隧道超前预报应用及探究

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1、隧道超前预报应用及探究摘要：本文主要探索电磁波法（地质雷达）、地震波法（TSP）及瞬变电磁法在隧道超前预报的应用，并结合工程实例进行分析与说明。实践表明，采取多种方法对隧道进行综合超前预报，能有效地提高预测的精度，明确前方围岩性状，为确保隧道施工的安全提供有力依据。关键词：隧道超前地质预报TSP1引言隧道中地质超前预报的方法有很多，主要有电磁波法（地质雷达）、地震波法（TSP瞬变电磁法、声纳法、超前钻孔法及超前平导法等。但每种方法都有其各自的优点和缺点，面对隧道围岩的不可预见性及复杂多变的特点，尤其在特长隧道和海底隧道，仅仅采用单一的预报方法往往难以满足预报精度的要求。本

2、文藉助广西壮族自治区岑溪大隧道为依托，对几种常用的预报技术及其综合应用进行探索,以达到提高预报的精度并减少隧道掘进过程中的盲目性。2工程实例岑溪大隧道位于广西壮族自治区岑溪市内，是包头~茂名高速公路的一座水文地质条件较为复杂的山岭长隧道。隧址区位于由福庆向斜、白石坝向斜、塘坝向斜构成的加里东期褶皱及燕山期水汶向斜之间，容县至岑溪断层及大隆至水汶断层分布从隧道两侧分北东、南东向通过，围岩主要以花岗混合岩为主，由于地处构造相对发育区，局部岩体节理、裂隙发育，围岩较破碎且含水量丰富，为确保施工安全及顺利掘进，以减少经济损失，在围岩复杂的特殊地段，综合多种地质超前预报的方法进行预测

3、。运用地质雷达、TSP、瞬变电磁仪对岑溪大隧道左线进口DK6+750-DK6+790段进行预报，并从各自的分析结果与实际开挖情况进行比对。预测结果：TSPDK6+750-DK6+790共40m,预测该段围岩强度和稳定性有较大程度的降低，较破碎，节理、裂隙较发育，整体稳定性相对稍差。瞬变电磁仪预测DK6+750-DK6+760及DK6+785-DK6+795段出现明显的低阻异常区、预计DK6+750~DK6+760、DK6+785-DK6+795段围岩节理、裂隙发育，基岩裂隙水较为发育，岩体含水量较大。地质雷达本次雷达预报探测范围DK6+750-DK6+780段计30米，从现

4、场点测试图来看，DK6+757-DK6+780段及段雷达反射波较强，预计该段围岩较破碎，节理、裂隙较发育，局部含水量较大，或存在不均匀风化层，开挖时易发生坍塌。实际开挖情况：DK6+756里程处围岩较破碎，节理、裂隙较发育，含水量较大，掌子面右下部发育有不均匀风化层。其余段落围岩变化不大。综合测试结果评价：对于里程DK6+750-DK6+790段，实际开挖结果为：围岩较破碎，节理、裂隙较发育，含水量较大。通过比对，TGP预报结果对该段落围岩整体结构判断较为准确，没有揭示含水量；瞬变电磁仪对低阻体的判断与实际开挖结果较为符合；地质雷达在短距离探测范围内对不良地质体做出了较为准

5、确的探测。DK6+757掌子面开挖情况DK6+775掌子面开挖情况大量的实践证明：电磁波反射法在有效探测范围内(30m)有较高的探测精度、可以探测到水体的位置，但不能确定岩层的含水量及其具体分布，该法易受隧道内的测试条件的影响而造成误判；地震波反射法的有效探测距离可达100-200m,在隧道浅埋段及洞口段(50m内)无法使用，对水体的探测不够理想，对于较小的地质变化预报分辨率不足,而对于大的构造体有较好的探测效果，还可以根据波的传播理论反算出岩体的相关参数，从而为围岩分级提供依据；瞬变电磁法在30-100m范围内对于含水量较大的不良地质体有较好的探测效果，而对于高阻体的探测

6、效果尚不尽如人意，且洞内复杂的施工环境容易对其产生干扰。建议：单一的方法对于在面对复杂多样的地质情况时,往往显得力不从心，深层次的原因在于仪器研制的时候往往是针对某些特定的地质灾害而开发的，甚至探测的基本理论。我们采用现有的理论和仪器设备对所有不良地质灾害做出准确的超前预报是不现实的，只有对多种预报技术进行合理有效的整合，充分发挥各预报技术的优势，取长补短，才能够有效提高超前地质预报的精确度.参考文献：⑴刘云帧.TGP隧道地震波预报系统与技术[J]・物理探测法与化探，2009.[2]石刚•探地雷达系统优化及在隧道地质超前预报中的应用研究[D]•长安大学博士学位论文，2009

7、.[3]谢辉GPR电磁波在层状路面中传播的正演模拟[J]•重庆交通学院学报，2006.[4]Husegawa,M.andUsui.M.Geologicalpredictionmethodaheadoftunnelface[J].NewTechnologyonTunneling,1991[5]KevinBlack,PeterKopac.Theapplicationofgroundpenetratingradarinhighwayengineering[J].PublicRoads,1992,56(3)[6]美国劳雷工