淺談綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)在施工中的應(yīng)用

陳睿 萬(wàn)勇

摘要：隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是一個(gè)對(duì)復(fù)雜巖體構(gòu)造的綜合分析判斷，緊靠一種手段的預(yù)報(bào)方法是不準(zhǔn)確的。在進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)時(shí)，要選擇綜合的超前預(yù)報(bào)方式，多種方法相互結(jié)合驗(yàn)證，堅(jiān)持以地質(zhì)為基礎(chǔ)，以物探為手段的綜合預(yù)報(bào)方法。

關(guān)鍵詞：綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)；施工；應(yīng)用

1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)相關(guān)方法

1.1地質(zhì)分析法

地質(zhì)分析法主要包括地表地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)鉆探、斷層參數(shù)預(yù)測(cè)、工程地質(zhì)分析與推斷以及掌子面素描等。地質(zhì)分析法最主要的特點(diǎn)是根據(jù)地表及鉆探的調(diào)查研究來(lái)推斷地面以下地質(zhì)體的分布規(guī)律、發(fā)育情況[1]。任何地質(zhì)體的生成都是一個(gè)復(fù)雜化的大地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，脫離開(kāi)地質(zhì)談?lì)A(yù)報(bào)是毫無(wú)意義的，因此摸清工程區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造是非常必要的，對(duì)我們的分析判斷有非常重要的指導(dǎo)意義，同時(shí)提高我們預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性與施工建議。

1.2地質(zhì)雷達(dá)法

地質(zhì)雷達(dá)法是根據(jù)導(dǎo)電率、介電常數(shù)、磁導(dǎo)率的差異，采用地質(zhì)雷達(dá)高頻電磁波方法進(jìn)行探測(cè)，獲取掌子面前方材料的介電常數(shù)差異信息。常見(jiàn)的地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)有美國(guó)GSSI公司的SIR系列地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)、加拿大Sensor&Software公司的EKKO系列地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)、瑞典Mala公司的地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)等等。地質(zhì)雷達(dá)工作原理為：高頻電磁波以寬頻帶脈沖形式通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射，經(jīng)目標(biāo)體反射或透射，被接受天線所接收，具有高分辨率、無(wú)損性、高效率、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。檢測(cè)時(shí)采用剖面法，即發(fā)射天線（T）和接收天線（R）以固定間距沿測(cè)線同步移動(dòng)的測(cè)量方式，高頻電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度和波形將隨所通過(guò)介質(zhì)的電性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化，由此通過(guò)對(duì)時(shí)域波形的采集、處理和分析，結(jié)合施工單位提供的設(shè)計(jì)資料，可確定隧道襯砌厚度以及有無(wú)空洞等缺陷[2]。

2 TSP技術(shù)在隧道工程中的應(yīng)用

2.1工程概況

某高速公路的隧道埋深達(dá)到了80m以上，最深處為145m，并且整個(gè)施工的過(guò)程中總計(jì)出現(xiàn)了8次突泥涌水的情況，根據(jù)工程的實(shí)際情況選擇使用地質(zhì)鉆探、TSP法進(jìn)行檢測(cè)，從而可以更加準(zhǔn)確地獲取施工數(shù)據(jù)信息。

2.2 TSP探測(cè)

工程開(kāi)始之前，應(yīng)該先運(yùn)用TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)對(duì)D2K194+690～D2K194+810位置實(shí)施探測(cè)，并且在D2K194+633位置處設(shè)置檢波器來(lái)獲取最終的信息。為了全面提升預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，可以選擇使用靈敏度更高的三分量（x-y-z分量）來(lái)接收信息數(shù)據(jù)[3]。通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之后就可以在計(jì)算機(jī)中顯示出深度偏移圖、反射提取圖以及結(jié)果的2D圖。隧道圍巖分級(jí)中，需要充分考慮到具體巖石特性以及物理性質(zhì)，還要了解地下水的分部情況。在工程實(shí)踐中，往往因?yàn)槿狈Χ康慕y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)材料，根據(jù)以往工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)通常需要將圍巖含水、淺埋等情況升一級(jí)處理，保證數(shù)據(jù)比較貼合實(shí)際情況[4]。

2.3超前鉆探法

應(yīng)用TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)之后，可以發(fā)現(xiàn)D2K194+775～+790位置處的圍巖存在明顯的不同，因此，需要在對(duì)該位置進(jìn)行施工的過(guò)程中，應(yīng)該再次使用鉆探法進(jìn)行具體的地質(zhì)勘測(cè)，從而可以更加準(zhǔn)確的了解地質(zhì)情況。

2.3.1超前水平鉆探

應(yīng)用XY—1A型鉆機(jī)在D2K194+745位置處持續(xù)向內(nèi)部方向進(jìn)行超前地質(zhì)鉆探施工，根據(jù)要求鉆一個(gè)孔，鉆長(zhǎng)35m，立角88.5°，水平角1.3°，鉆探速度1000r/min。分析資料之后可以發(fā)現(xiàn)，本次施工所在位置的巖性即為三疊上統(tǒng)侏倭組以砂巖為主，整個(gè)鉆孔的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)所使用的沖洗液已經(jīng)變成灰黑色，并且該過(guò)程并無(wú)明顯的差異現(xiàn)象，巖石特性基本穩(wěn)定[5]。

2.3.2加深炮孔探測(cè)

加深炮孔從而保證水平鉆探更加合理進(jìn)行，同時(shí)還要充分考慮到周邊巖石特性，并且在D2K194+745位置設(shè)置3個(gè)加深炮孔，開(kāi)挖3m都要設(shè)置一個(gè)[6]。在隧道斷面中放樣同時(shí)設(shè)置參考點(diǎn)，標(biāo)高為0，也就是說(shuō)空口位置即為參考距離處。

2.4結(jié)果分析

運(yùn)用TSP技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報(bào)之后，可以更加準(zhǔn)確地了解到在施工前進(jìn)方向的120m范圍內(nèi)存在軟弱破碎帶和富水帶。從開(kāi)挖實(shí)際情況來(lái)看，該處位置的圍巖特性并未滿(mǎn)足要求且局部出現(xiàn)了夾層，并且存在嚴(yán)重涌水現(xiàn)象。通過(guò)數(shù)據(jù)分析之后可以發(fā)現(xiàn)，在要求樁號(hào)與規(guī)模樁號(hào)的檢測(cè)結(jié)構(gòu)基本相同，并且近距離的預(yù)報(bào)后可以更加準(zhǔn)確地了解遠(yuǎn)距離方向的地質(zhì)狀態(tài)。

3隧道TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)施工環(huán)保措施

3.1噪聲污染控制

根據(jù)施工要求來(lái)確定爆炸次數(shù)與點(diǎn)位；嚴(yán)禁在施工區(qū)域內(nèi)燃燒廢棄物；有效降低機(jī)械設(shè)備的噪音，避免造成數(shù)據(jù)記錄不準(zhǔn)確的情況存在；合理安排機(jī)械設(shè)備的工作時(shí)間，做好調(diào)度工作；施工位置距離居民區(qū)比較近，應(yīng)該注意夜間不能施工，避免對(duì)居民生活造成影響。

3.2水環(huán)境保護(hù)

施工過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生廢水以及廢棄物，首先應(yīng)該進(jìn)行基礎(chǔ)的沉淀與過(guò)濾處理，不能直接排入到市政排水系統(tǒng)中；施工人員的生活污水需要采用措施進(jìn)行凈化，待所有指標(biāo)達(dá)到要求之后才能進(jìn)行排放；對(duì)于施工中的各種易燃易爆物品，需要隔離處理，并且做好明顯的標(biāo)識(shí)，避免造成嚴(yán)重的人員傷亡。

3.3大氣、環(huán)境保護(hù)

施工的過(guò)程中，為了避免揚(yáng)塵給人身體以及設(shè)備造成傷害，可以適當(dāng)灑水降塵，同時(shí)也要選擇污染性較小的設(shè)備，確保整個(gè)施工環(huán)境更加環(huán)保。

4結(jié)束語(yǔ)

社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，基礎(chǔ)建設(shè)工程數(shù)量持續(xù)增加，隧道工程因此也被大量的建設(shè)，并且逐漸向埋深大、長(zhǎng)度長(zhǎng)的方向發(fā)展。隧道工程中，因?yàn)槭艿搅说刭|(zhì)條件、施工因素等多個(gè)方面的影響，導(dǎo)致了在施工的過(guò)程中容易與設(shè)計(jì)方案存在一些偏差，導(dǎo)致了很多隧道工程中都不可避免地存在涌水、涌泥的情況，對(duì)整個(gè)工程安全造成極為嚴(yán)重的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]王定寶，闞世飛.壁板坡隧道復(fù)雜地質(zhì)條件下施工風(fēng)險(xiǎn)管理[J].公路隧道，2017（04）：41-45.

[2]馮義.綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)在巖溶隧道中的應(yīng)用[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2017，34（12）：121-126.

[3]張曉波.綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)在麻窩隧道中的應(yīng)用[J].低碳世界，2017（28）：224-226.

[4]王少光.隧道綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)在某高風(fēng)險(xiǎn)隧道中的應(yīng)用[J].鐵道勘察，2016，42（06）：42-46.

[5]陳美艷.淺談超前地質(zhì)預(yù)報(bào)基本做法及在不良地質(zhì)隧道中的應(yīng)用[J].低碳世界，2016（33）：177-178.

[6]楊新民.隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法針對(duì)性選定及組合應(yīng)用研究[J].鐵道建筑技術(shù)，2016（09）：5-8.

[7]楊嘉明，劉凱，韓飛，郭奇.綜合物探方法在地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J].東北水利水電，2016，34（09）：43-45.

（作者單位：湖北工業(yè)大學(xué)）