| （四川公路桥梁建设集团有限公司公路 四川成都 610200） 【摘要】本文介绍了隧道地质超前预报 新方法，结合实际工程探讨了运用的方法， 供大家参考。 【关键词】隧道；超前地质预报；地下 工程 1. 前言 隧道掘进的主要难题是了解掌子面前 方地质情况和岩土力学参数。在复杂岩土 条件下进行的地下工程施工越来越多。隧 道轴线的地质界面可能会在施工掘进中发 生严重的问题，如大断裂、塌方、突涌水 等灾害会对隧道施工带来严重的问题和风 险，尤其是当这些风险交叉突发时，问题 会更加严重。隧道掌子面前方地质条件多 变、高的覆盖层和既有稠密的基础设施等 也会导致地面勘查钻孔或地面地球物理探 测预报结果不准确。隧道超前地质预报是 指对隧道开挖掌子面前方的地质情况及不 良地质体的工程性质及位置、产状进行探 测、分析解释及预报。 2. 隧道地质超前预报综述 2.1 隧道地质超前预报的内容 隧道地质超前预报包括如下内容： （1）不良地质预报及灾害地质预报： 预报掌子面前方l5 ～ 100m 范围内有无突 水、突泥、坍塌、有害气体等灾害地质， 并查明其范围、规模、性质，提出施工措 施意见。 （2）水文地质预报：预报洞内涌水量 大小及其变化规律，并评价其对环境地质、 水文地质的影响。 （3）断层及其破碎带的预报：主要预 报断层的位置、宽度、产状、性质、充填 物的状态，是否为充水断层，并判断其稳 定性程度，提出施工对策。 （4）围岩类别及其稳定性的预报：预 报开挖面前方的围岩类别与设计是否吻合， 并判断其稳定性，随时提出修改设计，调 整支护类型，确定二次衬砌时间的意见， 报专家组审批。 （5）查明并预测隧道内有害气体含量、 成分及动态变化。 （6）查明并预测膨胀岩的膨胀力、膨 胀量及主要矿物成分，为工程防治提供可 靠依据。 2.2 隧道地质超前预报的方法 （1）地质分析法 地质分析法是通过对洞内掌子面涌水 量动态变化的长期观测记录，掌握地下水 初期涌水量、衰减涌水量和稳定涌水量的 变化规律，综合分析地层、断层等构造以 及基岩裂隙水的运动特点，查明地下水的 补给、径流及排泄途径，预报未开挖段水 文地质情况。对隧道开挖前涌水景的定量 预测，往往与隧道开挖实际涌水量有一定 的差距，应进行对比分析，总结经验，提 高预报水平。 （2）超前平行导坑预测法 超前平行导坑法是在隧道上导坑或隧 道的附近开挖一平行的小断面导坑，对导 坑出露的地质情况进行地质编录、素描、 做图，综合分析其地层岩性、地质构造、 水文地质情况，根据地质理论预测相应段 隧道的工程地质和水文地质条件，以及可 能发生地质灾害的位置、性质、规模，并 提出防治措施意见。 （3）超前水平钻孔法 用钻探设备向掌子面前方钻探，直接 揭示隧道掌子面前方几十米的地层岩性、 岩体结构、构造、地下水、岩溶洞穴充填 物及其性质、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， 适用于已经基本认定的主要不良地质区段。 超前水平钻孔的方向控制和钻探工艺有一 定的技术难度，对施工干扰大。 （4）地球物理探测法 物理探测法是利用物体物性差异进行 地质判断的间接方法，采用物探技术进行 超前预报的优点是陕速、超前探测距离大、 对施工干扰相对小、可以多种技术组合应 用。几种常见的地球物理探测法为：P 超前 预报系统、负视角度法、水平声波反射法、 地质雷达法、红外探水法、特殊地质的预 测方法等。 3. 某高速公路隧道施工地质超前预报 实倒 3.1 工程概况 某高速公路隧道分为左、右隧道，左 洞洞口附近Ⅱ类围岩采用超前支护和预留 核心土环行开挖，采用挖掘机开挖，里面 的Ⅱ类围岩采用上下台阶开挖，目前下台 阶尚未开挖。右洞采用先开挖先导洞的方 式开挖。其中，II 类围岩初支采用3.5m25 锚杆+250mm 喷砼+150×150mmφ6 钢 筋网， 钢筋隔栅间距0.5—1.0m ；m 类 围岩初支采用3.0m25 锚杆+150mm 喷 砼+150×150mmφ6 钢筋网； Ⅳ 类围 岩初支采用3.0m25 锚杆+100mm 喷砼 +150×150mmφ6 钢筋网。 3.2 隧道区的地质条件 隧道区地貌形态类型为低山丘陵，地 表高低起伏，植被茂盛；山体多陡峻，山 坡坡度一般在30"50。，其表部残积较薄或 基岩裸露。隧道区山前、山坡及山间坳地 分布有第四系的残松散层；山坡和山岗上 的残坡积层，一般较薄，其下为侏罗系上 统西山头组（J3x）地层和侵入岩体花岗岩。 隧道区地质构造发育，总体上受区域地质 构造格局控制，地质构造主要表现形式有： 构造（岩脉）、接触带及节理（裂隙）。构造（岩 脉）、接触带及节理（裂隙）发育带及进出 口段第四系松散层和全、强风化层对本隧 道将产生不利影响。 3.2 隧道区超前地质预报技术 此隧道区主要采用了地质素描法及地 质雷达法等进行超前地质预报，为隧道施 工提供精确的地质资料。 （1）地质素描法 洞内掌子面素描记录表明，隧道围岩 岩性及岩性类别和查明的地质情况基本吻 合，岩性为熔结凝灰岩。其中1 号隧道出 口至洞口有玄武玢岩侵入岩脉，岩脉激励 比较密集，节理间距多在0.3m 以内。由于 暂时没有出现大的断裂构造，所以可以认 为构造运动对洞区及其周围的影响为轻微 级。地下水水量普遍较小，岩体完整性较好， 岩石强度较硬，为硬岩，目前掌子面和开 挖断面能够自稳。左右两洞未见大的不良 地质情况，偶有小的破碎夹层，但对稳定 性影响不大。 （2）地质雷达法 地质雷达法GPGPR（Ground Penetrating Radar）方法是一种用于确定地 下介质分布的电磁波法，类似反射地震勘 探技术，是一种高分辨率探测方法。该方 法是通过天线向地下发射高频电磁波，电 磁波在地下传播，对于不同介质，由于电 磁性质不同，传播特点不一样，当遇至0 存在电性差异介质的界面时，一便发生反 射，并返回为接收天线接收。此段隧道在 开挖过程中所遇破碎带较多，渗水量大， 对隧道施工产生一定影响，为了探明掌子 面前方的工程地质J 隋况，判断前方是否存 在大在含水层，对掌子面前方30.0m 范围 内进行地质雷达探测，采用ZOND-12E 型 地质雷达进行数据采集。发射、接收天线 分别放置在掌子面前方，对掌子上、中部 前方30m 进行探测。由地质雷达测得的数 据可知，在掌子面前方5.0rn 左右区域有较 大裂隙存在，裂隙充填或含水可能性较大， 特别是在掌子面前方靠右区域有不良地质 现象存在的可能，需要引起注意。在掌子 面前方5.0-10.0m 范围内岩性相对较好，探 测没有发现明显不良地质体存在。在15.0m 以后，探测发现不良地质现象的存在，特 别是隧道右侧有不良地质体反应，应注意 裂隙水对施工影响。对拱腰部位的探测没 有发现明显的不良地质现象。 4. 结语 隧道超前地质预报的方法和手段有多 种，以地质编录为基础，针对不同地段地 质情况和预报目的，进行必要的技术经济 比选，选择有针对性、适用性强的方法， 尤其是几种方法的合理组合，能够达到预 报准确、费用最低、占用时间最少的目标。 在施工过程中，合理地运用综合超前地质 预报技术，长短期超前地质预报兼而有之， 搭配进行，对准确制定施工方案、加快施 工进度、确保施工安全起到了积极有效的 作用。 |
| 在线咨询: |
|
| 联系电话: | 18602588568 |
| 投稿邮箱: | bosslunwen@126.com |
| ★诚信★专业★权威★快速★ | |
