复杂长大隧道地质预报技术

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1、超前地质预测预报系统技术研究岩溶发育地区隧道施工中合理利用超前地质预报系统技术是避免施工风险的有效技术手段。以**铁路内资十三标段***隧道为例，详细介绍隧道施工中如何合理、经济利用超前地质预报的各种方法避免施工风险，同时最大可能减少对施工进度影响。前言1超前地质预测预报系统技术概述1.1实施超前地质预报的意义1.2地质预报方法分类、工作原理和常用仪器1.1实施超前地质预报的意义随着国民经济的发展，近年来我国大力发展基础设施建设，特别是中西部开发的深入，在道路等地下工程的施工中遇到深埋、长大、地质条件复杂的隧道工程越来越多。隧道工程在设计阶段勘察的地质资料

2、都是在地表获取的，对于覆盖在地下较深的或地质条件复杂的特别是碳酸岩地区，受到地表方法和成本的限制往往设计资料与实际情况误差较大。深埋不良地质体的性质、规模变化无常不能及时、准确、提前掌握其特性，但是它们往往给施工带来不便，甚至带来灾难性后果。如：渝怀铁路圆梁山隧道、**铁路马鹿箐隧道隧道发生特大的突泥、突水事件。解决以上问题的有效关键－－必须依靠施工中开展深入细致的超前施工地质预测预报工作（续上业）**线实施施工地质预报的必要性：**线沿线碳酸岩出露面积占测区面积的70％，岩溶特别发育，规模宏大，该区有“地质博物馆”之称。主要不良地质有：岩溶、岩溶水、断层

3、破碎带，普遍存在软岩大变形和岩爆、煤系地层及瓦斯，使得**线长大隧道的地质问题和地质灾害更为复杂化。而我们承建的***隧道以上不良地质均有存在，为**线八座高风险隧道之一。（***隧道地质情况见下页）***隧道处于大路坡复向斜构造内，它由大路坡向斜、尖山岭背斜、穿心坪向斜组成三个蓄水构造。***隧道遇到7条主要断裂。地表岩溶强烈发育，漏斗、落水洞密布，地下暗河发育。大路坡向斜核部位于地下水水平循环带附近地下水丰富，可能发生大规模的突水、突泥。牛鼻子暗河、凉水井暗河在向斜核部可能通过各种通道与隧道连通1.2地质预报方法分类、工作原理和常用仪器1.2.1地质预

4、报方法分类Ⅰ按工作原理分类主要包括：地质方法：是以构造地质学理论为基础，通过对岩石露头等直接进行观察的方法。主要方法有地质勘察、地质素描、经验推断法和断层分析法物探方法（地球物理方法）：指以各种地球物理场的理论为基础，凭借仪器对不均匀体或介质引起的地球物理异常进行观测，而不是直接观测不均匀体或介质本身，因此是一种间接的方法。以介质弹性差异为基础，研究弹性波场变化规律的称为弹性波法主要为地震勘探和声波勘探，在工程上使用的地震法主要是反射法。主要方法有陆地声纳法、TSP203、TGP12(国内新开发的)、HSP等。以介质电（磁）性差异为基础，研究天然或人工电场

5、（或磁场）变化规律的称为电法勘探（或磁法勘探）。主要方法有瞬变电磁法（多频电磁仪）、地质雷达、红外探水仪等。钻探方法：常用水平钻机对未开挖岩体进行钻探，通过岩芯、孔内CT、观测数据来判断开挖岩石的信息。主要方法有水平钻孔、超长炮孔法。1.2.2按工作距离分类主要包括：长距离地质预报：预报距离为60～200米，主要有TSP203、陆地声纳、TGP12等方法。中距离地质预报：预报距离为30～60米，主要有HSP、60米水平钻等方法。短距离地质预报：预报距离为5～30米，主要有地质雷达、瞬变电磁法（多频电磁法）红外探水法、10～30米水平钻5～10米超长炮孔等方

6、法。2***隧道开展超前预报的目的、内容、方法2.1开展超前预报工作的目的：避风险解决目前地面勘探技术无法解决的地质问题查明安全隐患，保障运营安全2.2超前预报的主要工作内容：探测前方不良地质体的空间位置查明已揭露不良地质体的规模、水文地质特征查明隧底不良地质体的位置、规模和对安全的影响2.3超前预报采用主要方法：地质预报实施原则：“物探先行，钻探验证”.即物探、钻探相结合，长距离探测与短距离探测相结合、勘探与地质资料的综合分析的综合探测方法。主要方法有：地质素描、TSP、陆地声纳、地质雷达、红外探水、水平钻探和超前炮孔等2***隧道开展超前预报的目的、内

7、容、方法3***隧道不同地质分级对方法的要求3.1复杂隧道地质分级的依据（设计）：地面的物探异常断层、和暗河发育情况地表溶蚀规模、岩溶按规律向深部发育趋势岩性变化隧道所处地下水变化位置3***隧道不同地质分级对方法的要求3.2复杂隧道地质级别划分：A、A+级：可能存在重大地质灾害的地段，如可能遭遇大型暗河系统，发育重大软弱、富水、导水性良好的断层；存在重大物探异常；可能发生大～特大型突水突泥；并可能诱发重大环境地质灾害的地段以及高地应力、瓦斯灾害严重的地段。B级：主要针对可能发生中～小型突水突泥地段，存在较大物探异常、断裂带等地段。C级：主要针对岩溶水文地

8、质条件较好的碳酸盐岩及碎屑岩地段，发生突水突泥的可能性较小。3不同