研究綜合物探方法在鐵路隧道超前預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

高軍 王更峰 林曉 游國(guó)平 李俊 王輝麟 焦全福 孫冠華 劉俊 楊君華 羅輝 高峰 劉福春 王曉康 楊超 劉素云 張遠(yuǎn)征 紀(jì)常永

摘要：隧道超前預(yù)報(bào)受效率、工期等多項(xiàng)因素影響，傳統(tǒng)鉆探法應(yīng)用具有很多局限性，可見，對(duì)綜合物探技術(shù)進(jìn)行超前預(yù)報(bào)意義重大。下面，針對(duì)綜合物探方法在鐵路隧道超前預(yù)報(bào)中應(yīng)用進(jìn)行探討，希望文中內(nèi)容對(duì)相關(guān)工作人員有所幫助，促進(jìn)行業(yè)問(wèn)題發(fā)展。

關(guān)鍵詞：綜合物探方法;工程施工;鐵路隧道;工程質(zhì)量

針對(duì)鐵路隧道工程局施工情況，在不同工程施工情況下，對(duì)不同物探方法進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)Φ刭|(zhì)情況進(jìn)行這對(duì)行的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，從而為日后施工作業(yè)順利開展提供支持，提高工程質(zhì)量。

1 鐵路隧道超前預(yù)報(bào)任務(wù)

隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)在鐵路工程中的發(fā)揮著關(guān)鍵作用，做好預(yù)報(bào)工作不僅可以確保工程施工安全性，而且能夠提高工程質(zhì)量，是確保鐵路隧道工程建設(shè)順利開展的一項(xiàng)重要手段。超前預(yù)報(bào)工作開展時(shí)，要求工作人員通過(guò)推斷發(fā)對(duì)地巖石周圍具體變化趨勢(shì)進(jìn)行明確，采取用綜合物探法時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)圍巖情況的預(yù)測(cè)，對(duì)可能出現(xiàn)的事故的場(chǎng)所和類型進(jìn)行判斷，然后依據(jù)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，采取相應(yīng)措對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行解決，確保施工作業(yè)順利開展[1]。從目前情況來(lái)看，不良地質(zhì)涉及到的范圍十分廣泛，主要包括的內(nèi)容有溶洞、破碎帶、富水帶等，上述各個(gè)位置特點(diǎn)、性質(zhì)都是超前預(yù)報(bào)作業(yè)開展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵依據(jù)，而且也會(huì)對(duì)超前預(yù)報(bào)最終結(jié)果造成一定影響[2]。此外，地質(zhì)推斷和分析會(huì)存在各種不同類型災(zāi)害，這也是地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中的重要環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)能夠?yàn)楹罄m(xù)施工作業(yè)開展提供相應(yīng)依據(jù)。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)任務(wù)與相互關(guān)系如圖1所示。

2 應(yīng)用綜合物探方法必要性

隧道超前預(yù)報(bào)期間常用的物探方法有地質(zhì)雷達(dá)法、地震波反射法、瞬變電磁法等多種不同方法，考慮到物探法在具體應(yīng)用過(guò)程中具有多解性和局限性，不同方法在應(yīng)用時(shí)的特點(diǎn)如表1所示。采用綜合物探法進(jìn)行預(yù)報(bào)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同方法對(duì)預(yù)結(jié)論進(jìn)行合理分析，通過(guò)不同方法相互驗(yàn)證，與勘察成果進(jìn)行合理結(jié)合，精準(zhǔn)判斷作業(yè)面前方具體情況，從而使預(yù)報(bào)精準(zhǔn)率能夠得到進(jìn)一步提高，為后續(xù)相應(yīng)施工作業(yè)開展提供支持。

3 綜合物探預(yù)報(bào)法具體應(yīng)用實(shí)例探討

3.1 工程概況

某鐵路隧道工程全長(zhǎng)為23104.5m，最大埋深為1452.4m，工程為雙洞單線隧道，工程所在區(qū)域內(nèi)地質(zhì)活動(dòng)十分頻繁，構(gòu)造復(fù)雜。以隧道工程中的2號(hào)斜井為例，對(duì)隧道工程具體情況進(jìn)行全面分析，該斜井底層主要以灰?guī)r為主，地層整體滲透性良好，在實(shí)際具體分析過(guò)程中，通過(guò)對(duì)不同方法進(jìn)行應(yīng)用，采取綜合物探預(yù)報(bào)方法完成相應(yīng)分析工作。

3.2 綜合物探法的應(yīng)用

3.2.1 TSP方法

通過(guò)對(duì)TSP法對(duì)工作面里程XK1J0+720情況進(jìn)行預(yù)報(bào)，依據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果對(duì)XK1J0+700～+685段節(jié)理裂隙、溶蝕裂隙的實(shí)際發(fā)育情況進(jìn)行合理推測(cè)，圍巖整體穩(wěn)定性差，含水性高，在具體施工過(guò)程中，受工程所在區(qū)域具體情況影響，容易出現(xiàn)拱部掉塊、塌方、涌水等各種事故，這不僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)斐扇藛T給傷亡[3]。在施工開展前，制定好相應(yīng)施工方案，依據(jù)方案開展施工，能夠避免發(fā)生事故，降低經(jīng)濟(jì)損失，以及人員傷亡[4]。

3.2.2 瞬變電磁法

預(yù)報(bào)作業(yè)面里程為XK1J0+741，依據(jù)電阻率具體剖面對(duì)工程段情況進(jìn)行全面勘察，依據(jù)勘察結(jié)果完成相應(yīng)分析工作，通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)XK1J0+698～+668段存在低阻異常區(qū)域，通過(guò)對(duì)異常區(qū)域位置進(jìn)行分析確定，該區(qū)域的位于隧道斷面通過(guò)位置區(qū)域右側(cè)，最終推測(cè)該段圍巖富水、圍巖破碎。

3.2.3 地質(zhì)雷達(dá)法

通過(guò)對(duì)瞬變電磁法和TSP法進(jìn)行應(yīng)用獲取到相應(yīng)結(jié)論，當(dāng)隧道工程施工期間，將隧道挖到XK1J0+701時(shí)，工作人員在利用地質(zhì)雷達(dá)法完成相應(yīng)預(yù)報(bào)作業(yè)，依據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果完成對(duì)XK1J0+698～+690段圍巖情況的推測(cè)，確定該段為圍巖破碎，節(jié)理裂隙或溶蝕裂隙發(fā)育，該區(qū)域內(nèi)存在含水、溶槽、溶腔等。

在具體作業(yè)開展期間，采取上述3中不同類型的物探方法，通過(guò)對(duì)長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)對(duì)短距離預(yù)報(bào)進(jìn)行指導(dǎo)，而利用短距離預(yù)報(bào)對(duì)長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)進(jìn)行驗(yàn)證，不同類型的方法在具體應(yīng)用過(guò)程中可以相互補(bǔ)充、印證，從而為后續(xù)施工作業(yè)順利開展提供指導(dǎo)，提高工程施工質(zhì)量[5]。結(jié)合前期勘察地質(zhì)資料內(nèi)容，綜合分析確定斜井XK1J0+698～+690段巖性為灰?guī)r，圍巖破碎，并且局部存在溶槽、溶腔等問(wèn)題，圍巖整體穩(wěn)定性差，為了提高工程質(zhì)量，在施工期間要加強(qiáng)支護(hù)，采取合理措施完成排水作業(yè)。經(jīng)過(guò)后開挖驗(yàn)證，在XK1J0+695下臺(tái)階左右兩側(cè)出現(xiàn)了大量涌水問(wèn)題，裂隙發(fā)育情況、圍巖破碎、局部溶縫與預(yù)報(bào)獲取到的相應(yīng)結(jié)論高度溫度。在實(shí)際施工作業(yè)開展期間，通過(guò)對(duì)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的應(yīng)用，施工單位制定了合理排水設(shè)施，在工程施工中，能夠?qū)⒐こ虆^(qū)域內(nèi)的技術(shù)及時(shí)排出到工程外，避免技術(shù)對(duì)工程施工作業(yè)開展造成不良影響，保證工程施工作業(yè)順利進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)：

鐵路隧道超前預(yù)報(bào)中對(duì)綜合物探法進(jìn)行應(yīng)用，不同方法在應(yīng)用期間可相互印證，對(duì)各種方法進(jìn)行應(yīng)用，通過(guò)綜合方式完成相應(yīng)分析工作，這能夠?yàn)殍F路隧道作業(yè)面前方圍巖水文地質(zhì)和工程地質(zhì)，以及不良地質(zhì)規(guī)模和位置具體情況進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)報(bào)，為后續(xù)施工開展提供支持與指導(dǎo)。

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1.國(guó)鐵集團(tuán)武廣高鐵公司 湖北武漢 430012;2.中鐵十一局集團(tuán)有限個(gè) 湖北武漢 430016;

3.中國(guó)石油大學(xué)（北京）北京昌平 100081;4.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 北京海淀 100083;

5.中國(guó)科學(xué)研究院武漢巖土力學(xué)研究所 湖北武漢 430037;6.華中科技大學(xué) 湖北武漢 430076;

7.中鐵第四勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司 湖北武漢 430021;8.河北華虹工程材料有限責(zé)任公司 河北衡水 053000;

9.中鐵三局集團(tuán)第二工程有限公司 河北石家莊 050000