综合超前地质预报在岩溶隧道施工中的应用

金光祥

摘要：岩溶地质条件在我国分布较广，占我国地理面积的三分之一，岩溶地区主要岩石类型以碳酸盐岩为主，在我国西部分布广泛。铁路隧道是交通建设中的技术难点，根本在于处理好岩溶地区隧道稳定性与安全性。本文通过对岩溶地区超前地质预报方法进行概述，对超前地质预报技术进展进行分析，并结合叙毕铁路隧道工程实例，运用地质分析法、地质雷达、红外探测、超前水平钻孔等超前预报技术对工程进行分析总结，找到各种预报方法的适用条件，最佳应用距离，设备操作过程相关影响因素分析，找到岩溶隧道地质超前预报各种技术的优缺点，方便以后工程施工的应用和经验总结。

关键词：岩溶隧道、超前、预报、地质分析法、地质雷达

前言：伴随着我国交通事业的高速发展，使得隧道工程和地下工程也随之进入飞速发展时期，而我国西南地区大面积分部的岩溶区及形式各样的喀斯特地貌，客观上对隧道安全施工构成了极大威胁。叙毕铁路（川滇段）途径四川、云南、贵州，区域地质条件复杂，是我国岩溶发育最典型的区域，，岩溶强烈发育，地表岩溶类型齐全，形态各异，极大的增加了铁路建设难度。无论施工深埋隧道还是浅埋隧道，采用单一的超前钻探方法均未能全面准确地预测不良地质情况，各个隧道均不同程度遇到了岩溶地质灾害问题，处理难度教大，严重影响施工进度，本文将对岩溶隧道地区超前地质预报技术进行详细分析，希望为岩溶隧道施工安全和工作效率提供可靠科学理论，为其他工程提供相关经验。

1 发展趋势

隧道施工中，进行超前地质预报工作，已成为隧道施工的重要工序之一。目前，国内外超前地质预报方法主要有地质分析法，包括地质调查法、超前钻孔法等;物探法包括TSP法、地质雷达法、红外探测法、瞬变电磁法以及地震波预报技术、探地雷达技术等，各种方法都有其各自的特点，但由于隧道地质条件千变万化，各个地区使用何种预报方式更为准确，并没有统一适用的结论，需要根据各个地区隧道的实际地质情况进行研究对比，才能选合适的预报方式进行综合超前预报，确保隧道施工安全。

2 超前地质预报方法简介

国内外超前地质预报方法主要有地质分析法，包括地质调查法、超前钻孔法等;物探法包括TSP法、地质雷达法、红外探测法以及地震波预报技术、探地雷达技术等。

2.1 地质分析法

通过隧道内外岩层出露情况，分析岩性变化，绘制地质地形图，对隧道地质构造和沉积环境做评价分析，结合地质工作人员野外知识和经验，对掌子面地质情况做预判，常见的岩溶隧道地质分析常进行以下操作：（1）根据露头和地层分析本区域岩溶发育情况;（2）判断地下水和地表水之间的关系，确定补径排条件;（3）对岩溶发育情况做预判并将其与隧道设计结合在一起;（4）初步确定沉积物分布，岩溶水体的动力学特征与化学特征。

2.2 地质雷达

地质雷达是地球物理勘探的一种，主要工作原理就是利用干扰小的高频窄脉冲电磁波探测不同介质，依据电磁波反射做数据反演，找出异常点进行地质预报。

2.3 红外探测

红外探测原理是利用红外线测量温差来判断不同介质，红外面测量可以有效测地下水的动态和所处位置，它通过激光器瞄准目标区，通过显示屏读取相关记录，按照事先设计好的位置按顺序测量，当屏幕上显示数据离散度较大时要注意介质的改变，此处可能为地质异常点要进行记录、复查。

2.4 超前水平钻孔

超前水平钻孔是最直接和真实的一种地质预报方法，通过在掌子面用转机取芯，并对岩芯岩性进行分析，掌握前方地质概况，超前水平钻孔虽然获取资料真实可靠，但成本高，探测距离短，且超前水平钻孔多在施工前进行易引发地质灾害。

3主要预报方法的特点

首先分析各个预报方法的特点及适用范围，建立初步的密集岩溶区综合预报体系，将预报分为宏观预报、中长距离预报、短期预报、特殊方法预报等多个阶段。通过对地质的有效预报，并采取科学的处理手段，使隧道安全快速的穿越岩溶区段。

4 结论

隧道施工属于高风险作业，一旦预测不准确，处理不当，将会造成重大安全责任施工，并严重影响工期，处理将会给公司带来巨大的经济损失。文章通过对岩溶地区超前地质预报方法进行概述，对超前地质预报技术进展进行分析，并结合叙毕铁路工程实例，运用地质分析法、地质雷达、红外探测、超前水平钻孔等超前预报技术对工程进行分析总结，找到各种预报方法的适用条件，最佳应用距离，设备操作过程相关影响因素分析，找到岩溶隧道地质超前预报各种技术的优缺点，地质雷达对含水带、破碎带有较高的识别能力，能够准确反映围岩内部特征，但不足之处是占用施工时间较长。地质分析法优点是结论可靠，操作简便经济，不足之处是工作量较大且需要专业地质工程师参与。文章通过对项目的总结，所提出理论可以为以后工程施工的应用和经验总结。

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