淺談綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)在隧道工程中的應(yīng)用

王嵐

【摘要】隧道工程作為一種復(fù)雜地下工程，開展地質(zhì)調(diào)查工作僅僅采用一種預(yù)報(bào)方法顯然無法滿足實(shí)際施工要求，因此還需要將多種預(yù)報(bào)手段有效結(jié)合起來，形成綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，在優(yōu)化組合和相互補(bǔ)充下，地質(zhì)預(yù)報(bào)精確度、預(yù)報(bào)成果利用效率也會(huì)得到極大提升，并為不良地質(zhì)地段施工方案設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供有力數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)保證隧道工程施工安全、順利完成?；诖?，本文對(duì)綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)在隧道工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析和探討。

【關(guān)鍵詞】隧道工程;綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào);應(yīng)用;探討

在隧道工程施工中，容易受到地質(zhì)勘察精度、工期、經(jīng)費(fèi)等因素影響，導(dǎo)致依據(jù)勘察資料制定的施工計(jì)劃無法滿足實(shí)際施工需要，進(jìn)而引發(fā)隧洞塌方、巖爆涌泥等災(zāi)害發(fā)生，對(duì)隧道工程施工安全和質(zhì)量構(gòu)成極大威脅，側(cè)面也反映出實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)十分有必要，不僅可以獲取詳細(xì)地質(zhì)條件狀況，指導(dǎo)預(yù)防措施提前制定，還能夠?qū)ΜF(xiàn)行施工方案進(jìn)行完善和優(yōu)化，確保工程施工順利、高效進(jìn)行[1]。本文也聯(lián)系隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)方法，通過實(shí)際工程案例對(duì)綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)用及效果進(jìn)行詳盡探討，也希望文章所闡述內(nèi)容能夠?yàn)轭愃乒こ烫峁﹨⒖肌?/p>

1、隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)方法

在開展隧道地質(zhì)調(diào)查工作時(shí)，可對(duì)以下方法進(jìn)行應(yīng)用：（1）地質(zhì)素描，作為最早的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，對(duì)其進(jìn)行使用可以對(duì)隧道地層巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、出水狀態(tài)等信息資料進(jìn)行全面揭露，并且隨著開挖面不斷延伸，結(jié)合已經(jīng)得到的勘測資料也能夠?qū)﹂_挖面前方地質(zhì)條件進(jìn)行有效預(yù)測，進(jìn)而為圍巖級(jí)別改變提供有力數(shù)據(jù)支撐，并且整個(gè)操作十分簡單方便，也不會(huì)對(duì)隧道施工時(shí)間進(jìn)行占用;（2）超前導(dǎo)坑法，對(duì)該種方法進(jìn)行應(yīng)用可以根據(jù)施工平行隧道遇到地質(zhì)情況，對(duì)隧道將會(huì)遇到的地質(zhì)情況進(jìn)行有效預(yù)測，若兩平行隧道間距足夠小取得應(yīng)用效果也會(huì)更佳;（3）風(fēng)鉆超前探測，通過對(duì)風(fēng)鉆進(jìn)行有效利用，使之通過隧道掌子面鉆小孔徑淺孔，以對(duì)相關(guān)地質(zhì)信息加以掌握，實(shí)踐應(yīng)用時(shí)也具有操作方便、設(shè)備簡單和成本低等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，實(shí)際操作中還能夠與爆破孔進(jìn)行同時(shí)施工;（4）超前鉆探，通過鉆孔鉆進(jìn)速度測試和鉆孔巖心觀察，可以對(duì)巖體強(qiáng)度、地層巖性、地下水狀況等資料進(jìn)行獲取，在水工、公路等隧道中應(yīng)用較多;（5）TSP203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，通過對(duì)地震波的有效利用，以獲取不均勻地層地質(zhì)變化情況，尤其是在不良地質(zhì)體定位上，位置判別精度超過90%，并能夠?qū)τ袩o地下水、弱富水等進(jìn)行準(zhǔn)確辨識(shí);（6）紅外探測，通過HY-303紅外探水儀可以對(duì)20～30m內(nèi)地下水狀況進(jìn)行有效探測，若探測范圍內(nèi)存在災(zāi)害源，就會(huì)產(chǎn)生紅外異常場，具有全空間探測、資料分析直觀等特點(diǎn)[2]。

2、實(shí)際工程案例分析

2.1工程概況

安六鐵路全線總長為117.86km，全線設(shè)置隧道超過60座，并且隧道所處區(qū)域地質(zhì)條件十分復(fù)雜，在進(jìn)行隧道工程建設(shè)時(shí)對(duì)地質(zhì)雷達(dá)、地質(zhì)素描、超前鉆探等預(yù)報(bào)手段進(jìn)行綜合應(yīng)用，并形成一套較為完整的綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)體系，在施工方案科學(xué)制定、保證施工進(jìn)度、安全和質(zhì)量方面起到十分重要的作用（3）。

2.2實(shí)施方案

該隧道工程實(shí)施綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)流程如下：

（1）開挖圍巖研究，作為綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)第一步，通過該項(xiàng)工作有效開展可以對(duì)區(qū)域地質(zhì)資料進(jìn)行有效收集，并結(jié)合所得信息資料對(duì)隧道設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和分析，然后進(jìn)行宏觀地質(zhì)預(yù)報(bào);（2）地質(zhì)素描，通過這一方法應(yīng)用可以對(duì)地質(zhì)素描圖進(jìn)行繪制，并實(shí)現(xiàn)開挖面短距離內(nèi)巖體穩(wěn)定性分析，進(jìn)而繪制前方地質(zhì)變化趨勢(shì)預(yù)測報(bào)告;（3）TSP203宏觀探測，對(duì)這一長距離地面預(yù)報(bào)方法進(jìn)行使用，可以對(duì)隧洞前方150m以內(nèi)不良地質(zhì)進(jìn)行預(yù)報(bào)，所得結(jié)果受施工干擾也比較小;（4）紅外探測，通過紅外探水儀可以對(duì)隧道不良地質(zhì)段和含水地質(zhì)段進(jìn)行探測，進(jìn)而得出前方是否存在水體準(zhǔn)確結(jié)論;（5）判斷和驗(yàn)證預(yù)報(bào)，結(jié)合所得素描預(yù)測報(bào)告，對(duì)探測結(jié)果與設(shè)計(jì)文件進(jìn)行比較分析，如果結(jié)論一致就可以按照設(shè)計(jì)文件進(jìn)行施工，若存在差異則需要使用超前鉆探進(jìn)行驗(yàn)證，在完成鉆孔取樣以后，對(duì)地層變化、含水量等信息加以判斷，同時(shí)核實(shí)圍巖分級(jí)，以為工程措施科學(xué)制定提供有力支撐。

2.3地質(zhì)預(yù)報(bào)成果

該隧道工程進(jìn)行長地隧道開工時(shí)共實(shí)施23次TSP和125次地質(zhì)雷達(dá)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，并根據(jù)郎節(jié)壩隧道和上寨隧道地震波反射信號(hào)分辨力情況，將TSP預(yù)報(bào)距離控制在80～100m之間，超前鉆探也實(shí)施了20次，發(fā)現(xiàn)長地隧道出口向前掘進(jìn)至DK65+337處圍巖情況與設(shè)計(jì)文件不相符合，通過對(duì)DK65+340處進(jìn)行超前鉆探及雷達(dá)探測，將圍巖等級(jí)定性為V級(jí)，并對(duì)施工支護(hù)方案進(jìn)行調(diào)整和完善，有效保證了施工順利和安全。對(duì)蓮花山隧道進(jìn)行開工時(shí)實(shí)施了21次TSP和104次地質(zhì)雷達(dá)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)及19次超前鉆探，發(fā)現(xiàn)該隧道出口至DK78+660處時(shí)，掌子面開挖巖層為灰?guī)r，并且存在裂隙水和局部夾泥量較多的情況，與原設(shè)計(jì)文件提出的IV級(jí)圍巖不相符合，對(duì)該段圍巖進(jìn)行超前鉆探驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)DK78+660～DK78+635范圍巖體較破碎，且有突進(jìn)，經(jīng)開挖驗(yàn)證為巖溶發(fā)育區(qū)，泥質(zhì)填充，將之定性為V級(jí)，并對(duì)施工支護(hù)參數(shù)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，對(duì)開挖掌子面也采取了加強(qiáng)支護(hù)參數(shù)的措施，進(jìn)而有效防止隧道內(nèi)涌水涌泥災(zāi)害發(fā)生（4）。

結(jié)語：

在本文中，對(duì)綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)在隧道工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析，主要是從隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)方法展開。綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作為隧道工程中一道重要施工工序，做好該項(xiàng)工作可以對(duì)現(xiàn)場開挖實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行了解和評(píng)估，進(jìn)而提高預(yù)測準(zhǔn)確性，同時(shí)也為隧道工程施工方案制定和優(yōu)化提供有利參考，進(jìn)而保障施工順利、安全和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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