构造Analysis and Recommendation of Tunnel Prediction Techniques at Home and Abroad Abstract0前言隧道施工中的地质超前预报是一个国际前沿课题，也是一个难题，各国都在研究之中。
欧洲开始的较早（1980年代），美洲稍晚些（1990年代），中国在1990年代初也开始了超前预报技术研究。
因为该项技术的应用关系到工程的安全、质量、进度和经费等重要问题，因而倍受关注。
特别是在地质条件复杂地段和采用TBM现代施工技术的情况下，地质超前预报工作更显得尤为重要。
例如在奥地利横穿阿尔卑斯山的Unterwaler隧道施工中全程使用了地质超前预报[3] 。
我国西部为多山地区，地质条件复杂，造山带、断裂带发育，地下水丰富，隧道开挖中的坍塌、冒顶、岩溶、涌水等地质灾害经常发生。
隧道超前地质预报方法隧道超前地质预报是一种通过某种方法，在施工前预测和评估隧道施工过程中可能遇到的地质问题和风险的技术。
它对隧道施工的安全和效率起着至关重要的作用。
本文将介绍一些常用的隧道超前地质预报方法。
1. 阶段性地质调查方法：在隧道施工前，进行阶段性的地质调查，包括采取地质勘探、钻孔、取样等手段获取地质数据，通过对地层的分析和解释，预测可能遇到的地质问题和风险。
这种方法的优点是相对简单易行，可以提供较为准确的地质信息，但是由于只在施工前进行调查，可能对一些时间变化较大的地质问题预测不准确。
2. 无人机航测方法：利用无人机进行航测，获取隧道施工区域的高分辨率影像和三维数据，通过对这些数据的分析和处理，可以初步判断隧道的地质情况，并预测可能出现的地质问题。
这种方法的优点是成本相对较低，覆盖范围广，可以快速获取地质信息，但是由于分辨率有限，可能无法准确预测细微的地质问题。
3. 地质雷达方法：地质雷达是一种利用地质物理方法来探测地下结构和地质体的设备。
通过对隧道施工区域进行地质雷达勘探，可以获取地下结构的信息，识别隧道施工过程中可能遇到的地质问题，如断层、裂隙、溶洞等。
这种方法的优点是能够提供较为准确和详细的地质信息，可以实时监测地下结构的变化，但是设备昂贵，需要专业技术人员操作。
4. 地质参数反演方法：通过对隧道施工区域进行地震波、电磁波等探测，采集地质参数的信息，然后利用逆推算法进行计算和分析，预测可能遇到的地质问题。
这种方法的优点是能够提供较为准确的地质参数，可以实时监测地下结构的变化，但是设备昂贵，需要专业技术人员操作。
5. 数值模拟方法：利用数值模拟软件对隧道施工过程进行模拟和预测，通过对地下结构和地质条件的建模，可以模拟施工过程中可能遇到的地质问题和风险，如地层塌陷、岩爆等。
这种方法的优点是可以模拟多种地质情况，提供全面的地质信息，但是需要较强的计算能力和专业的技术支持。
总之，隧道超前地质预报方法是一项复杂而关键的技术，需要综合运用多种方法和手段，才能提供准确和可靠的地质预报结果。
隧道常用地质超前预报方法隧道地质超前预报方法第一章、常用地质预报方法目前在隧道施工期间采用的超前地质预报方法从专业技术方面可分为常规地质法和物探法两大类，具体有以下几种：（1）超前导坑；（2）正洞地质素描；（3）水平超前探孔；（4）声波测试；（5）红外探水；；（6）电磁波法。
（7）弹性波法第一节、超前导坑法超前导坑法可分为超前平行导坑和超前正洞导坑。
平行导坑的布置平行于正洞，断面小而且和正洞之间有一定的距离，在施工过程中对导坑中遇到的构造、结构面或地下水等情况作地质素描图，通过做地质素描图对正洞的地质条件进行预报。
采用平行导坑预报的优点是：平行导坑超前的距离越长，预报也越早，施工中就有充分的准备时间，可以增加工作面，加快施工进度，还可以起到排水减压放水，改善通风条件和探明地质构造条件的作用。
采用超前平行导坑进行预报比较直观，精度高，预报的距离长，便于施工人员安排施工计划和调整施工方案。
超前正洞导坑布置在正洞中，其作用与平行导坑相比，效果更好。
但是采用超前导坑法进行预报也有缺陷：一是成本太高，有时需要全洞进行平导开挖；二是在构造复杂地区准确度不高。
第二节、正洞地质素描地质素描是对开挖面的地质情况如实而准确的反映。
素描的主要内容包括地层岩性、构造发育情况（含断层、贯穿性节理、夹层或岩脉）、地下水的出水状态、围岩的稳定性及初期支护采用的方法等。
正洞地质素描是利用所见到正洞已开挖段的地质情况预报前方可能出现的不良地质条件（断层等）。
针对断层而言，又分断层露头作图法和断层前兆特征法。
断层露头作图法对结构面向开挖后方倾斜的断层预报效果较好，因为断层先在隧道底出露，对岩体稳定性影响不大时就可以发现；对于向掌子面前方倾斜的结构面因为先在顶部出现，预报时效果相对较差。
正洞地质素描的优点是不占用施工时间，设备简单，不干扰施工，出结果快，预报的效果好，而且为整个隧道提供了完整的地质资料；缺点是对与隧道夹角较大而又向前倾的结构面容易产生漏报。
浅谈隧道超前地质预报方法与分析摘要本文阐述了隧道介质物性差异特点分析和常见物探超前预报方法，隧道超前地质综合预报方法体系和组织机构。
而不同的地质情况所采取的地质预报手段也不同，故针对具体工程需选取合适的预报方法。
关键词隧道工程超前地质预报综合分析雷达1 前言随着我国铁路公路路网建设的发展，很多长距离、高海拔、大埋深的隧道开始修建，但由于隧道所在地的地质背景和工程地质条件千差万别，针对不同工程地质背景的隧道需采用不同的超前地质预报方法，目前常用的方法有常规地质素描判断、TSP203、超前地质探孔、超前导坑、地质雷达。
2常用地质超前预报方法2.1 地质素描判断法沿线地表的地质素描包括：地层岩性特征，结构面性质及岩性产状，断层，地下水出露点，地表塌陷坑洞等。
2.2 TSP203TSP203是采用了回声测量原理。
地震波在指定的震源点（在隧道的右边墙，大约24个炮点布成一条直线）用小量炸药激发产生。
地震波在岩石中以球面波形式传播。
当地震波遇到岩石物性界面(即波阻抗差异界面，例如断层、岩石破碎带和岩性变化等)时，一部分地震信号反射回来,一部分信号透射进入前方介质。
反射的地震信号将被高灵敏度的三分量传感器接收。
TSP203超前地质预报系统采取“多点激发、一点接收”的测量方法，多点激发产生的地震波相互跟踪检验，故能提供一种精确的测量。
反射信号的强弱与反射界面两侧的岩性有很大关系,反射界面两侧的岩性差异越大，反射回来的信号越强，预报的范围也就更大。
图1TSP203现场测试炮眼示意图2.3超前地质探孔此方法为目前地质超前预报中最直接有效的方法，它可直观的反映出掌子面前方一定距离内的地质情况。
依据钻机在钻进过程中的推力、扭矩、钻速、成孔难易、出水情况以及对所取岩芯的分析，可较好的判断掌子面前方的岩层岩性及含水状态，指导施工有针对性的及时调整施工方案。
长距离探孔和短距离探孔相结合，长距离探孔探查长度不少于60m，搭接5m，地质构造复杂地区搭接10m~20m，一般不少于3孔贯通，孔均带一定角度外插角，复杂地质构造地段不少于6孔贯通，钻探中遇见异常时再增加30m短距离超前钻探。
各种隧道超前地质预报方法优缺点分析
隧道超前地质预报是在施工前期地质勘查成果的基础上，进一步查明掌子面
前方一定范围内围岩的地质条件。
超前探测地层岩性、软弱层的位置、岩体完
整程度、断裂带位置及宽度、围岩富水性等不良地质以及隐伏的重大地质问题。
为隧道信息化设计、支护参数变更及施工方案优化提供依据，指导施工顺利进行，确保施工安全。
中交路桥科技有限公司专业从事隧道超前地质预报，小乔
接下来将为您介绍目前工程上主要用到的超前地质预报方法：地质调查法、超
前钻探法、物探法、超前导坑预报法、数码成像技术等。
1、地质调查法
地质调查法是根据隧道已有勘察资料、地表补充地质调查资料和隧道内地
质素描，通过地层层序对比、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析、断
层要素与隧道几何参数的相关性分析、临近隧道内不良地质体的前兆分析等，
利用常规地质理论、地质作图和趋势分析等，推测开挖工作面前方可能揭示地
质情况的一种超前地质预报方法。
优点：地质调查法不占用施工时间，该方法设备简单（地质罗盘）、操作
方便、预报效率高、效果好、费用低，且能为整座隧道提供完整的地质资料。
缺点：对与隧道交角较大而又向前倾的结构面容易产生漏报，对操作人员
地质知识水平要求较高，一般要求专业地质人员来完成。
2、物探法
2.1电磁波反射法
电磁波反射法超前地质预报主要采用地质雷达法。
中交路桥科技有限公司拥有多套地质雷达，地质雷达探测是利用电磁波在隧道开挖工作面前方岩体中的传播及反射，根据传播速度、反射走时和波形特征进行超前地质预报的一种物探方法。
优点：将发射天线和接收天线集于一体，具有分辨率高、快速、无损、连续检测、实时显示等特点。
在地表探测5～30m范围内的地下地层或地质异常体(溶洞、土洞、断裂、空隙等)反射信号还是比较明显的，也是一种比较理想的手段。
缺点：仪器密封性差，洞内不易防水、防潮、防尘，易造成仪器损坏，特别是没有专门的天线，操作起来费时费力，且效果不好；探测距离太短，一次只能探测5～30m。
隧道内的环境条件与地质雷达的理论基础——半无限空间不吻合，加之洞
内钢拱架、钢筋网、锚杆、钢轨等金属构件的影响，探测结果一般不太理想。
2.2地震波反射法
利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧洞掌子面前方及周围临近区域的地质情况，可以检测出掌子面前方岩性的变化，可以在钻爆法或TBM开挖的隧道中使用，而不必接近掌子面。
该法有效预报距离
100～200m。
优点：适用范围广，适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况。
预报距离长，能预报掌子面前方100～200m范围内的地质状况，围岩越硬越完整，预报长度就越大。
对隧道施工干扰小，它可在隧道施工间隙进行。
提交资料及时，在现场采集数据的第二天即可提交正式成果报告。
缺点：其预报地质体距离掌子面的位置是根据24个爆破孔与接收器之间的弹性波速度的平均值和地质体反射波到达接收器的时间来确定的，由于弹性波速度的差异而导致地质体预报位置与实际情况有所差异。
预报断层、软弱结构面等面状结构反射信号较为明显，对小型溶洞反映不明显。
2.3高分辨直流电法
高分辨直流电法是以岩石的电性差异（电阻率差异）为基础，在全空间条件下建立电场，电流通过布置在隧道内的供电电极在围岩中建立起全空间稳定电场，通过研究地下电场的分布规律，并根据视电阻率分布图预报开挖工作面前方储水、导水构造分布和发育情况的一种直流电法探测技术。
优点：适用于探测地层中存在的地下水位置及含水量大小。
2.4瞬变电磁法
瞬变电磁法是一种时间域的电磁探测方法，介质在一次电流脉冲场激励下会产生涡流，在脉冲间断期间涡流不会立即消失，在其周围空间形成随时间衰减的二次磁场。
二次磁场随时间衰减的规律主要取决于异常体的导电性、体积规模和埋深，以及发射电流的形态和频率。
因此，可以通过接收线圈测量的二次场空间分布形态，了解异常体的空间分布。
优点：由于施工效率高，纯二次场观测以及对低阻体敏感，使得它在当前的煤田水文地质勘探中成为首选方法；
瞬变电磁法在高阻围岩中寻找低阻地质体是最灵敏的方法，且无地形影响；
采用同点组合观测，与探测目标有最佳耦合，异常响应强，形态简单，分辨能力强；
剖面测量和测深工作同时完成，提供更多有用信息。
2.5红外探测法
一切物质，每时每刻都在向外部辐射红外电磁波，并形成红外辐射场。
物质在向外部发射红外辐射的同时，必然会把它内部的信息传递出来，因而根据辐射场的变化，即探测曲线上所出现的异常，可提前发现隐蔽的灾害实体，从而预防灾害的发生。
红外探测就是将红外辐射场理论应用于隧道地质预报中，当隧道外围空间和掘进前方存在隐伏水体或含水构造时，隐伏水体或含水构造产生的异常场就要叠加到正常场上，使隧道内的正常场产生畸变，根据拱顶、隧底、边墙、掌子面探测曲线、测量数据的变化就能确定隐伏水体或含水构造所在空间方位。
红外探水仪
优点：红外探测能准确判断出探测点前方有无水体存在及其方位。
对水体的探测有较高的准确率，属于新技术。
缺点：不能对水量、水压等重要参数进行预报。
对数据采集点的条件要求高，探测数据受影响程度较高，如：受喷射作业后水泥水化热影响；爆破作业后测
线范围内温差明显的影响；测线范围内存在高能热源场（如电动空压机等）的
影响。
3、超前钻探法
在隧道内安放水平钻机进行水平钻进，根据隧道中线水平方向上钻孔资料来
推断隧道前方的地质情况。
地质情况可根据钻进速度的变化、钻孔取芯鉴定、
钻孔冲洗液的颜色、气味、岩粉以及在钻探过程中遇到的其他情况综合判断。
超前钻探施做
优点：可比较直观地告诉我们钻孔所经过部位的地层岩性、岩体完整程度、
裂隙度与地下水情况。
与物探方法相比，它具有直观性、客观性，不存在物探
手段经常发生的多解性、不确定性。
缺点：费用高、占用隧道施工时间长，且资料只是一孔之见（理论上讲，
由于溶洞发育的复杂性、多变性，几个钻孔也难百分之百地把掌子面前方的管道、岩溶提前揭露预报出来）。
遇软弱岩层取芯困难，对岩溶隧道布孔位置带有偶然性，在复杂地质条件
下很难预测到掌子面前方的小断层和贯穿性大节理。
4、超前导坑预报法
超前导坑法是在隧道正洞中某个部位开挖一个断面较小的导坑以探明地质
情况的方法。
该方法较平行导坑法更直接、更准确。
正洞导坑可作为隧道施工
工法的一种，既开挖了隧道，又探明了地质，超前导坑法可分为超前平行导坑
和超前正洞导坑。
优点：平行导坑超前的距离越长，预报也越早，施工中就有充分的准备时间，可以增加工作面，加快施工进度，还可以起到排水减压作用，改善通风条件和
探明地质构造条件的作用。
采用超前平行导坑进行预报比较直观，精度高，预
报的距离长，便于施工人员安排施工计划和调整施工方案。
超前正洞导坑布置
在正洞中，其作用与平行导坑相比，效果更好。
缺点：无论是平行导坑或者是正洞导坑费用都很高，有时候需要全洞进行
平导开挖。
在构造复杂地区准确度不高。
5、数码成像技术
这是一项具有高科技含量和发展前景的技术。
它可利用掌子面超前钻孔或隧洞已开挖段坑壁的画象情报，用计算机数值处理等方法，进行相关处理，就能进行施工阶段围岩级别的判定、掌子面前方地质情况预测。
该方法设备简单，仅仅需要一台或几台较高分辨率的数码相机及相应的附属配件。
该项技术在我国尚处于研究阶段。
