研究綜合物探方法在鐵路隧道超前預報中的應(yīng)用

高軍 王更峰 林曉 游國平 李俊 王輝麟 焦全福 孫冠華 劉俊 楊君華 羅輝 高峰 劉福春 王曉康 楊超 劉素云 張遠征 紀常永

摘要：隧道超前預報受效率、工期等多項因素影響，傳統(tǒng)鉆探法應(yīng)用具有很多局限性，可見，對綜合物探技術(shù)進行超前預報意義重大。下面，針對綜合物探方法在鐵路隧道超前預報中應(yīng)用進行探討，希望文中內(nèi)容對相關(guān)工作人員有所幫助，促進行業(yè)問題發(fā)展。

關(guān)鍵詞：綜合物探方法;工程施工;鐵路隧道;工程質(zhì)量

針對鐵路隧道工程局施工情況，在不同工程施工情況下，對不同物探方法進行應(yīng)用，能夠?qū)Φ刭|(zhì)情況進行這對行的預測預報，從而為日后施工作業(yè)順利開展提供支持，提高工程質(zhì)量。

1 鐵路隧道超前預報任務(wù)

隧道地質(zhì)預報在鐵路工程中的發(fā)揮著關(guān)鍵作用，做好預報工作不僅可以確保工程施工安全性，而且能夠提高工程質(zhì)量，是確保鐵路隧道工程建設(shè)順利開展的一項重要手段。超前預報工作開展時，要求工作人員通過推斷發(fā)對地巖石周圍具體變化趨勢進行明確，采取用綜合物探法時，實現(xiàn)對圍巖情況的預測，對可能出現(xiàn)的事故的場所和類型進行判斷，然后依據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題，采取相應(yīng)措對出現(xiàn)問題進行解決，確保施工作業(yè)順利開展[1]。從目前情況來看，不良地質(zhì)涉及到的范圍十分廣泛，主要包括的內(nèi)容有溶洞、破碎帶、富水帶等，上述各個位置特點、性質(zhì)都是超前預報作業(yè)開展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵依據(jù)，而且也會對超前預報最終結(jié)果造成一定影響[2]。此外，地質(zhì)推斷和分析會存在各種不同類型災(zāi)害，這也是地質(zhì)超前預報中的重要環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)能夠為后續(xù)施工作業(yè)開展提供相應(yīng)依據(jù)。超前地質(zhì)預報任務(wù)與相互關(guān)系如圖1所示。

2 應(yīng)用綜合物探方法必要性

隧道超前預報期間常用的物探方法有地質(zhì)雷達法、地震波反射法、瞬變電磁法等多種不同方法，考慮到物探法在具體應(yīng)用過程中具有多解性和局限性，不同方法在應(yīng)用時的特點如表1所示。采用綜合物探法進行預報，能夠?qū)崿F(xiàn)對不同方法對預結(jié)論進行合理分析，通過不同方法相互驗證，與勘察成果進行合理結(jié)合，精準判斷作業(yè)面前方具體情況，從而使預報精準率能夠得到進一步提高，為后續(xù)相應(yīng)施工作業(yè)開展提供支持。

3 綜合物探預報法具體應(yīng)用實例探討

3.1 工程概況

某鐵路隧道工程全長為23104.5m，最大埋深為1452.4m，工程為雙洞單線隧道，工程所在區(qū)域內(nèi)地質(zhì)活動十分頻繁，構(gòu)造復雜。以隧道工程中的2號斜井為例，對隧道工程具體情況進行全面分析，該斜井底層主要以灰?guī)r為主，地層整體滲透性良好，在實際具體分析過程中，通過對不同方法進行應(yīng)用，采取綜合物探預報方法完成相應(yīng)分析工作。

3.2 綜合物探法的應(yīng)用

3.2.1 TSP方法

通過對TSP法對工作面里程XK1J0+720情況進行預報，依據(jù)預報結(jié)果對XK1J0+700～+685段節(jié)理裂隙、溶蝕裂隙的實際發(fā)育情況進行合理推測，圍巖整體穩(wěn)定性差，含水性高，在具體施工過程中，受工程所在區(qū)域具體情況影響，容易出現(xiàn)拱部掉塊、塌方、涌水等各種事故，這不僅會造成經(jīng)濟損失，甚至會造成人員給傷亡[3]。在施工開展前，制定好相應(yīng)施工方案，依據(jù)方案開展施工，能夠避免發(fā)生事故，降低經(jīng)濟損失，以及人員傷亡[4]。

3.2.2 瞬變電磁法

預報作業(yè)面里程為XK1J0+741，依據(jù)電阻率具體剖面對工程段情況進行全面勘察，依據(jù)勘察結(jié)果完成相應(yīng)分析工作，通過分析可以發(fā)現(xiàn)XK1J0+698～+668段存在低阻異常區(qū)域，通過對異常區(qū)域位置進行分析確定，該區(qū)域的位于隧道斷面通過位置區(qū)域右側(cè)，最終推測該段圍巖富水、圍巖破碎。

3.2.3 地質(zhì)雷達法

通過對瞬變電磁法和TSP法進行應(yīng)用獲取到相應(yīng)結(jié)論，當隧道工程施工期間，將隧道挖到XK1J0+701時，工作人員在利用地質(zhì)雷達法完成相應(yīng)預報作業(yè)，依據(jù)預報結(jié)果完成對XK1J0+698～+690段圍巖情況的推測，確定該段為圍巖破碎，節(jié)理裂隙或溶蝕裂隙發(fā)育，該區(qū)域內(nèi)存在含水、溶槽、溶腔等。

在具體作業(yè)開展期間，采取上述3中不同類型的物探方法，通過對長距離預報對短距離預報進行指導，而利用短距離預報對長距離預報進行驗證，不同類型的方法在具體應(yīng)用過程中可以相互補充、印證，從而為后續(xù)施工作業(yè)順利開展提供指導，提高工程施工質(zhì)量[5]。結(jié)合前期勘察地質(zhì)資料內(nèi)容，綜合分析確定斜井XK1J0+698～+690段巖性為灰?guī)r，圍巖破碎，并且局部存在溶槽、溶腔等問題，圍巖整體穩(wěn)定性差，為了提高工程質(zhì)量，在施工期間要加強支護，采取合理措施完成排水作業(yè)。經(jīng)過后開挖驗證，在XK1J0+695下臺階左右兩側(cè)出現(xiàn)了大量涌水問題，裂隙發(fā)育情況、圍巖破碎、局部溶縫與預報獲取到的相應(yīng)結(jié)論高度溫度。在實際施工作業(yè)開展期間，通過對預報數(shù)據(jù)的應(yīng)用，施工單位制定了合理排水設(shè)施，在工程施工中，能夠?qū)⒐こ虆^(qū)域內(nèi)的技術(shù)及時排出到工程外，避免技術(shù)對工程施工作業(yè)開展造成不良影響，保證工程施工作業(yè)順利進行。

4 結(jié)語：

鐵路隧道超前預報中對綜合物探法進行應(yīng)用，不同方法在應(yīng)用期間可相互印證，對各種方法進行應(yīng)用，通過綜合方式完成相應(yīng)分析工作，這能夠為鐵路隧道作業(yè)面前方圍巖水文地質(zhì)和工程地質(zhì)，以及不良地質(zhì)規(guī)模和位置具體情況進行精準預報，為后續(xù)施工開展提供支持與指導。

參考文獻：

[1]張凱軍.淺談TSP法在鐵路隧道超前地質(zhì)預報中的應(yīng)用[J].江西建材，2021（03）：94-95+97.

[2]梁策，蘇靖棋，安哲立.隧道超前地質(zhì)預報預警判識方法研究[J].鐵道建筑，2021，61（01）：61-64+77.

[3]張龍.鐵路隧道斷層破碎帶超前地質(zhì)綜合預報應(yīng)用——以浦梅鐵路蓮花山隧道F_（14）斷層預報為例[J].鐵道勘察，2020，46（04）：54-58+79.

[4]李枝文.綜合物探方法在天然氣高瓦斯隧道超前地質(zhì)預報中的應(yīng)用[J].能源與環(huán)保，2020，42（06）：90-93+98.

[5]趙越.探究高風險鐵路隧道超前地質(zhì)預報對隧道建造成本的影響[J].今日財富，2020（01）：122-123.

1.國鐵集團武廣高鐵公司 湖北武漢 430012;2.中鐵十一局集團有限個 湖北武漢 430016;

3.中國石油大學（北京）北京昌平 100081;4.中國鐵道科學研究院 北京海淀 100083;

5.中國科學研究院武漢巖土力學研究所 湖北武漢 430037;6.華中科技大學 湖北武漢 430076;

7.中鐵第四勘測設(shè)計院有限公司 湖北武漢 430021;8.河北華虹工程材料有限責任公司 河北衡水 053000;

9.中鐵三局集團第二工程有限公司 河北石家莊 050000