隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)和方法

肖 峰

（山西運(yùn)城路橋有限責(zé)任公司，山西 運(yùn)城 044000）

隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)和方法

肖 峰

（山西運(yùn)城路橋有限責(zé)任公司，山西 運(yùn)城 044000）

隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)是防止隧道開挖突發(fā)性災(zāi)害、保證施工工期、及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)、保證施工質(zhì)量和控制隧道建設(shè)成本的有效手段。在施工階段采用短時(shí)間對(duì)巖體進(jìn)行物理探測，通過各種信息來判斷巖體特征的物理探測方法。

地質(zhì)超前預(yù)報(bào)；地質(zhì)判斷

1 前言

某隧道地處秦嶺褶皺帶，構(gòu)造形跡復(fù)雜，雖然隧道全線未見構(gòu)造形跡，但該隧道進(jìn)山口段圍巖為中生界二長花崗巖，巖石全風(fēng)化到強(qiáng)風(fēng)化，風(fēng)化層厚度大，嚴(yán)重影響圍巖穩(wěn)定性。

隧道施工中，地質(zhì)工作者應(yīng)嚴(yán)密注意圍巖開挖情況，通過探測手段，預(yù)測開挖工作面前方應(yīng)有幾米至幾十米，甚至上百米的圍巖工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，結(jié)合掘進(jìn)中地質(zhì)條件的變化，及時(shí)提出預(yù)報(bào)，以便有準(zhǔn)備地做好各種預(yù)防和施工措施，保證隧道施工的順利進(jìn)行。

2 地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)

2.1 地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作目的

2.1.1 地質(zhì)因素

隧道是建筑在地下的隱蔽工程，地下地質(zhì)條件復(fù)雜，潛在、無法預(yù)知的地質(zhì)因素較多：①多變的地質(zhì)條件；②地層破碎帶/斷層；③富水巖層。

2.1.2 地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的目的

提供隧道掘進(jìn)前方的地質(zhì)情況，包括圍巖的完整性、斷層破碎帶和溶洞的規(guī)模及位置、不良地層的賦水情況，進(jìn)而作出對(duì)圍巖類別的劃分和坑道開挖時(shí)穩(wěn)定性的分析，為設(shè)計(jì)變更及施工方法改變提供工程地質(zhì)依據(jù)，以確保隧道施工順利進(jìn)行和工程安全。

2.2 預(yù)報(bào)內(nèi)容及探測方法

2.2.1 預(yù)報(bào)內(nèi)容

（1）對(duì)照圖紙?zhí)峁┑牡刭|(zhì)資料，預(yù)報(bào)地質(zhì)條件變化情況及對(duì)施工的影響程度。

（2）預(yù)報(bào)可能出現(xiàn)塌方、滑動(dòng)的部位、形式、規(guī)模及發(fā)展趨勢，提出處理措施。

（3）預(yù)報(bào)可能出現(xiàn)突然涌水的地點(diǎn)、涌水量大小、地下水泥砂含量及對(duì)施工的影響。

（4）預(yù)報(bào)軟巖內(nèi)鼓、片幫掉塊地段及對(duì)施工的影響程度。

（5）預(yù)報(bào)巖體突然開裂或原有裂隙逐漸加寬的位置及其危害程度。

（6）位移量測中發(fā)現(xiàn)圍巖變形速率加快時(shí)，應(yīng)預(yù)報(bào)對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響程度。

（7）淺埋隧道地面出現(xiàn)下沉或裂縫時(shí)，預(yù)報(bào)對(duì)隧道穩(wěn)定和施工的影響程度。

（8）對(duì)隧道將要穿過不穩(wěn)定巖層、較大斷層作出預(yù)報(bào)，以便及時(shí)改變施工方法或作應(yīng)急措施。

（9）隧道附近或穿過瓦斯地段的巖（煤）層中，預(yù)報(bào)瓦斯影響范圍。

（10）隧道施工中由于措施不當(dāng)，可能造成圍巖失穩(wěn)，應(yīng)及時(shí)采取改進(jìn)措施。2.2.2 探測方法

（1）導(dǎo)坑探測。地質(zhì)條件較復(fù)雜的隧道施工中，可采用超前導(dǎo)坑或?qū)Ｓ玫奶綔y坑道進(jìn)行探測。根據(jù)導(dǎo)坑開挖揭露的圍巖地質(zhì)情況，能了解并較準(zhǔn)確地預(yù)測隧道開挖工作面前方相應(yīng)地段圍巖的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件。

（2）超前水平巖芯鉆探。超前水平巖芯鉆孔可視為隧道中的微形導(dǎo)坑，可能探測了解隧道開挖工作面前方幾十米乃至上百米范圍內(nèi)圍巖的地質(zhì)情況。

（3）工作面上的淺孔鉆探。淺孔鉆探是利用開挖工作面上的炮眼孔或深水孔、聲波探測孔的鉆進(jìn)情況來探測了解圍巖地質(zhì)情況。通過鉆進(jìn)的時(shí)間、速度、壓力、成分以及卡鉆、跳鉆等和巖性、構(gòu)造性質(zhì)及地下水等情況，掌握地質(zhì)條件，判斷開挖工作面前方圍巖的地質(zhì)情況。

（4）聲波探測。聲波探測是利用不同巖（體）有不同的物理力學(xué)性質(zhì)，因而聲波的傳播速度亦有不同的關(guān)系，根據(jù)巖石（體）的聲波傳播速度來判斷圍巖的工程地質(zhì)情況。當(dāng)巖石（體）的波速越高時(shí)，則巖體越完整堅(jiān)硬，巖體質(zhì)量越好。

（5）地震波量測。地震波量測是利用微型爆破引發(fā)的地震波在巖體中向四周傳播，當(dāng)波在隧道掘進(jìn)前方遇到一界面時(shí)，部分波將從界面反射回接收傳感器，通過專門設(shè)備的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理，即可預(yù)報(bào)掘進(jìn)前方的地質(zhì)情況。

3 隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)方案

地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作內(nèi)容：

（1）圍巖電磁波測試。圍巖電磁波測試是利用地質(zhì)雷達(dá)等分辨率較高、方向較好、能夠分辨出較小規(guī)模地質(zhì)異常的測試手段，及時(shí)預(yù)報(bào)出掌子面附近的斷層、溶洞、富水等不良地質(zhì)情況。地質(zhì)工程師判斷是由地質(zhì)工程師根據(jù)區(qū)域地質(zhì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，綜合分析判斷，對(duì)掌子面前方的地質(zhì)情況作出預(yù)測，并對(duì)地質(zhì)預(yù)報(bào)儀及地質(zhì)雷達(dá)探測出的地質(zhì)現(xiàn)象作出合理解釋。

（2）地質(zhì)工程師判斷。由地質(zhì)工程師根據(jù)區(qū)域地質(zhì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)綜合分析判斷，對(duì)掌子面前方的地質(zhì)情況作出預(yù)測，并對(duì)地質(zhì)預(yù)報(bào)儀及地質(zhì)雷達(dá)探測出的地質(zhì)現(xiàn)象作出合理解釋。

4 結(jié)束語

在具體施工中應(yīng)該注意初期支護(hù)工作，加強(qiáng)防護(hù)措施，以增加安全性。

建議施工單位在開挖中，應(yīng)遵循斷進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)的原則，并注意對(duì)圍巖進(jìn)行監(jiān)控工作，確保施工安全。

Tunnel Geology Forecast Technology and Method

Xiao Feng

The tunnel geology forecast is in advance prevents the tunnel excavation burst characteristics disaster，the guarantee construction time，the prompt adjustment supports and protections parameter，the guarantee construction quality and the control tunnel construction cost effective measure.Use the short time in the construction stage to carry on the physical survey to the rock mass，through each kind of information the physical surveymethod.

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U 452.1+1

A

1000-8136(2011)08-0063-02