盾構法預制拼裝隧道超前地質預報研究與實踐

周昆

（中鐵十四局集團大盾構工程有限公司，江蘇 南京 211800）

0 引言

盾構法修建城市軌道交通隧道歷久彌新、源遠流長［1］。伴隨著我國交通、水利水電建設工程的興盛，具有“高效、高質量、高效益”優勢的盾構法必將大展身手［2-5］。盾構法是一種易進難退的全斷面施工技術，在遇到不良地質時，如若不能提前、及時處理，盾構機十分脆弱，易產生卡機、姿態失控等重大工程事故，造成難以估量的人身財產損失［6-9］。目前，在TBM施工中開展超前地質預報的方法較多，如德國應用聚焦頻域激發極化原理BEAM技術［10-11］和基于面波-橫波轉換波模型的ISP技術［12］；日本利用掘進參數進行的超前探測［13］等。我國部分學者用三維激發極化法［14］、HSP聲波反射法［15］和CFC［16］進行超前探測。

在既有文獻中，全斷面掘進機開挖隧道超前預報的研究多集中于敞開式TBM施工隧道，而盾構施工隧道的超前地質預報技術較少，主要原因有：（1）盾構刀盤占據了掌子面，使常用的探地雷達掃描掌子面的工作方式難以實現，且集成于刀盤的探地雷達對刀片強度可能產生影響；（2）龐大的金屬機具產生復雜的電磁環境背景，致使常規電法探測效果不佳；（3）機械化施工方法導致其振動很大，再結合其管片襯砌結構，對地震波方法的觀測系統設計是重大考驗。

目前，盾構隧道超前預報技術研究主要路線有：（1）與盾構機集成，做智能掘進機系統，適用于新建掘進機［17］；（2）便攜式儀器設備，適用于已開挖隧道，有助于現有盾構施工隧道開展具有針對性的超前預報，降低施工風險?！?br>