隧道施工地質超前預報技術比較

石 偉

(中鐵二局一公司)

隧道施工地質超前預報技術比較

石 偉

(中鐵二局一公司)

針對隧道施工地質超前預報技術進行一系列的分析，并依據其預報結果提出應采取的地質災害預防和處理措施建議。

隧道施工;地址超前預報;地質自然特征

1 關于隧道地質超前預報技術的幾點論述

1.1 關于隧道地質超前預報技術

隧道地質超前預報包括隧道工程可行性研究階段、勘察設計階段和施工階段的預報。隧道工程施工階段的地質超前預報根據隧道開挖揭示的洞身圍巖條件的變化趨勢和采用各種地球物理探測手段對隧道施工掌子面前方地質情況的探測結果，結合洞內外地質調查、掌子面素描結果和預報人員地質經驗，對隧道施工掌子面前方可能遇到的不良地質體及因此可能發生的地質災害的性質、分布位置、規模的預測。

1.2 隧道地質超前預報技術意義

隧道地質超前預報對于施工計劃和施工工期都有著重要的作用，它可以提前查清施工地區的自然特征，比如地質和水文情況，為后期施工提供相關信息。此外，超前預報還可以準確定位隧道地質災害的位置，這樣就方便工作人員根據這些資料找出相應的解決方法，提高施工質量，縮短施工工期。這對于減少地質災害和提高安全有著重要的影響作用，通過超前預報還能夠進一步減少傷亡，從而提高經濟效益。

2 具體的隧道施工地質超前預報技術應用

2.1 工程概況

某隧道作業隊共承擔5座隧道施工任務，其中正線隧道三座:曾家嶺一號隧道 DK913+680～DK913+852，長172 m;曾家嶺二號隧道 DK914+108～DK914+607，長499 m;平豐隧道DK916+120～DK916+297，長177 m。三座隧道均為雙線隧道，總長848 m。

2.2 工程地質情況分析

施工區域地質條件比較復雜，管段內隧道所經地區屬低山丘陵地貌，地形波狀起伏，地面相對高差小于50 m。其巖石石質多為網狀粉質粘土，偶見石英礫石，節理裂隙發育。隧道埋深較淺，且巖性泥質膠結易破碎，已成坍塌、掉塊。隧道地質全部屬于Ⅴ級圍巖，曾家嶺一號隧道基巖裸露，為粉砂巖，節理裂隙發育，地下水不發育。曾家嶺二號隧道、平豐隧道的丘坡表層為網紋狀粉狀粘土，谷地表層為粉質粘土，下伏泥質粉砂巖，泥質交結，節理裂隙發育，地下水不發育。

2.3 水文地質情況分析

施工區域的水量主要靠大氣降水及基巖裂隙水補給，水量不豐富，其沿途未見水庫，這也給隧道施工帶來了很大的困難。

2.4 預測、預報總體方案

根據隧道設計圖施工說明，隧道復雜程度等級劃分為簡單，施工時采取加深炮孔探測、地質素描綜合手段進行施工預測、預報工作，隧道工程地質復雜程度分級及預測預報措施和工作量見表1。

表1 地質復雜程度分級及預測預報措施

2.5 地質預報成果處理

隧道地質預報成果完成后進行分析，如果地質情況與設計相符，可嚴格按設計進行施工，如果發現有特殊地質或與設計情況不符時，應立刻啟動隧道防坍塌應急預案，同時上報監理單位和建設單位，申請設計變更。

3 隧道超前地質預報方法和手段

3.1 隧道超前地質預報地質分析法

不可否認地質法在隧道施工中具有非常重要的作用，而且地質法的優勢比較明顯，地質法的發展已經有一段時間了，因此，經驗比較豐富。地質法由于簡單實用的特點適用性很強，可以在不同的隧道工程中使用，同時還能夠節約成本。但是地質法也有其明顯的缺陷，地質法比較簡單，得到的結果也比較淺顯，如果地質條件比較復雜的話那么準確性就得不到保證。超前平行導坑(隧道)法的準確性比較高，而且復雜地質條件下也能夠使用，但是它也有明顯的缺點，超前平行導坑法的成本比較高，而且使用范圍比較狹小，不適合間距較大的隧道。

3.2 隧道超前地質預報加深炮孔法

加深炮孔是一種傳統而可靠的工程地質探測方法，具有研判準確，直觀的優點。針對本隧道圍巖特點，采用加深炮孔方法進行探測。加深炮孔可根據需要探測和了解隧道開挖前方幾米范圍內圍巖的工程地質情況;通過鉆孔了解和釋放影響隧道掘進施工的地下水;通過加深炮孔觀察和分析對隧道開挖前方的不穩定巖層進行準確定位。加長炮孔按雙層布置，鉆眼深度比開挖進尺深度長3 m，隧道爆破開挖時難免出現啞炮，為了確保安全，鉆眼時不得在原有殘眼位置打鉆。

3.3 有效利用管棚鉆孔

隧道洞口設計長管棚，可以有效利用長管棚鉆孔，根據鉆進的時間、速度、壓力、沖洗液的顏色、成分以及卡鉆、跳鉆等和巖性、構造性質及地下水等情況掌握地質條件。

3.4 隧道超前地質預報成像法

近年來，隨著計算機技術的廣泛應用和聲波CT專用軟件的成功開發，在原有跨孔聲波測試基礎上開發的巖土聲波CT層析成像法已開始應用于隧道施工期地質超前預報，盡管受探測鉆孔施作的限制，但在一定范圍內的巖溶洞穴、管道的探測中已發揮了重要的作用。

4 結束語

綜上所述，在施工中進行超前地質預測預報工作，既是保證施工安全的需要，也是保證工期、節約工程造價的需要。簡而言之，其可以降低地質災害發生的機率，確保隧道施工安全。隧道施工地質超前預報能夠調查清楚難以勘查的地質情況，能夠查清施工階段的各種地質情況和地質施工困難區域以及幫助分析地質變化情況，從而能夠幫助施工人員控制施工過程中的地質問題，減少人員傷亡，提高經濟效益。鑒于隧道施工地質超前預報對于我國隧道施工的重要性。

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U445

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1008-3383(2014)03-0094-01

2013-10-16

石偉(1982-)，男，四川人，工程師，主要從事土木工程方面的工作。