综合超前地质预报技术在长岭隧道的应用

综合超前地质预报在隧道工程中的应用王浩摘要：新时期发展下我国隧道工程建设水平不断提高，隧道工程为我国交通运输、产业发展等方面奠定了稳定基础。

文章通过对综合超前地质预报进行分析，探讨综合超前地质预报在隧道工程中的应用和实际效果，希望通过文章论述能够为相关工作提供一些帮助。

关键词：综合预报；超前预报；超前地质；隧道工程引言近些年我国西部高速公路建设飞速发展，其中隧道工程数量众多。

重庆地处四川盆地边缘，以山地丘陵为主，地质条件复杂，且地质灾害频发，严重影响隧道施工安全。

通过超前地质预报，查清隧道开挖掌子面前方一定范围内围岩的地质条件，进而预测掌子面前方不良地质的位置、规模，降低地质灾害发生的几率和危害程度。

对初期支护后的隧道进行监控量测，能对围岩的稳定性进行数据化分析。

将两者相结合，相互印证，科学系统地指导施工，确保隧道施工顺利进行。

1综合超前地质预测相关概述我国幅员辽阔，地形、地貌复杂，隧道工程建设已成为铁路、公路、市政、水利等基础设施建设中的核心工程。

其中越来越多的深埋长大隧道正在建设中或已经建成，在这些隧道施工过程中往往会遇到各种复杂的地质情况，如穿越断层破碎带、软弱地层、节理裂隙发育带、岩溶发育段落等不良地质，可能导致塌方、突泥突水等地质灾害，突发重大安全事故，造成经济损失和工期延长。

由于地质勘察手段有限，在隧道勘察设计阶段不能完全探明深埋隧道的地质情况，多数隐伏断层和溶洞都是在隧道开挖后得以揭露。

因此在隧道施工过程中开展超前地质预报工作显得尤为重要，通过超前地质预报，提前较准确地判定地质构造、不良地质体、富水区的位置和规模，以指导施工单位进一步采取措施，确保施工安全。

隧道超前地质预报成果还是隧道动态设计施工的重要依据，根据超前预报结论并结合开挖地质情况，及时调整隧道围岩级别和支护参数，对优化工程设计，节约工程投资有重要意义。

常用的隧道超前地质预报方法主要分为地质方法和物探方法，其中物探方法是根据隧道掌子面前方岩体的物性差异而开展的数据信息化采集、处理和分析的物理探测方法。

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]。

超前地质预报在长大隧道中的应用结合工程实例论述了超前地质预报的目的，并论述了地质调查分析法、物探法、电磁波反射法、红外探测法等探测方法。

标签地质；预报；隧道引言随着国内交通设施建设规模日益扩大，隧道建设也得到了迅猛发展，隧道与其他工程相比较具有隐蔽性、复杂性强，地质条件及周围环境不确定性突出等特点，往往在隧道掘进过程中才能发现不良地质情况，因此常导致塌方、涌水、岩爆等各种地质灾害，不仅会影响工程进度，增加工程造价，甚至会导致事故发生，因此对隧道岩溶的发育情况进行及时准确的预报是保证施工安全、减轻突水、突泥等灾害的有效途径，但由于岩溶的形成、发展和空间分布等受诸多因素影响和控制，导致岩溶的发育虽具有一定的规律性，但其在细观上也有明显地差异性，此即增大了超前预报的难度，因此如何采用单一或综合的方法对岩溶进行超前探测并保证成果的准确性对隧道施工具有非常现实的重要意义。

1 工程概况大独山隧道洞身断层破碎带发育，部分段落处于季节交替带，洞内为人字坡。

该隧道位于地处黔西高原向黔中丘陵过渡地带，属构造剥蚀、溶蚀中低山地貌，根据工程地质及水文地质情况，本隧为岩溶隧道，可溶岩长度为9063m，占全隧长度的76%，隧道最大埋深约380m，洞身断层破碎带发育，发育区域断层7处，物探解译断层11处，可溶岩与非可溶岩接触带6处，下穿暗河１处（位于隧道拱顶上约43m），地表村庄分布广泛，岩溶漏斗发育，隧道通过可溶岩段，岩溶及岩溶水对隧道影响较大，遇到大型岩溶管道及溶洞可能性较大，可能发生突水、突泥现象，地表局部地段发生塌陷，在断层破碎带、可溶岩与非可溶岩接触带多为地下水富集区，易发生突水、突泥、岩溶塌陷，隧道中段洞身埋深大，地应力相对较高，在高地应力下可能发生岩爆。

因此本隧主要风险为塌方，突水突泥，岩爆，危岩落石等风险，为Ⅰ级风险隧道。

2 超前隧道超前地质预报的目的隧道施工超前地质预报是施工安全的保障基础，通过对超前地质预报信息的提取、分析与判断，可针对性的结合地质灾害、结构围岩稳定、涌水、毒害气体检测等，并可进一步查清隧道开挖工作面前方的工程地质和水文条件，保证隧道施工安全，减少因隧道围岩浅埋段发育不规律而造成大面积坍塌和地表塌陷带来的损失；可预测隧道内存在的熔岩空腔、暗流等地质灾害以降低灾害发生的几率和危害程度；可预测隧道掌子面前方岩性变化情况及围岩类别；可预测隧道掌子面前方出现的断层及破碎带发育情况并可为优化工程设计提供地质依据；为编制竣工文件提供地质资料【1】。

100429665/2003/11(02)20162207　Journal of Engi neeri ng Geology　工程地质学报超前地质预报在隧道工程中的应用Ξ吴江滨(北方交通大学隧道及地下工程试验研究中心　北京　100044)摘　要前方地质情况不明常常给隧道施工带来危险,为解决这一问题,超前地质预报工作应运而生。

通过长梁山隧道的工程实践,进一步证明了开展超前地质工作的重要性。

关键词　超前地质预报　隧道　施工中图分类号:P642文献识别码:AAPPL ICATION OF GEOLOGICAL PREDICTION TO TUNNE L ENGINEERING CONSTRUCTIONWU Jiangbin(Research Center of Tunnel and U nderground Engineering,Northern JiaoTong U niversity　Beijing100044)Abstract　A risk will arise from the construction of tunnel if the frontal geologic circumstance is unkonwn.In order to solve this problem,the method for geological prediction is used.The practice of construction of Changliangshan Tunnel has comfirmed the importance of the geological prediction.K ey w ords　G eological prediction,Tunnel,Construction1　引　言定量准确的超前地质预报,是隧道施工地质界尚未攻克的技术难题。

在隧道设计阶段,有关地质资料都是在地面上利用地面勘探、地质调查、钻孔测量和地球物理勘探方法获得的。

浅谈综合超前地质预报在隧道工程中的应用隧道工程作为一种复杂地下工程，开展地质调查工作仅仅采用一种预报方法显然无法满足实际施工要求，因此还需要将多种预报手段有效结合起来，形成综合超前地质预报系统，在优化组合和相互补充下，地质预报精确度、预报成果利用效率也会得到极大提升，并为不良地质地段施工方案设计和优化提供有力数据支撑，同时保证隧道工程施工安全、顺利完成。

基于此，本文对综合超前地质预报在隧道工程中的应用进行分析和探讨。

标签：隧道工程;综合超前地质预报;应用;探讨在隧道工程施工中，容易受到地质勘察精度、工期、经费等因素影响，导致依据勘察资料制定的施工计划无法满足实际施工需要，进而引发隧洞塌方、岩爆涌泥等灾害发生，对隧道工程施工安全和质量构成极大威胁，侧面也反映出实施超前地质预报十分有必要，不仅可以获取详细地质条件状况，指导预防措施提前制定，还能够对现行施工方案进行完善和优化，确保工程施工顺利、高效进行[1]。

本文也联系隧道施工地质灾害预报方法，通过实际工程案例对综合超前地质预报应用及效果进行详尽探讨，也希望文章所阐述内容能够为类似工程提供参考。

1、隧道施工地质灾害预报方法在开展隧道地质调查工作时，可对以下方法进行应用：（1）地质素描，作为最早的超前地质预报方法，对其进行使用可以对隧道地层岩性、结构面产状、出水状态等信息资料进行全面揭露，并且随着开挖面不断延伸，结合已经得到的勘测资料也能够对开挖面前方地质条件进行有效预测，进而为围岩级别改变提供有力数据支撑，并且整个操作十分简单方便，也不会对隧道施工时间进行占用;（2）超前导坑法，对该种方法进行应用可以根据施工平行隧道遇到地质情况，对隧道将会遇到的地质情况进行有效预测，若两平行隧道间距足够小取得应用效果也会更佳;（3）风钻超前探测，通过对风钻进行有效利用，使之通过隧道掌子面钻小孔径浅孔，以对相关地质信息加以掌握，实践应用时也具有操作方便、设备简单和成本低等优势特点，实际操作中还能够与爆破孔进行同时施工;（4）超前钻探，通过钻孔钻进速度测试和钻孔岩心观察，可以对岩体强度、地层岩性、地下水状况等资料进行获取，在水工、公路等隧道中应用较多;（5）TSP203超前地质预报系统，通过对地震波的有效利用，以获取不均匀地层地质变化情况，尤其是在不良地质体定位上，位置判别精度超过90%，并能够对有无地下水、弱富水等进行准确辨识;（6）红外探测，通过HY-303红外探水仪可以对20～30m内地下水状况进行有效探测，若探测范围内存在灾害源，就会产生红外异常场，具有全空间探测、资料分析直观等特点[2]。

超前地质预报在隧道施工中的应用摘要：隧道工程地质情况具有复杂性和不可见性，通过采用超前地质预报，可以减少隧道施工过程中的盲目性，能较好的避免地质灾害的发生。

本文总结了隧道施工中常用的超前地质预报的方法，分析了各种方法的优缺点及其对各种不良地质情况的响应和适宜性，为选择适宜的预报方法提供依据。

在隧道施工中宜采用超前地质综合预报技术，超前地质综合预报应以“地质分析为核心，运用物探与钻探相结合、长距离与短距离相结合、地面与地下相结合、物性参数互补”为原则。

关键词：隧道施工；超前预报；物探法；综合预报1引言我国是一个多山国家,西部腹地更是山岭重重。

伴随着国民经济的飞速发展，大型基础工程设施建设发展迅速，特别是近年来随着西部大开发的深入，铁路、公路工程、水利水电中新建隧道工程规模越来越宏大，而这些隧道工程都具有洞径大、埋藏深、洞线长的共同特点，且往往地表地势险要，洞线通过的地质条件复杂。

隧道施工的主要依据是设计文件，而隧道工程设计的基本依据是地质勘察资料。

勘察设计阶段的工作重点往往关注的是与工程的安全、稳定、经济、运行特点相关的主要地质条件，而对于影响局部施工的小的、局部的地质情况在受自然条件、勘察技术、经济问题的局限勘察设计阶段一般都不要求详细查明。

但一些局部的、分散的、随机的不良地质洞段却是施工最大的安全隐患，主要表现为隧道施工中塌方、突水、涌泥、岩爆、有害气体等地质灾害。

大量的隧道工程建设实践表明，由于前期地质勘测资料的缺陷，给后期施工阶段带来许多预想不到的困难和危害，使施工带有很大的盲目性，一旦发生事故，轻则影响工期，增加工程投资，重则砸毁机械设备，甚至造成人员伤亡，而且事故发生后的处理工作难度较大。

在施工过程中由不良地质体导致隧道修建严重受挫的实例在国内外不乏其例，如2007年8月湖北宜万铁路野三关隧道工程掘进面发生的突水、突泥事故，造成了巨大的人员和财产损失。

因此在隧道施工时，对隧道掘进方向的地质情况通过技术手段进行超前预报、预测，以便提早、及时地采取有效的施工方法，就显得尤为重要。

交通世界TRANSPOWORLD收稿日期：2019-04-26作者简介：张勇（1981—），男（土家族），贵州贵阳人，高级工程师，硕士，研究方向为隧道检测、监控量测、地质预报。

综合超前地质预报技术在隧道施工中的应用张勇（贵州宏信创达工程检测咨询有限公司，贵州贵阳550014）摘要：介绍了综合超前地质预报原则以及几种隧道综合超前地质预报方法，并分析了超前地质预报的主要内容和工作方法。

然后以加里东期工程为例，使用综合超前地质预报技术对此隧道工程进行断层预测。

通过制订并实施预报方案，预测出断层的具体位置和情况，而在其后的实际开挖中，对预测结果进行了验证，表明此预报技术准确性较高，可以促进施工作业的顺利实施。

关键词：综合超前地质预报技术；隧道施工；断层预测中图分类号：U455.4文献标识码：B0引言隧道地质地形条件复杂，对铁路、公路施工造成影响，另外施工中还要考虑自然灾害对工程的不利影响，采取必要的防护措施。

因此，隧道施工中要严格规避各种不利风险。

当前，综合超前地质预报技术在隧道施工中得到越来越普遍的应用，基于地质预报的准确性，使得工程的风险因素得到合理的控制，有利于保证施工的顺利进行，并严格控制工程质量，为工程建设提供了可靠的保证。

1综合超前地质预报的原则隧道施工技术的发展也促进了预报手段的提高，从传统的单一地质分析发展为地质分析与物理探测相结合的综合预报手段，确保了隧道工程进度与质量。

当前综合超前地质预报技术在隧道施工中的应用较广，根据综合预报结果，可以制订相关的解决方案。

综合超前地质预报坚持“物探先行、综合验证、有掘必探、先探后掘”的方针，主要包括以下方面。

（1）水文地质勘察与物探相结合将水文地质的实际勘察结果与物探技术所获得的数据进行比较与分析，得出施工地的实际情况，从而掌握隧道掌子面前方的水文地质情况，为工程提供参考。

（2）地面与地下、洞内与洞外相结合这种方式可以将隧道内外部施工环境的地质地貌情况进行详细分析，保证在后期进行物探预报时，能够根据已有的预报情况进行地质情况的预测，地面与地下、洞内与洞外的结合预报，能够在一定程度上提高预报的准确性。

130总471期2018年第21期（7月 下）0 引言社会的发展与进步，基础建设工程数量持续增加，隧道工程因此也被大量的建设，并且逐渐向埋深大、长度长的方向发展。

隧道工程中，因为受到了地质条件、施工因素等多个方面的影响，导致了在施工的过程中容易与设计方案存在一些偏差，导致了很多隧道工程中都不可避免地存在涌水、涌泥的情况，对整个工程安全造成极为严重的影响。

在工程实践中，需要优先考虑到可能存在的灾害问题，并且及时的进行分析研究，以将风险降到最低。

1 TSP 基本原理TSP 技术的工作原理就是在施工中根据要求需要在左右墙体位置处设置24个炮点，并且装入少量的炸药来产生地震波。

在岩体结构上，地震波通过都会以球面型的方式传播出去，一旦遇到了岩体结构部分就会发生反射，紧接着将信号传输到另外一侧介质内。

反射之后的地震信号被工作人员的检波器接受，这部分信号数据偶读是原始的TSP 数据，在系统中将所有数据进行处理，可以获取整个隧道工程的地质信息，可以准确地进行施工[1]。

2 TSP 技术在隧道工程中的应用2.1 工程概况某高速公路的隧道埋深达到了80m 以上，最深处为145m ，并且整个施工的过程中总计出现了8次突泥涌水的情况，根据工程的实际情况选择使用地质钻探、TSP 法进行检测，从而可以更加准确地获取施工数据信息。

经过发现，该区域属于剥蚀分化地貌，地质环境也比较复杂，地形条件变化较大。

2.2 TSP 探测工程开始之前，应该先运用TSP 超前地质预报技术对D2K194＋690～D2K194＋810位置实施探测，并且在D2K194＋633位置处设置检波器来获取最终的信息。

为了全面提升预测结果的准确性，可以选择使用灵敏度更高的三分量（x-y-z 分量）来接收信息数据。

通过系统进行数据处理之后就可以在计算机中显示出深度偏移图、反射提取图以及结果的2D 图。

隧道围岩分级中，需要充分考虑到具体岩石特性以及物理性质，还要了解地下水的分部情况。

超前地质预报技术在隧道施工中的应用一、引言隧道施工作为一项综合性大型工程，在建设过程中所面对的地质条件多种多样，极易带来巨大的风险和损失。

因此，超前地质预报技术在隧道施工中得到了越来越广泛的应用，它能帮助工程团队及时发现隧道施工中可能出现的地质灾害，从而采取相应措施加以应对。

二、研究背景隧道施工中的地质灾害是由随机变化的地质构造和地质体性质以及施工工艺等因素综合作用引起的，具有不确定性和难以预测性。

在以往隧道施工中，因为不能准确预测隧道所在地的地质状况而导致了许多任务滞后、突发事件难以控制的情况。

超前地质预报技术是一种可以将地质情况在所需时间内预报的方法，能够提高施工过程中地质预报的精度，为施工提供更多的信息并减少风险，同时也为隧道施工的进展提供了科学化的方案指导以及参考意见。

三、超前地质预报技术的应用1.实时监测技术在隧道施工过程中，实时监测技术可以通过现场观测、数据记录以及数据分析等方式，及时识别出地质变化和隧道内部的稳定性情况，帮助工程团队提前预计和解决地质问题。

实时监测技术可以使用遥感、激光测量、地下水位监测等多项技术手段实现，既可以监测现场状况，也可以提供数据参考。

2.先进的地质探测器超前地质预报技术越来越注重提高观测技术和方法，同时应用先进的地质探测器也是其应用的重要方面之一。

各种地质探测器的出现极大地拓宽了隧道施工工程地质预报的思路，大大提高了地质探测的能力，从而为隧道施工过程中的地质探警告提供更加准确和完善的信息支持。

3.高分辨率地质发掘技术高分辨率地质发掘技术具有高精度和多参考性等特点，可以将地质发掘的范围、深度等进行准确评估，同时提供详细的地质信息，从而帮助工程团队更快、更准确地完成地质数据收集、评估、分析等工作。

高分辨率地质发掘技术的应用可以使施工方便捷，并且将工程风险升到最小值。

四、未来展望技术的更新换代不是一日之功，超前地质预报技术在隧道施工中的运用还存在许多问题和挑战。