地质雷达法超前预报在将军山隧道施工中的应用.pdf

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1、２０１４年第１５期（总第１４４期）江西建材交通工程地质雷达法超前预报在将军山隧道施工中的应用■曹思民，黄崴■中国路桥工程有限责任公司，广东广州５１００００摘要：地质雷达法超前预报目前已普遍应用于山体隧道施工中，在短距离范围根据回波图，推断前方围岩结果如表１。该段范围内主要为中－强内可以高精度探测掌子面前方地层的变化，对于破碎断裂带有较高的识风化砂岩、粉砂岩，岩石较破碎，节理裂隙较发育，局部夹软弱物。别能力，探测结果可靠性及稳定性较高，在指导隧道施工方面意义重大。表１本文具体介绍了地质雷达法在将军山

2、隧道群超前地质预报中的具体应里程长度推断围岩用。序号说明桩号（ｍ）级别关键词：超前地质预报地质雷达法将军山隧道强风化砂岩、粉砂岩，自稳性差，块碎１Ｋ５５＋２１４～＋２２２８Ⅳ弱状破裂结构。１工程概况中－强风化砂岩、粉砂岩，自稳性较将军山隧道群均为三车道隧道，整体开挖断面大，该隧道群多为浅２Ｋ５５＋２２２～＋２３９１７Ⅳ前段稍好，块碎状层状结构，局部节埋隧道，岩质以砂岩、板岩为主，围岩包含Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三个等级，地质结构理较发育，夹软弱物。复杂多变，施工难度大。将军山隧道群位于佛山高明隆起区，山体连由该

3、地质预报结论，在施工时按照短进尺、弱爆破，及时支护的原续，隧址区相对高差约１４２５０ｍ，属侵蚀低山地貌，最大埋深约１３３０ｍ。则，完成破碎围岩段施工。隧址区主要为板岩、砂岩中的节理裂隙。隧道洞口置于坡积亚粘土、强在Ｋ５５＋２２４桩号开挖掌子风化砂质板岩中，岩体中风化裂隙极发育，多呈张开～微张，岩体破碎，面已经完全度过破碎围岩稳定性差，施工时易坍塌。进洞时需配合超前地质预报指导施工。段，并在严格控制超挖的前２地质雷达法超前预报提下加快施工进度，加大每地质雷达法超前预报的原理、方法等已有许多著作详

4、细介绍，本文日进尺距离该段的隧道开挖不再敷述。该技术近年来已广泛应用于山体隧道施工中，主要作用为施工验证了预报结果与实际预报掌子面围岩状况，指导调整开挖方案，确保施工安全、高效及节约情况的吻合性达到９０％以成本。由于其在短距离（２５米以内）的预报精度较高，因此在预报破碎上，地质雷达法超前预报对带、溶洞、裂隙、地下水等不良地质和指导控制超挖方面具有非常好的隧道施工起到了非常好的指效果。导及预判作用。Ｋ５５＋２２４图２３工程应用实例分析掌子面情况见右图２。将军山隧道群施工根据地质和围岩情况的变化，以地

5、质雷达的预（２）将军山Ⅱ号隧道案例分析报结果指导下阶段的施工方法及预处理措施。本工程超前地质预报探掌子面桩号为左洞Ｋ５６＋０８９，掌子岩性为褐色－黄色强风化砂质测使用的仪器是由加拿大Ａ－ＣＵＢＥＤ公司生产的ＥＫＫＯ１００型地质雷板岩，节理裂隙发育，杂乱，节理微张，多填充砂土状物，掌子面上部为达仪。土夹碎石，岩石总体呈块碎状松散结构，自稳性差，掌子面较干燥。（１）将军山Ⅰ号隧道案例分析地质雷达探测出前掌子面桩号为左洞Ｋ５５＋２１４，岩性为褐色强风化薄层砂岩、粉砂方１６ｍ范围内岩性主要岩，产状１８４°

6、∠４５°，节理裂隙发育，节理面间填充砂土状物，岩石呈块为强－中风化砂质板岩。碎状破裂结构，自稳性较差，上部易掉块，掌子面较干燥。根据掌子面下部测线雷地质雷达探测出前方２５米岩性主要为中－强风化砂岩围岩，由强达波形图（图３），前方０风化破碎围岩逐渐变为中风化围岩，有较完整分界面。根据掌子面下～１６ｍ（Ｋ５６＋０８９～Ｋ５６部测线雷达波形图（图１），前方０～８ｍ（Ｋ５５＋２１４～Ｋ５５＋２２２）雷达波＋１０５）范围内雷达波衰同相轴不连续，频率变化较大，＋２２０附近有一强反射面，说明前方围岩减较快，说明

7、围岩整体较整体与现掌子面围岩情况变化不大，＋２２０处为一岩石破碎层，围岩完为松散状态，节理裂隙发整性较差，拱部易掉块；８～２５（Ｋ５５＋２２２～Ｋ５５＋２３９）同相轴较连续，育，节理面填充软弱物，局部杂乱，说明围岩风化程度较前段低，节理较发育，局部夹软弱物，总围岩完整性较差，左侧反体围岩完整性较前段好。射波较强，并有较连续负图３将军山２号隧道进口左线Ｋ５６＋０８９向同相轴，推测掌子面前下测线１００ＭＨｚ雷达回波图方左侧中下部含少量裂隙水。由回波图推断，掌子面前方０～１６ｍ（Ｋ５６＋０８９～Ｋ５６＋

8、１０５）范围内主要为强－中风化砂质板岩，岩石破碎，节理裂隙发育，左侧含少量裂隙水，自稳性差。围岩级别推断为Ⅴ级。现场施工时在Ｋ５６＋０９９处流出裂隙水，根据预报结论及时采取喷射混凝土封闭处理，防止围岩失稳，做到了施工时有预见性的对不良地质段进行处理，最大限度的保护围岩的自稳性。地质实际情况与超前预报结论有较高的吻合率。４结语通过地质雷达法对将军山隧道群施工进行超前地质预报的实践，有以下心得。４．１地质雷达法超前预报的优点图１将军山１号隧道进口左线Ｋ５５＋２１４下（１）地质雷达探测隧