超前地質(zhì)預(yù)報方法在隧道中的應(yīng)用

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1、超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)在龍?zhí)端淼朗┕ぶ械膽?yīng)用（中鐵十四局泰安270000山東大學巖土中心濟南250000）摘要：本文以龍?zhí)端淼莱暗刭|(zhì)預(yù)報為工程實例，應(yīng)用TSP、探地雷達和紅外線等先進的物探技術(shù)，以及最直觀的超前水平探孔對隧道進行綜合的立體的超前地質(zhì)預(yù)報，從而為隧道優(yōu)質(zhì)、安全、高效的施工提供重要的指導(dǎo)作用，為施工技術(shù)人員及時準確的制定施工方案，施工工藝提供有效的科學依據(jù)，以此來保證隧道的施工進度和經(jīng)濟效益。關(guān)鍵詞：超前地質(zhì)預(yù)報，TSP,探地雷達，紅外線，龍?zhí)端淼?引言近年來，為了加快我國西部地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，西部大開發(fā)戰(zhàn)略正在步步展開，我國的基礎(chǔ)建設(shè)也邁入了一個前所

2、未有的蓬勃發(fā)展階段。在基礎(chǔ)建設(shè)中，不可避免的遇到了很多見所未見的曠世難題。而在基礎(chǔ)建設(shè)的重中之重一一道路建設(shè)中，深埋、長大隧道屢見不鮮，難度更是越來越大，安全事故也是時有發(fā)生，而這都與復(fù)雜難料的圍巖地質(zhì)情況息息相關(guān)。由于地質(zhì)情況的隱蔽性、復(fù)雜性，要想在堪察設(shè)計階段把這些都弄清楚是難以做到的，因此在隧道施工過程中，超前地質(zhì)預(yù)報就成了保證安全、進度、效益不可或缺的重要手段。尤其是在破碎帶、高地應(yīng)力區(qū)、巖溶區(qū)、地下水豐富處，更能顯示出它的價值和意義。隧道超前地質(zhì)預(yù)報是隧道施工過程中防止開挖時發(fā)生突發(fā)性自然災(zāi)害的最有效手段，它不僅能充分彌補現(xiàn)有的地表勘測方法的不足，

3、而且能夠?qū)鷰r情況做到“知己知彼”，從而使我們的施工“百戰(zhàn)不殆”。在隧道施工過程中，我們要達到這樣的一個共識：必須對隧道的圍巖情況有充分的了解，而R了解的越詳細，越充分，就越能保證隧道施工的安全、質(zhì)量、進度、效益。隧道超前地質(zhì)預(yù)報就是不但要在時間上提前，更要在距離上超前了解隧道前方圍巖地質(zhì)的變化情況。常規(guī)的超前地質(zhì)預(yù)報主要以地質(zhì)分析法為主，該方法在解決區(qū)域地質(zhì)問題上有一定的優(yōu)勢，但是千變?nèi)f化的各種地質(zhì)因素綜合在一起，使局部的地質(zhì)瞬息萬變，使用單一的地質(zhì)分析法不能理性的預(yù)測這些變化，更不能準確的確定出這些界常變化所在的位置，但這些界常變化恰恰是隧道圍巖穩(wěn)定的重

4、要因素,從而間接控制隧道支護參數(shù)的更改優(yōu)化，也就直接影響了隧道的施工進度和施工單位的效益。近10年來，為了準確快速的了解隧道圍巖的變化情況，避免事故的發(fā)生,以地球物理探測方法為主的隧道地質(zhì)超前探測工作已越來越受到管理部門和廣大工程技術(shù)人員的重視。因為該方法有成木低，探測距離遠，采集操作簡單，成果直觀等特點，所以在預(yù)報巖層的軟弱結(jié)構(gòu)面和巖溶等不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模、形狀等方而得到了越來越多的應(yīng)用。滬（上海）蓉（成都）西高速公路的重點控制工程一—龍?zhí)端淼勒且驗椴捎昧司C合地球物理探測方法，從而有效的保證了隧道施工安全和施工質(zhì)量，加快了施工進度。2地質(zhì)概況龍?zhí)渡盥?/p>

5、隧道是新建滬蓉西高速公路中亢昌到恩施段的重要控制性工程。是上下行分離式隧道，其中左線全長8694m,起訖里程樁號為ZK65+515~ZK74+209,右線全長8620m,起訖里程樁號是YK65+615~YK74+135,兩洞室在洞口凈距約20?30叫在洞身段凈距為30?40m,最大埋深530m,屬深埋特長隧道，是全國第二長的公路隧道。該隧道所屬地段位于構(gòu)造溶蝕、侵蝕低中山溝谷地貌區(qū)，地形條件很復(fù)雜。隧道主要穿越堡鎮(zhèn)?碑坳分水嶺，區(qū)內(nèi)沖溝發(fā)育，分水嶺兩側(cè)的主要沖溝有頭道河、龍?zhí)稖?、青巖溝等，而且它們的走向均與地層構(gòu)造線基本平行。隧道穿越的主要地質(zhì)構(gòu)造為長陽復(fù)背

6、斜和天陽坪斷裂以及仙女山斷裂及其分支斷裂，地質(zhì)構(gòu)造相當復(fù)雜。木區(qū)地層的巖性主要是志留系砂頁巖和奧陶系碳酸鹽巖地層，易溶圍巖較多。地下水以巖溶水為主，基巖裂隙水和空隙水對工程施工影響和危害程度較輕。隧道從ZK70+420（YK70+880）到出口段位于灰?guī)r分布區(qū)，該段地表水一部分深入洪積沙礫石層屮成為伏流，另一部分經(jīng)巖溶裂隙、管網(wǎng)流入地下；而龍?zhí)稖媳眰?cè)巖溶水應(yīng)順層向西側(cè)侵蝕基準面，在低洼處排泄，但是由于受地層可溶性差異、構(gòu)造等因素影響，使地下水的徑流條件更加復(fù)雜。經(jīng)初測認為，龍?zhí)端淼朗┕み^程中的主要工程地質(zhì)問題是F1和F2兩條斷層和巖溶問題。在隧道西段施工過程

7、中可能發(fā)生涌水涌泥及斷裂破碎巖層的坍塌冒頂,在雨季甚至可能發(fā)生洞穴充填物塌陷及溝水倒貫。3預(yù)報方法簡介鑒于龍?zhí)端淼涝跍匚髦刑厥庵厮５奈恢煤退淼绹鷰r復(fù)雜性，考慮到施工過程中的安全和效益等問題，為了能使工程如期安全完成，只采用一種或者兩種預(yù)報方法,要達到如此完全的目標，顯然具有很大的困難和冒險性。經(jīng)過多方比較，并參閱大量的工程勘察實例，根據(jù)具體的圍巖采取有針對性的綜合配套的超前地質(zhì)預(yù)報方法,不但能夠使各種方法的優(yōu)勢互補，而且能夠省時高效的達到預(yù)期的目的。經(jīng)過仔細的論證后，中鐵十四局決定以TSP超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)為主，輔以探地雷達，紅外線探測儀等地球物理無損探測技

8、術(shù)，并結(jié)合地質(zhì)素描、超前水平探孔和設(shè)計中的地質(zhì)勘察資