淺談地質(zhì)超前預(yù)報地質(zhì)雷達(dá)在隧道施工中的應(yīng)用

任洌鋅

摘要：在隧道施工中，超前地質(zhì)預(yù)報有著非常重要的地位。為了能夠確保隧道施工安全。文中結(jié)合具體實(shí)例，主要就對隧道施工中地質(zhì)超前預(yù)報地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)超前預(yù)報;地質(zhì)雷達(dá);隧道施工

1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目處于青藏高原東北部，景區(qū)地勢南高北低，起伏大。隧道全長916m，隧道最大縱坡4.99%。隧道最大埋深309m。隧道中Ⅴ級圍巖為583米，Ⅳ級圍巖為333米，Ⅴ級圍巖占比為為63.5%。對隧道進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報，本次預(yù)報里程段為YK4+380～YK4+410，長30m。

2 探測內(nèi)容

（1）探測掌子面前方地質(zhì)的變化情況及災(zāi)害體的分布、性質(zhì);

（2）超前地質(zhì)預(yù)報范圍段的圍巖級別初步判定。

3 探測依據(jù)

（1）《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG 3370.1-2018）;

（2）《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTGT 3660-2020）;

（3）《公路工程物探規(guī)程》（JTG/T C22-2009）;

（4）《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》（GB /T50218-2014）;

（5）《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTG C20-2011）;

（6）《公路隧道施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F60-2009）;

（7）《鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)規(guī)程》（Q/CR9217-2015）

4 主要儀器設(shè)

a、地質(zhì)雷達(dá)SIR 20 ? b、天線100MHz

5 探測原理及方法

5.1探測原理

地質(zhì)雷達(dá)探測是基于電磁波遇到不同反射界面其反射振幅、頻率和相位不同來判斷前方傳播介質(zhì)的性質(zhì)和變化。介質(zhì)介電常數(shù)的差異決定了電磁波反射的強(qiáng)弱程度和其相位的正負(fù)。巖石巖性、斷裂構(gòu)造破碎帶、風(fēng)化程度及其含水量等的變化將影響其介電常數(shù)，電磁波反射的頻率、振幅、相位也將發(fā)生變化。因此，根據(jù)電磁波反射的特征推斷掌子面前方的地質(zhì)情況。

5.2探測方法

本次預(yù)報選用SIR20型地質(zhì)雷達(dá)，100MHz天線，根據(jù)現(xiàn)場條件，布設(shè)AB、BA兩條測線（重復(fù)）。采集參數(shù)：采集方式為點(diǎn)測，每掃描采樣點(diǎn)數(shù)為512個，采集時窗700ns。

6 探測結(jié)果分析

6.1 隧道掌子面地質(zhì)情況

隧道進(jìn)口現(xiàn)處在洞口段，埋深較淺，掌子面出露圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體主要為層狀結(jié)構(gòu)，局部碎裂鑲嵌結(jié)構(gòu)，巖體破碎，拱頂開挖有掉塊現(xiàn)象，掌子面較干燥。

6.2 雷達(dá)探測結(jié)果

根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)探測圖像，結(jié)合掌子面地質(zhì)情況分析，從電磁波的反射波形圖化來看：

1）掌子面前方0～7m（YK4+380～YK4+387）段，電磁波反射較弱，同相軸不連續(xù)，局部存在錯斷，結(jié)合掌子面地質(zhì)情況分析，初步推測此段圍巖地質(zhì)情況與掌子面較為接近;

2）掌子面前方7～30m（YK4+387～YK4+410）段，電磁波反射弱，反射少，主要以中高頻為主，初步推測。該段圍巖較完整，穩(wěn)定性一般，局部圍巖較破碎，裂隙水較發(fā)育。

7 結(jié)論與建議

7.1結(jié)論

綜合掌子面地質(zhì)情況和地質(zhì)雷達(dá)探測分析結(jié)果，得到如下結(jié)論：

（1）推測掌子面前方0～7m（YK4+380～YK4+387）段圍巖地質(zhì)情況與掌子面較為一致;7～32m（YK4+387～YK4+410）段較掌子面地質(zhì)條件相對較好，圍巖節(jié)理裂隙稍發(fā)育，巖體較完整，裂隙水稍發(fā)育。

（2）由于洞口埋深淺，圍巖自穩(wěn)能力差，預(yù)報建議YK4+380～YK4+410圍巖為Ⅴ級。

7.2建議

YK4+380～YK4+410段在開挖過程中應(yīng)短進(jìn)尺、弱爆破，遵循“少擾動、及時噴錨、勤量測、及時封閉、強(qiáng)支撐、早成環(huán)”等技術(shù)措施保證施工安全正常開展;隧道各項(xiàng)施工應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)文件、規(guī)范要求施工，加強(qiáng)支護(hù)保證安全。

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