38 TSP超前地质预报

文章编号：1009-6825（2012）31-0180-03隧道施工超前地质预报技术研究★收稿日期：2012-08-25★：西气东输二线管道工程，中国石油天然气集团公司重点工程资助项目（项目编号：S2006-72E ）作者简介：董君（1982-），男，工程师；陈海鹏（1980-），男，工程师；唐鹭（1984-），女，助理工程师董君陈海鹏唐鹭（中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川成都610041）摘要：针对隧道施工中各种超前地质预报技术进行了研究与分析，总结了在不同地质条件下最适用的超前预报法；并且对各种预报手段进行优化组合、相互补充，以提高预报精度，确保隧道施工快速、安全、科学、经济。

关键词：超前地质预报技术，超前钻探法，物探法，地质雷达中图分类号：U456．3文献标识码：A1超前地质预报技术的必要性随着我国国民经济的快速发展和隧道工程技术的日益进步，目前，隧道越建越长，在复杂地质条件下修建的隧道越来越多，隧道施工中遇到的问题也愈加复杂，由此而来的隧道洞内塌方、涌水、涌泥、涌砂、岩爆、瓦斯爆炸等灾害时有发生。

为保证隧道施工的安全和高效，超前地质预报技术的应用至关重要。

超前地质预报具有非常重要的意义，通过超前预报技术掌握掌子面前方不良地质体的位置、产状、围岩结构的完整性及含水的可能性，为正确的选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方案等提供依据，并且为塌方、涌水、突泥、突气等事故的发生做好预报；因此该技术保证了隧道施工的安全科学性，提高了工作效率、节省了投资。

2隧道超前地质预报的主要方法目前，隧道超前地质预报可采用地质素描、超前钻探法、物探法。

隧道施工过程中这些方法应综合运用，相互补充。

表1为隧道超前地质预报的方法。

表1隧道超前地质预报的方法预报方法备注地质素描隧道内地质素描适用于各种地质条件超前钻探法物探法超前地质钻探富水软弱断层破碎带、富水岩溶发育区、瓦斯、重大物探异常段等加深炮孔探测富水岩溶发育区地震波反射法（TSP ）划分地层界线、查找地质构造、不良地质体厚度和范围地质雷达法岩溶、断层破碎带、软弱夹层红外探测水体探测2．1地质素描地质素描是地质超前预报采用的一种基本方法，在隧道设计的各个阶段均要采用此方法。

• 根据上述超前预报结果，现场采用了相应 的处理措施，避免了突水事故的发生，减 少施工支出2300万元。
3、不可溶性岩地区含水构造裂隙预测
——浙江台缙公路苍岭隧道含水构造预测
• 苍岭隧道于隧道左线发生的突水。突水首 先在掌子面的左上拱角的施工钻孔处发生， 具有一定的承压性，水质清澈，无泥沙等 物质。为了保证隧道施工的安全，对掌子 面前方进行了超前地质预报。
• 采用的手段：
工程地质调查 TSP-203超前预报探测 超前水平钻
工程地质调查和超前钻孔结论
• 根据现场工程地质调查，该段围岩是不溶于 水的凝灰岩。 • 控制性的构造是在现代构造应力场的作用下， 发生张性变化的、延伸很长的剪性节理。 • 超前钻孔中涌出的地下水干净不含杂质，水 明主要深深留作用形成的裂隙水。
国外安伯格 TSP203
TGP12隧道地质超前预报系统的接收传感器
三分量精密高保真的性能，保证地震波信息采集
TGP 型预报仪器采用进口减震包装箱
TGP 型预报仪器采用进口减震包装箱
• TGP观测布置与采集技术
4个接收孔的布置
2个接收孔的布置
炮检互换方式
空间相关归位
TGP采集技术
• 激发 激发孔充水 产生高频波 激振力强 降低管波干扰
安装炸药
少量炸药开路触发方式 克服雷管延时误差
爆炸孔水柱
• 3）地质雷达超前探测
地质雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR) 方法是一种用于探测地下介质分布的广谱电磁技 术。一套完整的地质雷达通常由雷达主机、超宽 带收发天线、毫微秒脉冲源和接收机以及信号显 示、存贮和处理设备等组成。
TSP-203+超前地质预报系统采集的SV波速分布图

浅谈隧道施工过程中超前地质预报的方法与原理摘要：在隧道施工中，对掌子面前方的地质条件和可能的的地质灾害开展超前地质预报，将对隧道的正常施工和顺利贯通发挥举足轻重的作用。

成功的预测促使施工及时采取应对措施，防范于未然；反之，则往往在突发的地质灾害面前束手无策，使施工遭受重大挫折。

本文通过对tsp 地质超前预报法、地质雷达法、红外线超前探水法、超前水平钻探、掌子面工程地质编录预测预报法等地质预报的方法和原理进行概述以到达更好地预测隧道掌子面前方地质情况，确保施工安全、正确指导施工。

关键词：隧道；地质超前预报；tsp；地质雷达abstract: in the tunnel construction on the tunnel face in front of the geological conditions and possible geological disasters to carry out geological prediction, will tunnel the normal construction and smoothly through to play a pivotal role. successful prediction prompted the construction of timely response measures, and preventive measures; the contrary, are often helpless in the face of sudden geological disasters, construction suffered a major setback. in this paper, the tsp geological advanced prediction method, ground penetrating radar method, infrared advanced exploration water act, geological forecasting methods and principles of advanced horizontal drilling, tunnel face engineeringgeological record forecasting method outlined in order to reach better predict the tunnel shod front side of the geological conditions to ensure construction safety, the right to guide the construction.keywords: tunnel; geological advanced prediction; of tsp; geological radar中图分类号： u45文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）引言：全面、完善、扎实的做好隧道施工超前地质预报工作既是设计单位及时进行动态设计的基本依据，又是指导隧道施工正确决策、保证隧道施工安全、提高工程设计和施工质量、减少和杜绝突发地质灾害发生的有效和必要的隧道工程施工的基础性工作。

铁路隧道工程地质灾害的超前预报及预案措施1.超前地质预报针对本线隧道具体的工程特点，拟采用地貌、地质调查与地质推理相结合的方法，进行定性预测。

超前地质预报工作方法主要包括：直接预报、物探预报、地质物探综合分析预报。

（1）直接预报（2）水平钻探在隧道内安放水平钻机或风钻进行水平钻进，根据钻孔资料来推断隧道前方的地质情况。

水平钻孔主要布置在开挖面及其附近，既可在超前导洞内布置钻孔，也可在主洞工作面上进行钻探，用以获得准确可靠的地质资料，确保施工组织。

（3）超前导坑平行导坑与正洞平行，断面小且和正洞之间有一定距离，通过对导坑开挖中遇到的构造、结构面或地下水等情况作地质记录与分析，进而对正洞地质条件进行预报。

（4）正洞地质编录与预报隧道施工中，及时对其开挖面(掌子面、边墙面和拱顶面)上的各种地质现象进行测绘和记录，利用已挖洞段地质情况来预报前方可能出现的不良地质现象。

（5）物探方法隧道内仪器超前探测是在隧道中使用探测仪器进行探测，主要方法有：弹性波法、地质雷达技术、红外探测法。

其中弹性波法包括TSP系列隧道地震探测、地震负视速度法、浅层地震仪、水平声波剖面法等。

（6）地质物探综合分析法为提高隧道超前预报水平，提高预报准确度，将地质调查方法与多种物探方法有机结合起来，对地质物探资料进行系统处理和综合分析。

地质物探综合分析法的工作内容主要为：将隧道围岩描述、围岩监测、水文地质监测、施工地质测绘、围岩类别判别等常规地质预报和超前地质勘探、超前仪器现场量测、不良地质体长距离预报等相结合，进行相应的地质、测试资料分析和成果整理等工作，做出超前地质预报。

（7）地质超前预报的要点对区域地质、工程地质资料进行充分的研究，必要时进行地表补充测绘和勘探，分析主要工程地质问题、主要地质灾害隐患及其分布范围、在隧道内揭示的大致里程，制定预报方案。

根据地质灾害对隧道的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分级，不同类型和级别的地段采用不同的预报手段。