隧道施工超前地质预报研究现状及发展趋势

苏校锋

（山东科技大学地球科学与工程学院，山东 青岛 266510）

摘要：在隧道施工过程中，超那么地质预报是至关重要的过程，它能够有效保证施工的安全性，对可能出现的危险进行有效防范。本文主要对隧道施工超前预报的目前状况进行分析，并探究其未来的发展趋势。

关键词：隧道施工；超前地质预报；现状；发展方向

一、目前隧道施工超前地质预报的发展状况

现阶段，隧道施工最常使用的方式有钻爆法以及TBM法。在超前地质预报过程中，以上两种方式有极大的区别。与前者相比，后者的施工隧道环境极其困难。因为TBM法在施工中使用的设备体积很大，所以在施工过程中占据大量的空间，而且金属构造会对电磁波场产生极大的影响力[1]，所以就出现钻爆法能够高效的进行地质预报，但TBM隧道施工环境却难以使用。从大体上来看，现阶段使用的钻爆法地质超前预报具有极大的进步，后者TBM法超前地质预报虽然受到大众的广泛关注，但是其存在的问题一直难以解决。

隧道施工超前地质预报技术在不断的进步，定量化探测的理念和想法逐步出现并得到快速进步。定量化超前地质预报定义为使用地质超前预报手段完成对对地质三种关键特质的定性分析以及定量报告。

1、地质法

地质法是当前在隧道施工超前地质预报中使用最多的方式之一，它主要是进行隧洞以及地表的进行探测，然后将结果进行提前报告。地质法主要包括以下几个方面的内容：第一，探查地表地质，主要是指对隧道周边环境进行全面具体的地质勘探，对其进行全面的了解掌握其具体信息，以便于为后续隧道施工超前地质预报提供相应的理论依据，这是属于定性分析的范围内[2]。第二，描绘地质勘测图纸，在正式开工以后，对要施工的情况进行快速的调查，依据调查的结果，描绘出该区域内的地质状况，以利于发现该区域地质的不良特征。

2、超前地质钻探、导坑法

这种方式的本质是一类直接进行勘探的方式，利用之前调查到的地质状况，实现超前精确预报。此类方式主要适用于地质结构不复杂的隧道施工过程中。比如：岩石不容易发生变化，地质不容易受到板块运动的作用等。相较于其他超前地质预报的方式，这类方法有极高的精确度。主要包括以下两种方式：第一、超前水平钻孔法，此类方法主要是利用钻进的速率以及岩石的硬度等路径，对岩石的特性、水量状况以及岩层的状况和完整程度进行探析。第二，超前导坑法，此类方法主要是依赖于导坑检测地质的状况，从而为隧道的的开发提供指导依据。

3、物探法

这种方法是以岩体间性质的差异性为基础，依赖于各类勘探设备和方法，对隧道周围的环境一球变化进行勘探，从而获取该地质的各类所需数据，这是一种非直接的探查方式。这类方式对之前的施工基本没有作用，因此基本不破坏地质。正是由于这些特点，这种方法的普遍度得到快速的提升[3]。当前使用最多的物探法包括三种：第一、红外探水法，这类方法最经常被使用在隧道施工中含水量的调查，该方法的使用机理是因为地质体和水体内部的分子在不断的变化的特征，会因为红外辐射波的影响，出现强度不一的辐射场，依赖于探测设备，能够实现对岩体红外场强度的探查，从而检测掌子面前有无存在含水体。第二、声波反射法，此方式是包括在弹性波检测的范围内，它是凭借声波传导的特点，在隧道具体资料已知的状况下，推测岩体的地质特点，它所能勘测的长度是80米左右，其优势是较低的资金成本、紧缺的检测结果以及工程所消耗的时间短。此外，这种方式极其容易使用，就有较强的可实现性。第三，TSP法，最适合用于长距离的隧道施工超前预报，也是目前全球最前沿的技术手段。它主要是依赖于人工发出地震波，然后对其反射波进行接受，依据播在介质中传播的特性，研究反射波的相关信息，从而获取需要的数据。这种方法的优势在于能够进行远距离的探测，能够较大程度的抵抗干扰，具备极强的分辨率。

二、我国隧道超前施工地质预报的发展方向

依据上述我国隧道超前施工地质预报的状况，可以看出预报的核心主要是地质的条件，缺少对地质施工过程中可能出现的意外事故或者其他不良影响原因的分析，这在很大程度上降低施工的安全性，如果施工过程中出现不可抗的意外事故，对工程造成影响是一方面，更重要的是施工人员的安全问题[4]。所以专业人士研发的关键点都转变为对超前勘探技术的研发和勘探设备的研制，现阶段隧道的施工中使用大量的勘测技术，但是缺乏综合性，所以预测的结果的精确度相对不高。所以在今后的的研发过程中，应该强化对隧道施工超前地质预报理论的分析，加大力度研发勘探的新手段、新科技，以当前的设备为前提条件，研发出更加可信赖性、更加实用性的新型装备，以便于隧道施工的使用。除了上述问题，还需要创建更加成熟的不良地质特点辨认方式和规范化的不良地质鉴定标准，还应该将今后的研究重点应该变为对地质进行超前预报[5]。

结语：通过以上论述，隧道工程项目开展过程中，超前地质预报对施工过程的影响力非常大，预报结果的精确度与工程的正常进行有直接的联系。基于此，要以在对当前的研究结果实施归纳总结，发现其中存在的问题，通过对问题的分析，不断缩小这些问题对工程的作用这是隧道施工超前预报的研究的重点问题。及时解决出现的问题，才能高效发挥超前地质预报对隧道的有利影响。

参考文献

[1]孙铁，张岩. 隧道施工超前地质预报技术简析[J]. 辽宁省交通高等专科学校学报，2016，（04）：6-9.

[2]张楠. 核磁共振探测隧道掌子面前方含水体方法及应用研究[D].山东大学，2016.

[3]戴敬洲. 豎向充泥型溶洞超前预报技术及防灾对策[D].成都理工大学，2016.

[4]徐昌茂. 基于围岩稳定性与超前地质预报的高铁隧道钻爆开挖工法转换条件研究[D].中国地质大学，2015.

[5]雷坚强，丁彰芳. 公路隧道施工监控量测与超前地质预报技术现状及思考[J]. 现代隧道技术，2013，（06）：32-38.