金光祥

摘要：巖溶地質(zhì)條件在我國分布較廣，占我國地理面積的三分之一，巖溶地區(qū)主要巖石類型以碳酸鹽巖為主，在我國西部分布廣泛。鐵路隧道是交通建設(shè)中的技術(shù)難點(diǎn)，根本在于處理好巖溶地區(qū)隧道穩(wěn)定性與安全性。本文通過對巖溶地區(qū)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法進(jìn)行概述，對超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)展進(jìn)行分析，并結(jié)合敘畢鐵路隧道工程實(shí)例，運(yùn)用地質(zhì)分析法、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探測、超前水平鉆孔等超前預(yù)報(bào)技術(shù)對工程進(jìn)行分析總結(jié)，找到各種預(yù)報(bào)方法的適用條件，最佳應(yīng)用距離，設(shè)備操作過程相關(guān)影響因素分析，找到巖溶隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，方便以后工程施工的應(yīng)用和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

關(guān)鍵詞：巖溶隧道、超前、預(yù)報(bào)、地質(zhì)分析法、地質(zhì)雷達(dá)

前言：伴隨著我國交通事業(yè)的高速發(fā)展，使得隧道工程和地下工程也隨之進(jìn)入飛速發(fā)展時(shí)期，而我國西南地區(qū)大面積分部的巖溶區(qū)及形式各樣的喀斯特地貌，客觀上對隧道安全施工構(gòu)成了極大威脅。敘畢鐵路（川滇段）途徑四川、云南、貴州，區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，是我國巖溶發(fā)育最典型的區(qū)域，，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，地表巖溶類型齊全，形態(tài)各異，極大的增加了鐵路建設(shè)難度。無論施工深埋隧道還是淺埋隧道，采用單一的超前鉆探方法均未能全面準(zhǔn)確地預(yù)測不良地質(zhì)情況，各個(gè)隧道均不同程度遇到了巖溶地質(zhì)災(zāi)害問題，處理難度教大，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，本文將對巖溶隧道地區(qū)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，希望為巖溶隧道施工安全和工作效率提供可靠科學(xué)理論，為其他工程提供相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

1 發(fā)展趨勢

隧道施工中，進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，已成為隧道施工的重要工序之一。目前，國內(nèi)外超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法主要有地質(zhì)分析法，包括地質(zhì)調(diào)查法、超前鉆孔法等;物探法包括TSP法、地質(zhì)雷達(dá)法、紅外探測法、瞬變電磁法以及地震波預(yù)報(bào)技術(shù)、探地雷達(dá)技術(shù)等，各種方法都有其各自的特點(diǎn)，但由于隧道地質(zhì)條件千變?nèi)f化，各個(gè)地區(qū)使用何種預(yù)報(bào)方式更為準(zhǔn)確，并沒有統(tǒng)一適用的結(jié)論，需要根據(jù)各個(gè)地區(qū)隧道的實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行研究對比，才能選合適的預(yù)報(bào)方式進(jìn)行綜合超前預(yù)報(bào)，確保隧道施工安全。

2 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法簡介

國內(nèi)外超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法主要有地質(zhì)分析法，包括地質(zhì)調(diào)查法、超前鉆孔法等;物探法包括TSP法、地質(zhì)雷達(dá)法、紅外探測法以及地震波預(yù)報(bào)技術(shù)、探地雷達(dá)技術(shù)等。

2.1 地質(zhì)分析法

通過隧道內(nèi)外巖層出露情況，分析巖性變化，繪制地質(zhì)地形圖，對隧道地質(zhì)構(gòu)造和沉積環(huán)境做評價(jià)分析，結(jié)合地質(zhì)工作人員野外知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對掌子面地質(zhì)情況做預(yù)判，常見的巖溶隧道地質(zhì)分析常進(jìn)行以下操作：（1）根據(jù)露頭和地層分析本區(qū)域巖溶發(fā)育情況;（2）判斷地下水和地表水之間的關(guān)系，確定補(bǔ)徑排條件;（3）對巖溶發(fā)育情況做預(yù)判并將其與隧道設(shè)計(jì)結(jié)合在一起;（4）初步確定沉積物分布，巖溶水體的動(dòng)力學(xué)特征與化學(xué)特征。

2.2 地質(zhì)雷達(dá)

地質(zhì)雷達(dá)是地球物理勘探的一種，主要工作原理就是利用干擾小的高頻窄脈沖電磁波探測不同介質(zhì)，依據(jù)電磁波反射做數(shù)據(jù)反演，找出異常點(diǎn)進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報(bào)。

2.3 紅外探測

紅外探測原理是利用紅外線測量溫差來判斷不同介質(zhì)，紅外面測量可以有效測地下水的動(dòng)態(tài)和所處位置，它通過激光器瞄準(zhǔn)目標(biāo)區(qū)，通過顯示屏讀取相關(guān)記錄，按照事先設(shè)計(jì)好的位置按順序測量，當(dāng)屏幕上顯示數(shù)據(jù)離散度較大時(shí)要注意介質(zhì)的改變，此處可能為地質(zhì)異常點(diǎn)要進(jìn)行記錄、復(fù)查。

2.4 超前水平鉆孔

超前水平鉆孔是最直接和真實(shí)的一種地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，通過在掌子面用轉(zhuǎn)機(jī)取芯，并對巖芯巖性進(jìn)行分析，掌握前方地質(zhì)概況，超前水平鉆孔雖然獲取資料真實(shí)可靠，但成本高，探測距離短，且超前水平鉆孔多在施工前進(jìn)行易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

3主要預(yù)報(bào)方法的特點(diǎn)

首先分析各個(gè)預(yù)報(bào)方法的特點(diǎn)及適用范圍，建立初步的密集巖溶區(qū)綜合預(yù)報(bào)體系，將預(yù)報(bào)分為宏觀預(yù)報(bào)、中長距離預(yù)報(bào)、短期預(yù)報(bào)、特殊方法預(yù)報(bào)等多個(gè)階段。通過對地質(zhì)的有效預(yù)報(bào)，并采取科學(xué)的處理手段，使隧道安全快速的穿越巖溶區(qū)段。

4 結(jié)論

隧道施工屬于高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，一旦預(yù)測不準(zhǔn)確，處理不當(dāng)，將會(huì)造成重大安全責(zé)任施工，并嚴(yán)重影響工期，處理將會(huì)給公司帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。文章通過對巖溶地區(qū)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法進(jìn)行概述，對超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)展進(jìn)行分析，并結(jié)合敘畢鐵路工程實(shí)例，運(yùn)用地質(zhì)分析法、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探測、超前水平鉆孔等超前預(yù)報(bào)技術(shù)對工程進(jìn)行分析總結(jié)，找到各種預(yù)報(bào)方法的適用條件，最佳應(yīng)用距離，設(shè)備操作過程相關(guān)影響因素分析，找到巖溶隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，地質(zhì)雷達(dá)對含水帶、破碎帶有較高的識(shí)別能力，能夠準(zhǔn)確反映圍巖內(nèi)部特征，但不足之處是占用施工時(shí)間較長。地質(zhì)分析法優(yōu)點(diǎn)是結(jié)論可靠，操作簡便經(jīng)濟(jì)，不足之處是工作量較大且需要專業(yè)地質(zhì)工程師參與。文章通過對項(xiàng)目的總結(jié)，所提出理論可以為以后工程施工的應(yīng)用和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

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