淺談綜合超前地質預報在施工中的應用

陳睿 萬勇

摘要：隧道超前地質預報是一個對復雜巖體構造的綜合分析判斷，緊靠一種手段的預報方法是不準確的。在進行超前地質預報時，要選擇綜合的超前預報方式，多種方法相互結合驗證，堅持以地質為基礎，以物探為手段的綜合預報方法。

關鍵詞：綜合超前地質預報；施工；應用

1超前地質預報相關方法

1.1地質分析法

地質分析法主要包括地表地質調查、地質鉆探、斷層參數預測、工程地質分析與推斷以及掌子面素描等。地質分析法最主要的特點是根據地表及鉆探的調查研究來推斷地面以下地質體的分布規律、發育情況[1]。任何地質體的生成都是一個復雜化的大地構造運動產生的，脫離開地質談預報是毫無意義的，因此摸清工程區域內的地質構造是非常必要的，對我們的分析判斷有非常重要的指導意義，同時提高我們預報的準確性與施工建議。

1.2地質雷達法

地質雷達法是根據導電率、介電常數、磁導率的差異，采用地質雷達高頻電磁波方法進行探測，獲取掌子面前方材料的介電常數差異信息。常見的地質雷達系統有美國GSSI公司的SIR系列地質雷達系統、加拿大Sensor&Software公司的EKKO系列地質雷達系統、瑞典Mala公司的地質雷達系統等等。地質雷達工作原理為：高頻電磁波以寬頻帶脈沖形式通過發射天線發射，經目標體反射或透射，被接受天線所接收，具有高分辨率、無損性、高效率、抗干擾能力強等特點。檢測時采用剖面法，即發射天線（T）和接收天線（R）以固定間距沿測線同步移動的測量方式，高頻電磁波在介質中傳播時，其路徑、電磁場強度和波形將隨所通過介質的電性質及幾何形態而變化，由此通過對時域波形的采集、處理和分析，結合施工單位提供的設計資料，可確定隧道襯砌厚度以及有無空洞等缺陷[2]。

2 TSP技術在隧道工程中的應用

2.1工程概況

某高速公路的隧道埋深達到了80m以上，最深處為145m，并且整個施工的過程中總計出現了8次突泥涌水的情況，根據工程的實際情況選擇使用地質鉆探、TSP法進行檢測，從而可以更加準確地獲取施工數據信息。

2.2 TSP探測

工程開始之前，應該先運用TSP超前地質預報技術對D2K194+690～D2K194+810位置實施探測，并且在D2K194+633位置處設置檢波器來獲取最終的信息。為了全面提升預測結果的準確性，可以選擇使用靈敏度更高的三分量（x-y-z分量）來接收信息數據[3]。通過系統進行數據處理之后就可以在計算機中顯示出深度偏移圖、反射提取圖以及結果的2D圖。隧道圍巖分級中，需要充分考慮到具體巖石特性以及物理性質，還要了解地下水的分部情況。在工程實踐中，往往因為缺乏定量的統計數據材料，根據以往工程的實踐經驗通常需要將圍巖含水、淺埋等情況升一級處理，保證數據比較貼合實際情況[4]。

2.3超前鉆探法

應用TSP超前地質預報系統之后，可以發現D2K194+775～+790位置處的圍巖存在明顯的不同，因此，需要在對該位置進行施工的過程中，應該再次使用鉆探法進行具體的地質勘測，從而可以更加準確的了解地質情況。

2.3.1超前水平鉆探

應用XY—1A型鉆機在D2K194+745位置處持續向內部方向進行超前地質鉆探施工，根據要求鉆一個孔，鉆長35m，立角88.5°，水平角1.3°，鉆探速度1000r/min。分析資料之后可以發現，本次施工所在位置的巖性即為三疊上統侏倭組以砂巖為主，整個鉆孔的過程中，發現所使用的沖洗液已經變成灰黑色，并且該過程并無明顯的差異現象，巖石特性基本穩定[5]。

2.3.2加深炮孔探測

加深炮孔從而保證水平鉆探更加合理進行，同時還要充分考慮到周邊巖石特性，并且在D2K194+745位置設置3個加深炮孔，開挖3m都要設置一個[6]。在隧道斷面中放樣同時設置參考點，標高為0，也就是說空口位置即為參考距離處。

2.4結果分析

運用TSP技術進行地質預報之后，可以更加準確地了解到在施工前進方向的120m范圍內存在軟弱破碎帶和富水帶。從開挖實際情況來看，該處位置的圍巖特性并未滿足要求且局部出現了夾層，并且存在嚴重涌水現象。通過數據分析之后可以發現，在要求樁號與規模樁號的檢測結構基本相同，并且近距離的預報后可以更加準確地了解遠距離方向的地質狀態。

3隧道TSP超前地質預報施工環保措施

3.1噪聲污染控制

根據施工要求來確定爆炸次數與點位；嚴禁在施工區域內燃燒廢棄物；有效降低機械設備的噪音，避免造成數據記錄不準確的情況存在；合理安排機械設備的工作時間，做好調度工作；施工位置距離居民區比較近，應該注意夜間不能施工，避免對居民生活造成影響。

3.2水環境保護

施工過程中不可避免的會產生廢水以及廢棄物，首先應該進行基礎的沉淀與過濾處理，不能直接排入到市政排水系統中；施工人員的生活污水需要采用措施進行凈化，待所有指標達到要求之后才能進行排放；對于施工中的各種易燃易爆物品，需要隔離處理，并且做好明顯的標識，避免造成嚴重的人員傷亡。

3.3大氣、環境保護

施工的過程中，為了避免揚塵給人身體以及設備造成傷害，可以適當灑水降塵，同時也要選擇污染性較小的設備，確保整個施工環境更加環保。

4結束語

社會的發展與進步，基礎建設工程數量持續增加，隧道工程因此也被大量的建設，并且逐漸向埋深大、長度長的方向發展。隧道工程中，因為受到了地質條件、施工因素等多個方面的影響，導致了在施工的過程中容易與設計方案存在一些偏差，導致了很多隧道工程中都不可避免地存在涌水、涌泥的情況，對整個工程安全造成極為嚴重的影響。

參考文獻：

[1]王定寶，闞世飛.壁板坡隧道復雜地質條件下施工風險管理[J].公路隧道，2017（04）：41-45.

[2]馮義.綜合超前地質預報在巖溶隧道中的應用[J].筑路機械與施工機械化，2017，34（12）：121-126.

[3]張曉波.綜合超前地質預報技術在麻窩隧道中的應用[J].低碳世界，2017（28）：224-226.

[4]王少光.隧道綜合地質超前預報在某高風險隧道中的應用[J].鐵道勘察，2016，42（06）：42-46.

[5]陳美艷.淺談超前地質預報基本做法及在不良地質隧道中的應用[J].低碳世界，2016（33）：177-178.

[6]楊新民.隧道超前地質預報方法針對性選定及組合應用研究[J].鐵道建筑技術，2016（09）：5-8.

[7]楊嘉明，劉凱，韓飛，郭奇.綜合物探方法在地質超前預報中的應用[J].東北水利水電，2016，34（09）：43-45.

（作者單位：湖北工業大學）