淺談綜合超前地質預報在隧道工程中的應用

王嵐

【摘要】隧道工程作為一種復雜地下工程，開展地質調查工作僅僅采用一種預報方法顯然無法滿足實際施工要求，因此還需要將多種預報手段有效結合起來，形成綜合超前地質預報系統，在優化組合和相互補充下，地質預報精確度、預報成果利用效率也會得到極大提升，并為不良地質地段施工方案設計和優化提供有力數據支撐，同時保證隧道工程施工安全、順利完成。基于此，本文對綜合超前地質預報在隧道工程中的應用進行分析和探討。

【關鍵詞】隧道工程;綜合超前地質預報;應用;探討

在隧道工程施工中，容易受到地質勘察精度、工期、經費等因素影響，導致依據勘察資料制定的施工計劃無法滿足實際施工需要，進而引發隧洞塌方、巖爆涌泥等災害發生，對隧道工程施工安全和質量構成極大威脅，側面也反映出實施超前地質預報十分有必要，不僅可以獲取詳細地質條件狀況，指導預防措施提前制定，還能夠對現行施工方案進行完善和優化，確保工程施工順利、高效進行[1]。本文也聯系隧道施工地質災害預報方法，通過實際工程案例對綜合超前地質預報應用及效果進行詳盡探討，也希望文章所闡述內容能夠為類似工程提供參考。

1、隧道施工地質災害預報方法

在開展隧道地質調查工作時，可對以下方法進行應用：（1）地質素描，作為最早的超前地質預報方法，對其進行使用可以對隧道地層巖性、結構面產狀、出水狀態等信息資料進行全面揭露，并且隨著開挖面不斷延伸，結合已經得到的勘測資料也能夠對開挖面前方地質條件進行有效預測，進而為圍巖級別改變提供有力數據支撐，并且整個操作十分簡單方便，也不會對隧道施工時間進行占用;（2）超前導坑法，對該種方法進行應用可以根據施工平行隧道遇到地質情況，對隧道將會遇到的地質情況進行有效預測，若兩平行隧道間距足夠小取得應用效果也會更佳;（3）風鉆超前探測，通過對風鉆進行有效利用，使之通過隧道掌子面鉆小孔徑淺孔，以對相關地質信息加以掌握，實踐應用時也具有操作方便、設備簡單和成本低等優勢特點，實際操作中還能夠與爆破孔進行同時施工;（4）超前鉆探，通過鉆孔鉆進速度測試和鉆孔巖心觀察，可以對巖體強度、地層巖性、地下水狀況等資料進行獲取，在水工、公路等隧道中應用較多;（5）TSP203超前地質預報系統，通過對地震波的有效利用，以獲取不均勻地層地質變化情況，尤其是在不良地質體定位上，位置判別精度超過90%，并能夠對有無地下水、弱富水等進行準確辨識;（6）紅外探測，通過HY-303紅外探水儀可以對20～30m內地下水狀況進行有效探測，若探測范圍內存在災害源，就會產生紅外異常場，具有全空間探測、資料分析直觀等特點[2]。

2、實際工程案例分析

2.1工程概況

安六鐵路全線總長為117.86km，全線設置隧道超過60座，并且隧道所處區域地質條件十分復雜，在進行隧道工程建設時對地質雷達、地質素描、超前鉆探等預報手段進行綜合應用，并形成一套較為完整的綜合超前地質預報技術體系，在施工方案科學制定、保證施工進度、安全和質量方面起到十分重要的作用（3）。

2.2實施方案

該隧道工程實施綜合超前地質預報流程如下：

（1）開挖圍巖研究，作為綜合超前地質預報第一步，通過該項工作有效開展可以對區域地質資料進行有效收集，并結合所得信息資料對隧道設計進行研究和分析，然后進行宏觀地質預報;（2）地質素描，通過這一方法應用可以對地質素描圖進行繪制，并實現開挖面短距離內巖體穩定性分析，進而繪制前方地質變化趨勢預測報告;（3）TSP203宏觀探測，對這一長距離地面預報方法進行使用，可以對隧洞前方150m以內不良地質進行預報，所得結果受施工干擾也比較小;（4）紅外探測，通過紅外探水儀可以對隧道不良地質段和含水地質段進行探測，進而得出前方是否存在水體準確結論;（5）判斷和驗證預報，結合所得素描預測報告，對探測結果與設計文件進行比較分析，如果結論一致就可以按照設計文件進行施工，若存在差異則需要使用超前鉆探進行驗證，在完成鉆孔取樣以后，對地層變化、含水量等信息加以判斷，同時核實圍巖分級，以為工程措施科學制定提供有力支撐。

2.3地質預報成果

該隧道工程進行長地隧道開工時共實施23次TSP和125次地質雷達超前地質預報，并根據郎節壩隧道和上寨隧道地震波反射信號分辨力情況，將TSP預報距離控制在80～100m之間，超前鉆探也實施了20次，發現長地隧道出口向前掘進至DK65+337處圍巖情況與設計文件不相符合，通過對DK65+340處進行超前鉆探及雷達探測，將圍巖等級定性為V級，并對施工支護方案進行調整和完善，有效保證了施工順利和安全。對蓮花山隧道進行開工時實施了21次TSP和104次地質雷達超前地質預報及19次超前鉆探，發現該隧道出口至DK78+660處時，掌子面開挖巖層為灰巖，并且存在裂隙水和局部夾泥量較多的情況，與原設計文件提出的IV級圍巖不相符合，對該段圍巖進行超前鉆探驗證，發現DK78+660～DK78+635范圍巖體較破碎，且有突進，經開挖驗證為巖溶發育區，泥質填充，將之定性為V級，并對施工支護參數進行及時調整，對開挖掌子面也采取了加強支護參數的措施，進而有效防止隧道內涌水涌泥災害發生（4）。

結語：

在本文中，對綜合超前地質預報在隧道工程中的應用進行分析，主要是從隧道施工地質災害預報方法展開。綜合超前地質預報作為隧道工程中一道重要施工工序，做好該項工作可以對現場開挖實際地質情況進行了解和評估，進而提高預測準確性，同時也為隧道工程施工方案制定和優化提供有利參考，進而保障施工順利、安全和質量。

參考文獻：

[1]潘多.綜合超前地質預報在隧道工程中的應用[J].現代城市軌道交通，2020，（3）：72-75.

[2]張笑可.綜合超前地質預報在隧道工程中的應用[J].天津建設科技，2017，27（1）：69-71.

[3]王孝平.綜合超前地質災害預報方法在嵐谷斜井隧道工程中的應用[J].地質災害與環境保護，2011，22（4）：78-82.

[4]門金鎖.綜合地質超前預報系統及其在將軍溝隧道工程中的應用分析[J].公路交通科技：應用技術版，2011，（9）：148-151.