综合地质预报技术在岩溶隧道超前预报中应用

《综合地质预报技术在岩溶隧道超前预报中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、综合地质预报技术在岩溶隧道超前预报中应用　　摘要：在地质条件复杂的隧道施工过程中，应采用以地质分析为主线，综合运用多种预报方法，运用TSP地震波法对隧道进行长距离预报，在其预报的可疑段进行高密度直流电法预报，取长补短,并结合地勘资料以及多年积累的经验综合分析，为特殊、不良地质地段的隧道施工控制措施的制定提供依据。但是由于物探方法的间接性，应对预报结论中的富水破碎区实施超前钻探，进行进一步验证，以确保施工开挖安全。关键词：综合地质预报技术；岩溶隧道超前预报；应用中图分类号：F406文献标识码：A引言8在当前时代的高速公路建设过程中，一

2、大批在岩溶地区修建的长大隧道将是摆在建设者面前的一大难题，据不完全统计，在岩溶地区隧道施工中80%遇到水害，因水文、地质问题引起的施工地质灾害造成停工的时间，约占施工总工期的30%。如何妥善的解决各类地质灾害给施工造成的困难则是关键。若能够对隧道掌子面前方的水文地质条件进行预测，结合预测结果合理的修改施工方案，采取相关的防范措施，则可避免灾害的发生又能加快施工进度。本文将以某高速公路隧道为例，应用综合勘探方法，对掌子面前方一定范围进行超前预报，以此来指导施工作业，检测结果与实际情况基本一致，能较好的满足工程建设的需要。1.工程的地质

3、环境概况某高速公路隧道位于桂北凹褶束中的隆起区，受断限带的影响，区域地层被一系列与褶皱为同一构造应力场的活动断裂和横向断裂所破坏。该隧道地质条件比较复杂，隧道顶部山体岩溶发育，局部平坦处发育岩溶洼地和岩溶竖井。隧道区地下水较发育，主要为基岩裂隙水、小管道状岩溶泉等。探测段所处的地层属于区域强岩溶段，垂向分带为季节性变化带岩溶水，横向分带为补给径流区，有一季节性岩溶泉位于DK71+100处，雨季流量3～18L/S，旱季断流。该里程段勘测有5道断层，且有3条断层均与隧道相交，并切过沟系，极可能成为导水通道。另有一钻孔位于孔深88.3m处

4、涌水，说明在此位置可能存在岩溶通道压力水，水一直上升至孔口溢出。因此，隧道施工到该位置，极有可能出现渗水或突水。2.超前地质预报工作原理、方法根据石林隧道地质情况、风险源及其风险等级，采取多种不同的超前预报方法，分别为地质调查法、物探法、超前钻探法及超前导坑法。2.1地质调查法8地质素描在隧道开挖后及时观察，描述开挖面地层的层理、节理、裂隙结构状况、岩体的软硬程度、地下水的分布、出水量大小等，核对设计地质情况，判断围岩稳定性。地质素描每一开挖循环进行一次。2.2超前钻探法超前钻探法主要有超前地质钻探和加深炮孔探测。2.2.1超前地质

5、钻探超前地质钻探方法是利用管棚钻机在隧道开挖面进行超前钻孔，根据钻进速度的变化、钻孔取芯鉴定、钻孔冲洗液的颜色、岩粉以及在钻探过程中遇到的其他情况来判断隧道前方的地质情况。超前地质钻探每循环超前探测20～30m，前后循环搭接不小于5m。2.2.2加深炮孔加深炮孔探测是利用风钻或凿岩台车在隧道开挖面钻小孔径浅孔获取地质信息，加深炮孔较爆破孔深3m以上，孔径与爆破孔相同。加深炮孔每一开挖循环施作一次。2.3物探法物探法是利用探测对象与其相邻介质存在一定的物性差异并具有足以被探测的规模和当存在电、磁、振动等外界干扰时，探测对象的异常能够从

6、干扰背景中区分出来的条件来开展探测工作的。82.3.1TSP203地震波反射法TSP203地质预报系统利用在隧道边墙的炮孔激发弹性波，弹性波在三维空间传播的过程中，遇到地质岩性变化的界面、构造破碎带、岩溶和岩溶发育带等声阻抗界面，会产生弹性波的反射现象，这种反射波通过预先埋设在隧道围岩中的检波器接收下来，通过对反射回波旅行时间、传播衰减以及相位变化等分析，从中拾取掌子面前方的反射波信息，推断预报隧道前方100m范围内的岩性变化、断层、破碎带、岩溶发育带以及它们的产状、规模、岩层的含水特性、岩石力学参数等。2.3.2地质雷达地质雷达探

7、测是利用电磁波在隧道开挖工作面前方岩体中的传播及反射，根据传播速度和反射脉冲波走时进行超前地质预报的一种物探方法。2.3.3红外探测红外探测是通过接收岩体的红外辐射强度，根据红外辐射异常来确定隐蔽灾害源的存在。隐蔽灾害源包括含水断层、含水溶洞、地下暗河等。3.综合地质预报技术在岩溶发育地段的应用及成果分析8当隧道施工到DK71+075断面时，掌子面围岩岩性变化大，由整体性较好岩体变成填充溶洞极度发育，出现少量岩溶裂隙水涌出，结合地质勘探资料，基本可判定进入岩溶较发育地带。因此，项目决定综合超前地质预报资料进行分析。3.1TSP地震波

8、法原理及结果分析TSP地震波法采用的是回声测量原理。它能方便快捷预报掌子面前方100米以及更远范围的地质情况，为隧道施工提供依据。地震波在指定的24个激发孔用小药量激发产生。地震波在岩层中以球面波形式传播，当地震波遇到溶洞、岩溶破碎带