引水隧洞施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的探討

張仲靚

（新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，新疆烏魯木齊830000）

長距離引水隧洞具有線路長、深埋較大等特點(diǎn)，因此往往伴隨著地質(zhì)條件復(fù)雜（褶皺、斷層的異常發(fā)育），在施工過程中可能會(huì)遇到斷層破碎帶塌方或涌水、圍巖大變形、巖爆、膨脹巖等誘發(fā)的工程地質(zhì)災(zāi)害，限于現(xiàn)在的技術(shù)水平和各方面條件限制，這些問題在前期勘察階段無法完全查明。通過超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，探測掌子面前方不良地質(zhì)體的位置、產(chǎn)狀及其圍巖的完整性與含水的可能性，及時(shí)預(yù)報(bào)隧洞涌水、突泥等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害。根據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果，可以及時(shí)采取措施，提前做好超前加固及其它跟進(jìn)施工措施，做到科學(xué)、安全、高效掘進(jìn)，預(yù)防各種工程地質(zhì)災(zāi)害造成姿態(tài)失調(diào)、卡機(jī)、埋機(jī)等事件的發(fā)生。

1 預(yù)報(bào)工作的原則

根據(jù)隧洞工程線路長度、地質(zhì)條件等實(shí)際情況，堅(jiān)持超前地質(zhì)預(yù)報(bào)“三結(jié)合”和風(fēng)險(xiǎn)靶段劃分原則，即“地質(zhì)與物探結(jié)合，洞內(nèi)與洞外結(jié)合，長短及不同物探方法結(jié)合”。

1）地質(zhì)與物探結(jié)合。地質(zhì)分析工作是超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的基礎(chǔ)和重要環(huán)節(jié)，在較好了解地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上，才能使物探的解釋結(jié)果更接近真實(shí)情況，大大減少物探多解性帶來的難題，離開了地質(zhì)的物探極易偏離真實(shí)的地質(zhì)，離開了物探的地質(zhì)就很難將施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作細(xì)化。

2）洞內(nèi)外結(jié)合。野外地質(zhì)調(diào)查及已有前期勘探鉆孔與洞內(nèi)地質(zhì)素描和洞內(nèi)預(yù)報(bào)成果相結(jié)合，即宏觀地質(zhì)分析與具體的施工超前預(yù)報(bào)相結(jié)合。

3）長短及不同物探方法結(jié)合。長期超前預(yù)報(bào)探測距離較長，但準(zhǔn)確性稍差，短期超前預(yù)報(bào)探測距離較短，但準(zhǔn)確性較高，兩者的結(jié)合可以取長補(bǔ)短，有效提高超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。

2 預(yù)報(bào)工作的方法

為了保證超長隧洞的施工進(jìn)度和施工安全順利進(jìn)行，該階段在赴內(nèi)地已建和再建施工隧洞調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合該工程特點(diǎn)（超長隧洞、埋深大、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、TBM集群化施工與鉆爆法相結(jié)合、火攻材料難辦等），建議該工程TBM施工隧洞段和人工鉆爆法施工隧洞段均可采用：TST地震波探測、TRT6000地震波探測和SIR3000地質(zhì)雷達(dá)探測相結(jié)合（長、短相結(jié)合）為主，HW-305紅外探水儀探測為輔的方法進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，符合該工程的實(shí)際情況。

1）對(duì)地質(zhì)較簡單的地段，以洞內(nèi)地質(zhì)編錄為主，根據(jù)洞內(nèi)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖體節(jié)理裂隙的發(fā)育程度、地下水分布情況的調(diào)查資料等，分析洞室圍巖的穩(wěn)定性，對(duì)隧洞掌子面前方的地質(zhì)條件進(jìn)行預(yù)報(bào)。

2）對(duì)地質(zhì)條件比較復(fù)雜的地段，如地層分界線、物探異常段、一般性斷層、富水段等，在洞內(nèi)地質(zhì)編錄的基礎(chǔ)上，采用物探超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法（TRT6000地震波探測、TST地震波探測、SIR 3000地質(zhì)雷達(dá)、HW-305紅外探水儀等），對(duì)隧洞掌子面前方的地質(zhì)條件進(jìn)行預(yù)報(bào)。

3）對(duì)地質(zhì)條件特別復(fù)雜的地段，如區(qū)域性斷裂及次級(jí)斷裂、突涌（泥）水段等，在洞內(nèi)地質(zhì)編錄的基礎(chǔ)上，除采用上述物探手段外，必要時(shí)結(jié)合超前水平鉆探進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。

3 預(yù)報(bào)工作的重點(diǎn)及范圍

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)主要針對(duì)工程隧洞TBM掘進(jìn)段和鉆爆開挖段，在掘進(jìn)和開挖過程中通過的不良地質(zhì)段來開展工作。

1）區(qū)域性大斷裂破碎帶、較大次級(jí)斷層破碎帶段。

2）Ⅳ～Ⅴ類圍巖段。

3）跨河和跨較大沖溝段。

4）深埋隧洞段（埋深600～780m）。

5）軟巖變形段及地下水涌水地段。

4 結(jié)語

隧洞超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是保證隧洞施工安全的重要環(huán)節(jié)和重要技術(shù)手段，應(yīng)將其列為隧洞施工的必要工序。隨著新技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，在前期地質(zhì)勘察工作的基礎(chǔ)上，開展施工期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，已經(jīng)成為深埋長隧洞工程建設(shè)中的一個(gè)十分重要的工作。目前國內(nèi)、外絕大多數(shù)深埋長隧洞工程都開展了超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，并取得了可喜的成果。因此，開展本工程復(fù)雜地質(zhì)條件下超長隧洞重大工程的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，對(duì)工程施工前與施工過程中超前預(yù)案、形成有效的地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)技術(shù)及防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)對(duì)策，防止施工中對(duì)人員生命財(cái)產(chǎn)造成威脅，提高施工效率，具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。