复杂岩溶地区隧道施工综合地质预报技术及应用.pdf

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1、复杂岩溶地区隧道施工综合地质预报技术及应用文豪(四川川交路桥有限责任公司，四川广汉618300)摘要：隧道施工过程中经常会遇到岩溶地区，该区域由于施工环境复杂，需要施工人员及时、准确地对隧道地质情况进行超前预报，并针对隧道洞内段落的实际情况划分风险的等级，提高岩溶隧道不良地质灾害的综合预报。基于此，本文以实际工程为例，充分利用了综合地质预报技术，实现了隧道前方掌子面岩溶的预报，通过对比实际情况和预报结果证明，综合预报准确率超过了9l％，证明采用综合地质预报技术具有良好的工作效率，可以更好地对隧道

2、施工进行指导。具有较高的应用价值。关键词：复杂岩溶；隧道施工；综合地质预报；应用中图分类号：P642文献标志码：B文章编号：1672—4011(2016)03一0145—02DOI：lO．3969／i．issn．1672—4011．2016．03．0730前言在岩溶发育地区建设大规模公路隧道时，经常会遇到不良地质和岩溶灾害等问题。实际施工时常常会遇到坍塌、突泥、突水等病害，增加了施工难度，造成了非常大的经济损失和人员伤亡。为了避免不必要的经济损失，需要根据当前的技术经济条件，超前预测隧道施工中遇

3、到的不良地质灾害。本文重点对综合超前地质预报法在隧道工程中的应用进行了探讨。1工程概况某公路隧道工程为分离式隧道结构，设计车辆行驶速度为80k—n／h，所经地区为低中山构造侵蚀地貌，进口段处于缓坡地带，地形复杂，山体为东西走向。该地区海拔高程为355～2000m，相对高差为250一750m，谷沟一般为“V”字形，局部构造为“u”字形，斜坡和山脊位置植被比较发育，大部分地区人烟比较少，山间洼地和沟槽比较多，坡脚和沟槽中主要为水田和早地，灰岩岩溶比较发育，在实际勘察过程中，发现勘察孔中部和进口处发现

4、了很多个溶洞，水位比较高，隧道的埋设深度比较浅，上部岩体采用富水岩体和V级围岩，缺乏稳定性。2岩溶隧道综合超前地质预报2．1地质分析法和地球物理探测方法当前，纵观国内外隧道施工过程，确保安全生产的关键点在于掌子面前方地质状况的良好。通过实地调查与研究得知掌子面前方地质体探测方法多种多样。根据探测中仪器的使用与否将其划分两种类型：一是地质分析法，此方法也是隧道超前预报中所使用的一种基本方法；二是物理探测法，该方法是基于电磁反射波为基本出发点，所使作者简介：文豪(1988一)．男，四川南充人。本科，

5、工程师，主要从事土木工程管理工作。用到的仪器也是多样的，如TPS隧道地震探测等方法。上述所列举的不同超前地质预报方式各有千秋，都或多或少地存在一些不尽如人意的地方，在实际使用中应根据具体情况选择行之有效的探测方式⋯。在隧道工程地质中预报的准确性以及有效性仍有待进一步提高，所以开展超前地质预报技术的深入研究工作显得尤为重要，对完善施工技术，提高隧道施工质量具有一定的指导意义。应根据灾害等级与实际地质状况选择行之有效的预报方式实现掌子面前方地质状况的有效监测。岩溶隧道超前地质预报流程如图l所示。l施

6、工准备I■到盛雪陲匆川匦一————一，异1㈤幽塍=二[2．2模糊神经网络预报方法在岩溶隧道施工中地质灾害现象不时发生，地质灾害所发生的具体位置以及影响程度也是不尽相同的，有的灾害现象是不可避免的，从而加大了隧道施工的难度。研究人员通过多年的实践探究发现，若采取模糊神经网络方法可提高预测的精准性。模糊神经网络方法的工作原理如下：首先施工人员应对具体的隧道施工路段的灾害风险等级进行预估，并寻求影响岩溶隧道的主要因素都有哪些，可将影响因素列举出相应的因素集加以表示，如Y={Yl，Y2，Y3，⋯，Yn}

7、，其中Yl的含义是施工地段的实际地质资料相关信息；Y2表示掌子面部位的地质特征；Y3表示掌子面节理裂隙发育基本情况；Y4表示掌子面断层状况；Y5代表的是掌子面地下水渗漏情况；Y6表示掌子面部位岩体强度情况等。由于岩溶隧道风险因素具有不可操控性等特征，研究人员在开展预报工作时，应针对实际问题对监测方法进行适当地创新与改进。提高其检测的有效化。经过综合比对选择模糊神经网络法进行地质灾害的预测，模糊神经网络模型结构如图2所示。·145·三一模糊量化输入层中间层输出层模糊还原(8个评价因素)(32个神经

8、元)(n个神经元)(4个神经元)(4个评价结果)图2自适应模糊神经网络(AN兀s)结构示意图3岩溶地区隧道施工综合地质超前预报技术应用根据本文所提出的超前综合预报方法以及具体实施方案对隧道连续超前地质状况进行分析，从预报结果可看出准确度较高，从而一方面可为施工方案的有效改进提供了一定的借鉴，另一方面还能最大限度降低隧道施工中地质灾害所带来的负面影响，提高施工的安全等级。3．1构建有效的地质灾害综合预报和风险评估模型通过对岩溶隧道施工中各个影响因素的分析，采取模糊神经网络方法为基准点构建地质灾害预