鄧亞峰

摘 要：在隧道施工過程中，隧道前方巖溶發(fā)育情況不清楚，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖體破碎情況不明確。為了確保施工安全，減少和避免地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，人們可以采用TST技術(shù)對隧道進(jìn)行超前預(yù)報。結(jié)果表明，TST技術(shù)有效地提高了分析精度和構(gòu)造定位精度，消除了側(cè)向回波和面波，成功地解決了斷層、破碎帶及含水帶的超前地質(zhì)預(yù)報問題，因此該技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于隧道施工地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報中。

關(guān)鍵詞：TST技術(shù);超前地質(zhì)預(yù)報;阿拉套山隧道

中圖分類號：U452.11文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）20-0114-02

Abstract： During the construction of the tunnel， the development of the karst in front of the tunnel is unclear， the geological structure is complex， and the rock fragmentation is unclear. In order to ensure construction safety， reduce and avoid the occurrence of geological hazards， people can use TST technology to forecast the tunnel in advance. The results show that TST technology effectively improves the analysis accuracy and tectonic positioning accuracy， eliminates lateral echoes and surface waves， and successfully solves the problem of advanced geological prediction of faults， fractured zones and water-bearing zones. Therefore， this technology can be widely used in the prediction of tunnel construction geological hazards.

Keywords： TST technology;advance geological forecast;Alatau Mountain Tunnel

新時代，中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，公路及鐵路數(shù)量不斷增長，隧道建設(shè)工程占比越來越大?？辈橘Y料、設(shè)計資料、施工資料等與實際情況往往存在一定偏差，因此施工時會出現(xiàn)一些難以控制的情況。圍巖的風(fēng)化程度、斷層破碎帶、地應(yīng)力等因素會影響隧道施工安全，帶來安全隱患，如突泥、崩塌、陷落等問題[1-2]。因此，必須重視隧道超前地質(zhì)預(yù)報工作，對隧道情況進(jìn)行預(yù)測，有效規(guī)避各種危險性因素，增強(qiáng)施工的安全性與全面性?；诖?，本文以阿拉套山為研究對象，詳細(xì)分析了TST技術(shù)在隧道超前地質(zhì)預(yù)報中的應(yīng)用，特別是施工要點和技術(shù)應(yīng)用細(xì)節(jié)。

1 TST技術(shù)原理

TST（Tunnel Seismic Tomography）技術(shù)就是反射地震技術(shù)，具有快捷、新穎、高效、經(jīng)濟(jì)的特點，能夠以CT形式進(jìn)行散射，有效成像，顯示出地震狀況，如圖1所示。在進(jìn)行空間布置時，隧道兩側(cè)圍巖設(shè)置有觀測系統(tǒng)、接收與激發(fā)系統(tǒng)等，產(chǎn)生地震波后，在實施小規(guī)模爆破時，接收主要由地震檢波器承擔(dān)。TST技術(shù)能夠?qū)?cè)面、上下底層的地震回波進(jìn)行判別并有效濾除，使前方的回波得到有效保留，并能同時獲得掌子面前方圍巖的準(zhǔn)確波速和地質(zhì)體的位置圖像。

2 超前地質(zhì)預(yù)報的重要性和TST技術(shù)特點

隧道超前地質(zhì)預(yù)報，需要做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，包括區(qū)域前期預(yù)測資料、地質(zhì)素描、隧道掌子面開挖情況等，將各項數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，有效預(yù)測之后，探測出掌子面前一定范圍內(nèi)的地質(zhì)情況，結(jié)合地質(zhì)學(xué)原理，將技術(shù)優(yōu)勢與地況特點相互結(jié)合，準(zhǔn)確預(yù)測出規(guī)定范圍內(nèi)的不良地質(zhì)狀況，提前制定出相應(yīng)的施工方案。隧道超前地質(zhì)預(yù)報具有非常重要的地位，能夠?qū)こ淘O(shè)計環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，借助相關(guān)信息技術(shù)，提高隧道施工的安全度。人們要有效利用這項技術(shù)，優(yōu)化施工組織，不斷完善施工安全應(yīng)急預(yù)案，增強(qiáng)工程設(shè)計變更的合理性，為隧道前期文件設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

TST技術(shù)包含F(xiàn)-K變換技術(shù)，能夠?qū)蠓交夭ㄟM(jìn)行濾除，科學(xué)分離縱波和橫波，使地面干擾波的影響降到最低。借助TST技術(shù)進(jìn)行超前預(yù)報，能夠?qū)φ谱用媲胺讲涣嫉刭|(zhì)體的位置、形狀等進(jìn)行預(yù)測，判斷圍巖結(jié)構(gòu)的含水量，掌握其完整性，便于后期的支護(hù)參數(shù)設(shè)計，選擇正確的斷面進(jìn)行開挖，形成最完整、最科學(xué)、最合理的施工方案。對于隧道可能出現(xiàn)的突氣、突泥、涌水等問題，提前提供關(guān)于災(zāi)害性事故的相關(guān)信息，以便及時做好施工準(zhǔn)備，使施工更加安全。TST隧道超前預(yù)報能夠減少人力、物力、財力等，縮短施工工期，節(jié)約投資，優(yōu)化和整合資源，在保證經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)最大化的社會效益。

3 阿拉套山隧道現(xiàn)場實例分析

本次采用TST地震法技術(shù)對阿拉套山隧道DIK1+815～DIK4+400段進(jìn)行長距離超前地質(zhì)預(yù)報。每次預(yù)報長度為105 m，每次重疊超過10 m，共布置8個有效炮孔、8個接收孔。TST資料處理主要包括數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集、預(yù)處理、波場分離、波速分析、偏移成像、地址解釋。對阿拉套山隧道部分區(qū)間圍巖參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，如表1所示。

本次隧道超前地質(zhì)預(yù)報采用TST技術(shù)，對規(guī)定范圍內(nèi)的地質(zhì)情況進(jìn)行了基本準(zhǔn)確的預(yù)測，隧道掌子面前方巖性、軟弱巖層的規(guī)模、分布范圍、節(jié)理裂隙發(fā)育情況等參數(shù)比較明確，對開挖結(jié)果和對開挖的預(yù)報結(jié)果進(jìn)行實時跟蹤，各項及整體結(jié)果的準(zhǔn)確性較高。TST技術(shù)在阿拉套山隧道超前地質(zhì)預(yù)報中的成功應(yīng)用，對施工的順利進(jìn)行起到了良好的指導(dǎo)作用，其能夠根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)及時調(diào)整各項參數(shù)，確保隧道安全。

4 結(jié)論

本文以阿拉套山隧道為研究對象，詳細(xì)分析了TST超前地質(zhì)預(yù)報工作的相關(guān)情況。在實際應(yīng)用的過程中，必須做好現(xiàn)場勘測，得出相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)，掌握相關(guān)理論方法，與實際相互結(jié)合，全面比對相關(guān)開挖資料，制定出最完善的施工方案，增強(qiáng)方案的針對性與科學(xué)性。同時，在隧道圍巖分級和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報中，TST技術(shù)的優(yōu)勢也非常明顯，人們需要進(jìn)一步優(yōu)化該技術(shù)，使其發(fā)揮最大價值。

參考文獻(xiàn)：

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