隧道地質預報技術和方法

肖 峰

（山西運城路橋有限責任公司，山西 運城 044000）

隧道地質預報技術和方法

肖 峰

（山西運城路橋有限責任公司，山西 運城 044000）

隧道地質超前預報是防止隧道開挖突發性災害、保證施工工期、及時調整支護參數、保證施工質量和控制隧道建設成本的有效手段。在施工階段采用短時間對巖體進行物理探測，通過各種信息來判斷巖體特征的物理探測方法。

地質超前預報；地質判斷

1 前言

某隧道地處秦嶺褶皺帶，構造形跡復雜，雖然隧道全線未見構造形跡，但該隧道進山口段圍巖為中生界二長花崗巖，巖石全風化到強風化，風化層厚度大，嚴重影響圍巖穩定性。

隧道施工中，地質工作者應嚴密注意圍巖開挖情況，通過探測手段，預測開挖工作面前方應有幾米至幾十米，甚至上百米的圍巖工程地質和水文地質條件，結合掘進中地質條件的變化，及時提出預報，以便有準備地做好各種預防和施工措施，保證隧道施工的順利進行。

2 地質預報技術

2.1 地質超前預報工作目的

2.1.1 地質因素

隧道是建筑在地下的隱蔽工程，地下地質條件復雜，潛在、無法預知的地質因素較多：①多變的地質條件；②地層破碎帶/斷層；③富水巖層。

2.1.2 地質超前預報的目的

提供隧道掘進前方的地質情況，包括圍巖的完整性、斷層破碎帶和溶洞的規模及位置、不良地層的賦水情況，進而作出對圍巖類別的劃分和坑道開挖時穩定性的分析，為設計變更及施工方法改變提供工程地質依據，以確保隧道施工順利進行和工程安全。

2.2 預報內容及探測方法

2.2.1 預報內容

（1）對照圖紙提供的地質資料，預報地質條件變化情況及對施工的影響程度。

（2）預報可能出現塌方、滑動的部位、形式、規模及發展趨勢，提出處理措施。

（3）預報可能出現突然涌水的地點、涌水量大小、地下水泥砂含量及對施工的影響。

（4）預報軟巖內鼓、片幫掉塊地段及對施工的影響程度。

（5）預報巖體突然開裂或原有裂隙逐漸加寬的位置及其危害程度。

（6）位移量測中發現圍巖變形速率加快時，應預報對圍巖穩定性的影響程度。

（7）淺埋隧道地面出現下沉或裂縫時，預報對隧道穩定和施工的影響程度。

（8）對隧道將要穿過不穩定巖層、較大斷層作出預報，以便及時改變施工方法或作應急措施。

（9）隧道附近或穿過瓦斯地段的巖（煤）層中，預報瓦斯影響范圍。

（10）隧道施工中由于措施不當，可能造成圍巖失穩，應及時采取改進措施。2.2.2 探測方法

（1）導坑探測。地質條件較復雜的隧道施工中，可采用超前導坑或專用的探測坑道進行探測。根據導坑開挖揭露的圍巖地質情況，能了解并較準確地預測隧道開挖工作面前方相應地段圍巖的工程地質及水文地質條件。

（2）超前水平巖芯鉆探。超前水平巖芯鉆孔可視為隧道中的微形導坑，可能探測了解隧道開挖工作面前方幾十米乃至上百米范圍內圍巖的地質情況。

（3）工作面上的淺孔鉆探。淺孔鉆探是利用開挖工作面上的炮眼孔或深水孔、聲波探測孔的鉆進情況來探測了解圍巖地質情況。通過鉆進的時間、速度、壓力、成分以及卡鉆、跳鉆等和巖性、構造性質及地下水等情況，掌握地質條件，判斷開挖工作面前方圍巖的地質情況。

（4）聲波探測。聲波探測是利用不同巖（體）有不同的物理力學性質，因而聲波的傳播速度亦有不同的關系，根據巖石（體）的聲波傳播速度來判斷圍巖的工程地質情況。當巖石（體）的波速越高時，則巖體越完整堅硬，巖體質量越好。

（5）地震波量測。地震波量測是利用微型爆破引發的地震波在巖體中向四周傳播，當波在隧道掘進前方遇到一界面時，部分波將從界面反射回接收傳感器，通過專門設備的數據運算和處理，即可預報掘進前方的地質情況。

3 隧道地質預報方案

地質超前預報工作內容：

（1）圍巖電磁波測試。圍巖電磁波測試是利用地質雷達等分辨率較高、方向較好、能夠分辨出較小規模地質異常的測試手段，及時預報出掌子面附近的斷層、溶洞、富水等不良地質情況。地質工程師判斷是由地質工程師根據區域地質知識和經驗，綜合分析判斷，對掌子面前方的地質情況作出預測，并對地質預報儀及地質雷達探測出的地質現象作出合理解釋。

（2）地質工程師判斷。由地質工程師根據區域地質知識和經驗綜合分析判斷，對掌子面前方的地質情況作出預測，并對地質預報儀及地質雷達探測出的地質現象作出合理解釋。

4 結束語

在具體施工中應該注意初期支護工作，加強防護措施，以增加安全性。

建議施工單位在開挖中，應遵循斷進尺、強支護的原則，并注意對圍巖進行監控工作，確保施工安全。

Tunnel Geology Forecast Technology and Method

Xiao Feng

The tunnel geology forecast is in advance prevents the tunnel excavation burst characteristics disaster，the guarantee construction time，the prompt adjustment supports and protections parameter，the guarantee construction quality and the control tunnel construction cost effective measure.Use the short time in the construction stage to carry on the physical survey to the rock mass，through each kind of information the physical surveymethod.

the geology forecasts in advance；the geology judges

U 452.1+1

A

1000-8136(2011)08-0063-02