巖溶地區(qū)隧道的綜合物探研究論述

杜思思

摘要：在高風(fēng)險(xiǎn)巖溶地區(qū)隧道施工中，如何選擇適宜、最佳的綜合物探技術(shù)成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)。使用適宜的綜合物探技術(shù)能夠極致地發(fā)揮其高效經(jīng)濟(jì)、高效率等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這不僅能夠提高地質(zhì)勘查精度，減少失誤和誤差，還能為高風(fēng)險(xiǎn)巖溶地區(qū)隧道安全施工提供了重要支撐。綜合物探法本身的特點(diǎn)就十分明顯，其能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地反應(yīng)地下情況，測(cè)試過(guò)程簡(jiǎn)單、便捷，且成本較低，因此其廣泛應(yīng)用在各個(gè)方面。采用單一的物探方法對(duì)于部分問(wèn)題的反應(yīng)存在一定偏差，在解讀圖形情況較多、較復(fù)雜時(shí)，容易導(dǎo)致勘探出現(xiàn)失誤和誤差。在隧道巖溶地區(qū)進(jìn)行勘查工作時(shí)，采用長(zhǎng)距離TSP法探測(cè)破碎帶，再結(jié)合短距離紅外探測(cè)法進(jìn)行綜合物探，不僅能夠較好地完成工程中隧道巖溶勘查任務(wù)，而且能夠大大地提高工作效率。通過(guò)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，該方法能夠可靠、準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)巖溶隧道地質(zhì)地各項(xiàng)工作，能夠比較快捷地獲取地質(zhì)信息，對(duì)于預(yù)報(bào)巖溶涌水問(wèn)題具有重要的影響和意義，同時(shí)可以為隧道施工工作提供有效、有參考價(jià)值的資料。

關(guān)鍵詞：綜合物探法；隧道工程；巖溶；勘查

一、引言

目前，在施工之前的勘探工作，具有方便快捷、操作簡(jiǎn)單、成本低廉這些優(yōu)勢(shì)的綜合物探法被廣泛地應(yīng)用，其能夠快速地對(duì)本地區(qū)較大范圍內(nèi)的地質(zhì)體的性質(zhì)進(jìn)行探測(cè)、分析和確定，因此其能夠廣泛應(yīng)用到隧道工程中。對(duì)于單一物探法的多解性問(wèn)題，綜合物探法能夠較好地避免其的發(fā)生，防止其影響最終勘查成果的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性。

本文提到了許多種類的物探技術(shù)，結(jié)合這些技術(shù)，開(kāi)展隧道施工期地質(zhì)災(zāi)害的綜合超前預(yù)報(bào)研究，對(duì)于預(yù)報(bào)大范圍充填溶洞、暗河、特大涌水和探索整治施工技術(shù)、措施的研究具有深刻的意義。

二、綜合物探法的常用方法

1.工程地質(zhì)調(diào)查法

隧道超前預(yù)報(bào)中使用最早的方法是工程地質(zhì)調(diào)查法，其工作原理是：通過(guò)調(diào)查地表和隧道內(nèi)的工程地質(zhì)，然后分析和深入了解隧道所處地段的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，從而能夠準(zhǔn)確地推斷前方的地質(zhì)情況。

2.TSP隧道地震探測(cè)法

TSP技術(shù)是目前比較先進(jìn)的勘測(cè)手段，其已經(jīng)被我國(guó)的鐵路、公路、水利建設(shè)工程中的勘查工作進(jìn)行大范圍的應(yīng)用。TSP技術(shù)能夠預(yù)測(cè)較長(zhǎng)距離的地質(zhì)體，其本身的預(yù)測(cè)精度就比較高，成本較低，時(shí)間短，能夠快速、及時(shí)、準(zhǔn)確地完成工程任務(wù)要求，特別是能夠良好地確定隧道軸線或者近直線的柔軟地質(zhì)體。TSP技術(shù)不能準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)不規(guī)則狀態(tài)下的地質(zhì)缺陷情況或者平行于隧洞軸線的不良地質(zhì)體，探測(cè)其中的地下暗河已經(jīng)受到極大的限制和束縛。通過(guò)各項(xiàng)實(shí)踐證明，維護(hù)T s P技術(shù)的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)距離應(yīng)盡量控制在100m至200m之間

3.紅外探水法

紅外探水法這種技術(shù)，是一種主要以探水為目的的輔助方法。這種方法的原理是：在短距離預(yù)報(bào)的30米范圍之內(nèi)，所有的物體都發(fā)射不可見(jiàn)的紅外線能量，一旦前方有隱伏含水構(gòu)造或有水的時(shí)候，正常場(chǎng)就會(huì)產(chǎn)生畸變：此時(shí)我們繪制相應(yīng)的紅外輻射曲線圖，根據(jù)曲線的趨勢(shì)判斷前方是否含有水。圖3給出了紅外探水測(cè)點(diǎn)布置圖。

紅外探測(cè)的特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)全面探測(cè)，其具體操作簡(jiǎn)捷方便，能預(yù)測(cè)到隧道外圍已經(jīng)前方25米范圍內(nèi)是否存在含水構(gòu)造，而且其測(cè)試時(shí)間段，不占用太多的施工時(shí)間。但這種方法只能測(cè)量是否含有水，至于水量，具體的位置無(wú)法合理測(cè)量

4.地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)法

地質(zhì)雷達(dá)（簡(jiǎn)稱GPR），也稱作探地雷達(dá)，是一種電磁探測(cè)技術(shù)。其主要是通過(guò)利用地下介質(zhì)對(duì)廣譜電磁波產(chǎn)生不同響應(yīng)，觀測(cè)其位移電流的變化，來(lái)確定地下介質(zhì)的分布特征和情況，從而實(shí)現(xiàn)探測(cè)目的。其應(yīng)用范圍涉及公路、鐵路、水電站、煤礦、隧道、礦產(chǎn)資源和考古等各個(gè)領(lǐng)域。

三、綜合物探法的具體應(yīng)用

巖溶隧道的勘查工作主要是要確定水存在的位置、分布以及總體特征。在具體應(yīng)用時(shí)，采用長(zhǎng)距離的TSP法和中距離的紅外探測(cè)法相結(jié)合的方法，彼此互補(bǔ)，能夠有效地預(yù)報(bào)隧道前方可能存在的水體情況。具體的操作方法如下，長(zhǎng)距離可利用TSP地震探測(cè)法預(yù)報(bào)巖溶地質(zhì)地情況和分布狀態(tài)，中距離可利用紅外探水預(yù)報(bào)，并進(jìn)一步確認(rèn)巖溶地質(zhì)，增加探測(cè)的精確度，利用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)法可以明確暗河的走向。通過(guò)大量的實(shí)例證明，該綜合物探法具有極強(qiáng)的可使用性和實(shí)用性，能夠有效、準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)含水構(gòu)造，為開(kāi)鑿、建設(shè)隧道下階段提供了準(zhǔn)確、全面的依據(jù)。

在建設(shè)過(guò)程中宜萬(wàn)鐵路馬鹿箐隧道和渝懷鐵路圓梁山隧道都出現(xiàn)了不同程度的涌水情況。綜合物探法具有方便快捷、操作簡(jiǎn)單、成本低廉的優(yōu)勢(shì)被廣泛的應(yīng)用到施工之前的勘探中，快速的對(duì)本地區(qū)較大范圍內(nèi)的地質(zhì)體的性質(zhì)進(jìn)行確定，在隧道工程中應(yīng)用廣泛。對(duì)于單一物探法的多解性問(wèn)題，綜合物探法能夠較好的對(duì)其進(jìn)行避免，防止其影響最終勘查成果的確定。

在湖北省的黃石市陽(yáng)新縣龍崗鎮(zhèn)郭家沖和郭家壟村之間有一條十分聞名的紫荊山隧道，該隧道為分離式隧道，其左右線全長(zhǎng)分別為2321米和2349米。隧道區(qū)的地貌構(gòu)造十分復(fù)雜，是溶蝕低山丘陵地貌。地理位置水源豐富，位于富水河主流和八湘河支流之前的分水嶺，在鄂東南侵蝕D剝蝕山地余脈越嶺的地段，地勢(shì)相對(duì)較高。同樣也是使用綜合物探法解決問(wèn)題，并且完美竣工。

結(jié)語(yǔ)：要保障隧道施工安全、施工質(zhì)量和進(jìn)度，搞好隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)十分重要。但是受到不同條件的制約，不同的隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)各有所長(zhǎng)也各有不足。

如果地質(zhì)勘探資料齊全，建議采用長(zhǎng)短結(jié)合的綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法。這樣可以提高預(yù)報(bào)精度，提升施工效率，減少誤差，避免傷亡和損失。通過(guò)分析和借鑒巖溶地區(qū)隧道工程地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的成功事例，選擇適宜的綜合物探技術(shù)，能夠有效地發(fā)揮不同的綜合物探方法技術(shù)的不同優(yōu)勢(shì)并相輔相成，如此一來(lái)就進(jìn)一步保障了隧道安全施工。