| 标题 | 隧道施工中超前地质预报技术的应用 |
| 范文 | 刘训 乌鲁木齐铁建工程咨询有限公司，新疆乌鲁木齐830026 摘要 新疆地理环境特殊，白昼温差较大，影响隧道土木施工作业，所以在实施隧道工程前应做好相应的地质勘察，做好该区域的地质预测以及预报工作，但是新疆地区岩体的复杂性，经常导致了勘察资料与实际的隧道施工后的结果出现一定的出入，对隧道的安全、质量以及后期的施工作业周期产生了一定的影响，如何做好地区的隧道地质预测工作，是一种挑战，所以本文结合实际工作情况，总结论述了当前应用的中超前地质预报技术，以此作为同行的借鉴以及参考。 关键词 新疆地理环境；隧道地质；隧道施工 中图分类号P62 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）61-0148-02 隧道土木工程，关系国家百年大计，所以保证其质量是项目实施成功的关键，为了保证质量，做好项目施工前的预测工作，是保证质量的前提，但是由于地质的岩体具有复杂性以及多种因素的影响，在对隧道施工前，需要根据新疆地区的地质情况进行相应的勘察，根据地质勘察对将要实施的隧道作业环境做出初步的预测与分析，但是设计隧道以及施工前的地质测试工作不能够完全概述出实际的地理环境，预测以及预测报告结果存在着一定的片面性。随着新疆地区经济的发展，公路工程，铁路工程建设的数量越来越多，在施工过程中面临的隧道作业工程也越来越多，而且相对的作业环境规模也越来越大，就其作业难度也不可忽视，地质环境的特殊性，导致了作业周期加长，预报实施方案的不确定性调整等情况发生。在以往经常出现隧道冒顶、渗水等现象除了施工方面的问题，导致隧道出现质量问题的原因，除了施工方面的问题外，还有施工前的勘测预报不完整性的原因，所以我们应该针对新疆地区的地理环境特点，采用超前地质监测以及预报技术对其地质环境进行有效的监测预报，通过准确的预测技术，反映隧道施工过程中掌子面前方的地质环境。对于当前的隧道工程，采用系统的超前地质监测、预报方法，对后期施工，以及保障隧道质量具有十分重要的意义。 1 超前地质预报的内容及预报流程 1）预报掌子面前方与工程前勘测到的资料的不同数据、变化情况和地质环境对施工的影响； 2）提供掌子面前方突然涌水的地点及多少、富水带的位置、地下水的含量等因素帮助施工人员进行止水、改变施工方式等依据； 3）预报掌子面前方的断层及不稳定岩层的位置、规模、属性，帮助施工人员及时更改施工方案，保障工程安全； 4）预报可能出现的影响施工的断层、富水带、易塌方地区及滑动面等问题，包括各种问题的位置、规模、属性及发展趋势，方便施工人员及时做出反应，处理问题； 5）预报流程首先研究既有资料并制定相应的预报分级预报方案，针对预报距离，分别进行，长、中、短距离预报，其次对预报数据进行综合分析，并对预报成果提出预报技术建议，提供相应的技术决策以及相应的施工方案，最后进行隧道施工作业，如果在施工过程中出现了问题，需要把施工问题及时反馈，并对信息以及预报方案重新规划处理。 2 超前地质预报的分析方法 地质分析法和物探法是超前地质预报的两个基本的系统方法。对于地质分析方法，首先需要进行地质调查，因为不同的岩层，不同的岩层厚度以及岩层位置都会影响到后期的施工作业情况，进行超前地质预报工作中，地质调查是地质预报的基础性工作，根据工作情况以及地理环境特点，首先需要建立新疆地区标准地层剖面，根据地层剖面，确定作业隧道地理环境中，各个岩层的层次顺序，各个岩层的厚度以及位置。 2.1地质分析法 地质分析法是为了有针对性的补充施工前的地质勘测资料而将地貌、地质调查、地质推理相结合的一种预报方法。地质分析法可以补充以下两点：地质构造在隧道地表的分布、出露、性质、变化及变化规律；不同地层、岩质在隧道地表的出露和接触的关系。 地质分析法要根据设定的标准地层剖面结合地底物质的沉积规律，确定各个岩层的层次、次序、厚度以及所处位置。在对地质构造进行全面系统的调查之后，根据不同的隧道的各方面情况，展开研讨会，详细地核查细化过的资料，为地质预报做好铺垫。 2.2物探法 物探法是在施工过程中不同的物质来进行超前预报。其中，长期地质预报一次预报150m，采用TSP203超前地质预报仪进行勘探；中期地质预报一次预报20m，采用地质雷达进行勘探；短期预报一次预报5m~10m，采用钻孔取芯进行勘探。中长期超前地质预报要求在进入隧道洞口50m后才可以实施。 1）长期超前地质预报 在长期超前地质预报中采用TSP203系统，在实施预测过程中，需要设立24爆破孔以及一个探测孔，在该实施过程中，第一个爆破孔距掌子面应该在2m左右，剩下的23个爆破孔之间的孔距为1.5m，探测孔距最后一个爆破孔的距离为15m，各种孔位布置在距隧底1.5m的一条直线上。爆破孔用φ38的钻头进行钻孔，孔深为1.5m，孔位向下倾斜10°~20°，探测孔用φ42的钻头进行钻孔，孔深为2m，孔位向上倾斜5°~10°，以便于接受爆破地震波。准备工作完成后，需要进行测量、安装接收器以及爆破孔装药、连接线路，最后是进行数据收集，以及长期TSP203预测报告。 2）中期超前地质预报 中期地质预报采用地质雷达进行预报，地质雷达是以电磁波反射为原理进行勘探的，通过勘测与含水性相关的节点常数的波动来测定含水的断层、充水的地质体以及岩层的性质等等。 地质雷达可以进行短距离（10m~40m）的勘测，它可以预报惊喜岩性的结构变化情况。在高水压段，TSP203对于异常体的性质、规模、影响有判断困难时可以利用地质雷达进行勘测；同时，对于隧道顶部、边墙、底部或其他出水部位隐藏的伏岩洞穴探测具有良好的效果。 预测方法 预报成果 探测充水的地质 确定断层、岩性和溶洞的界面， 确定异常岩体的规模、性质、危害程度。 隧道底部、边墙、 隧顶外或其它出水部位 可能隐伏岩溶洞穴 地质雷达预报方法和预报成果表 不同的探测曲线的特征可以帮助判断含水体及含水构造存在的潜在危害。 根据工程的隧道横切面的大小及控制横切面上下左右岩溶变化，测点的布置可以采用3种完全不同的方法。在切面底部的两侧和中心各1.6米的地方安排3个垂直向下的测点；在隧道的左右两侧的垂直边墙安排两个测站，分别以水平0°、仰角+10°、+20°、+30°、+40°、+50°、+60°及少部分的+70°、俯角-10°、-20°、-30°、-40°、-50°、-60°、-70°、-80°、-90°勘探；在移动车上，安排3个测站，其中，在中心测站距离隧道顶部的垂直高度为1.2米的地方，以左+50°、+60°、+70°、+80°、+90°和右、80°、+70°、+60°、+50°探测，再在距离中心点1.6m的地方分别以仰角+40°、+30°、+20°、+10°、0°和俯角-10°、-20°进行勘探。 3）短期地质预报 在隧道的施工期间，将水平钻孔纳入施工工序中可以保证岩质破碎地带也能够安全施工。正洞超前钻孔要在每个断面布置两个钻孔。 获得的地质信息需要进行整理分析，根据分析结果得出地质结论。如果预测到掌子面前方岩层环境有变化的时候，应该立刻填写超前地质预报通知书，送到现场施工队伍的管理人员手中；如果掌子面前方的岩层环境没有变化，但是有不利于施工进行的地质条件或可能带来地质灾害的判断是，也应该立刻通知施工现场的管理人员，并提出建议，采取何种保护措施来保障施工的安全性。 短期地质预报主要是预报地下水活动及可能构成不稳定地质的块体等情况，中期地质预报主要预报岩层空洞等情况，长期地质预报主要预报不同岩质、断层等情况。超前预报系统综合了超前地质预报的所有技术，极大限度的提高了预报的准确性和科学性，但是也有可能延缓工期、增加成本。 在项目的实施过程中，施工单位应根据实际情况选择预备方案，高效的利用预报方法，保正隧道施工的质量、进度，尤其是安全。 3 结论 在实际工作中，中长短期地质预报主要针对不同的预测主体等情况，比如，长期预报主要预测不同岩体、断层；而中期地质预报主要预测岩体孔洞等情况，短期预报主要预测可能构成不稳定块体的大裂隙和地下水活动等情况。在新疆地区隧道施工过程中，应该根据不同的地理环境进行综合的技术分析，综合超前地质预报综合技术，这将会有力的提升地质超前预报的准确性。 参考文献 [1]胡永来，景有荣，边境.隧道围岩监控量测与有限元模拟在某隧道中的应用[J].甘肃科技，2009(1). [2]邱超.隧道湿喷混凝土施工技术[J].中国西部科技，2010(6). [3]张成都.浅析古滑坡浅埋段隧道施工[J].科技信息，2010(13). [4]林鹏顶.罗江隧道爆破和支护施工技术[J].科技情报开发与经济，2007(8). [5]谢建明.论长大隧道施工的水害影响及排水措施[J].科技信息(科学教研)，2008(23). |
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