TST技术在阿拉套山隧道超前地质预报中的综合应用

邓亚峰

摘 要：在隧道施工过程中，隧道前方岩溶发育情况不清楚，地质构造复杂，岩体破碎情况不明确。为了确保施工安全，减少和避免地质灾害发生，人们可以采用TST技术对隧道进行超前预报。结果表明，TST技术有效地提高了分析精度和构造定位精度，消除了侧向回波和面波，成功地解决了断层、破碎带及含水带的超前地质预报问题，因此该技术可以广泛应用于隧道施工地质灾害的预报中。

关键词：TST技术;超前地质预报;阿拉套山隧道

中图分类号：U452.11文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）20-0114-02

Abstract： During the construction of the tunnel， the development of the karst in front of the tunnel is unclear， the geological structure is complex， and the rock fragmentation is unclear. In order to ensure construction safety， reduce and avoid the occurrence of geological hazards， people can use TST technology to forecast the tunnel in advance. The results show that TST technology effectively improves the analysis accuracy and tectonic positioning accuracy， eliminates lateral echoes and surface waves， and successfully solves the problem of advanced geological prediction of faults， fractured zones and water-bearing zones. Therefore， this technology can be widely used in the prediction of tunnel construction geological hazards.

Keywords： TST technology;advance geological forecast;Alatau Mountain Tunnel

新时代，中国经济快速发展，公路及铁路数量不断增长，隧道建设工程占比越来越大。勘查资料、设计资料、施工资料等与实际情况往往存在一定偏差，因此施工时会出现一些难以控制的情况。围岩的风化程度、断层破碎带、地应力等因素会影响隧道施工安全，带来安全隐患，如突泥、崩塌、陷落等问题[1-2]。因此，必须重视隧道超前地质预报工作，对隧道情况进行预测，有效规避各种危险性因素，增强施工的安全性与全面性。基于此，本文以阿拉套山为研究对象，详细分析了TST技术在隧道超前地质预报中的应用，特别是施工要点和技术应用细节。

1 TST技术原理

TST（Tunnel Seismic Tomography）技术就是反射地震技术，具有快捷、新颖、高效、经济的特点，能够以CT形式进行散射，有效成像，显示出地震状况，如图1所示。在进行空间布置时，隧道两侧围岩设置有观测系统、接收与激发系统等，产生地震波后，在实施小规模爆破时，接收主要由地震检波器承担。TST技术能够对侧面、上下底层的地震回波进行判别并有效滤除，使前方的回波得到有效保留，并能同时获得掌子面前方围岩的准确波速和地质体的位置图像。

2 超前地质预报的重要性和TST技术特点

隧道超前地质预报，需要做好相关的准备工作，包括区域前期预测资料、地质素描、隧道掌子面开挖情况等，将各项数据进行整合，有效预测之后，探测出掌子面前一定范围内的地质情况，结合地质学原理，将技术优势与地况特点相互结合，准确预测出规定范围内的不良地质状况，提前制定出相应的施工方案。隧道超前地质预报具有非常重要的地位，能够对工程设计环节进行优化，借助相关信息技术，提高隧道施工的安全度。人们要有效利用这项技术，优化施工组织，不断完善施工安全应急预案，增强工程设计变更的合理性，为隧道前期文件设计奠定基础。

TST技术包含F-K变换技术，能够对后方回波进行滤除，科学分离纵波和横波，使地面干扰波的影响降到最低。借助TST技术进行超前预报，能够对掌子面前方不良地质体的位置、形状等进行预测，判断围岩结构的含水量，掌握其完整性，便于后期的支护参数设计，选择正确的断面进行开挖，形成最完整、最科学、最合理的施工方案。对于隧道可能出现的突气、突泥、涌水等问题，提前提供关于灾害性事故的相关信息，以便及时做好施工准备，使施工更加安全。TST隧道超前预报能够减少人力、物力、财力等，缩短施工工期，节约投资，优化和整合资源，在保证经济效益的基础上，实现最大化的社会效益。

3 阿拉套山隧道现场实例分析

本次采用TST地震法技术对阿拉套山隧道DIK1+815～DIK4+400段进行长距离超前地质预报。每次预报长度为105 m，每次重叠超过10 m，共布置8个有效炮孔、8个接收孔。TST资料处理主要包括数据现场采集、预处理、波场分离、波速分析、偏移成像、地址解释。对阿拉套山隧道部分区间围岩参数进行统计，如表1所示。

本次隧道超前地质预报采用TST技术，对规定范围内的地质情况进行了基本准确的预测，隧道掌子面前方岩性、软弱岩层的规模、分布范围、节理裂隙发育情况等参数比较明确，对开挖结果和对开挖的预报结果进行实时跟踪，各项及整体结果的准确性较高。TST技术在阿拉套山隧道超前地质预报中的成功应用，对施工的顺利进行起到了良好的指导作用，其能够根据相关数据及时调整各项参数，确保隧道安全。

4 结论

本文以阿拉套山隧道为研究对象，详细分析了TST超前地质预报工作的相关情况。在实际应用的过程中，必须做好现场勘测，得出相关数据指标，掌握相关理论方法，与实际相互结合，全面比对相关开挖资料，制定出最完善的施工方案，增强方案的针对性与科学性。同时，在隧道围岩分级和地质灾害预报中，TST技术的优势也非常明显，人们需要进一步優化该技术，使其发挥最大价值。

参考文献：

[1]赵永贵.中国工程地球物理研究的进展与未来[J].地球学进展，2002（2）：301-304.

[2]曾昭璜.隧道地震反射法超前预报[J].地球物理学报，1994（2）：218-230.