隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)和典型實(shí)例講解

1、隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)和典型實(shí)例講解目錄一、概述二、預(yù)報(bào)分類及工作方法簡介三、隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)主要技術(shù)方法四、隧道地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)五、涌水預(yù)測預(yù)報(bào)六、若干問題討論七、典型實(shí)例一、概述定義 嚴(yán)格意義而言，廣義的隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)指采用隧道洞內(nèi)外地質(zhì)調(diào)查、掌子面素描，根據(jù)隧道開挖揭示的洞身圍巖條件的變化趨勢、洞內(nèi)外構(gòu)造相關(guān)分析結(jié)果，或采用地球物理探測手段對(duì)隧道施工掌子面進(jìn)行探測，運(yùn)用地質(zhì)學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、邏輯學(xué)、概率學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等各學(xué)科知識(shí)結(jié)合預(yù)報(bào)人員經(jīng)驗(yàn)，對(duì)隧道工程可能遇到的各種不良地質(zhì)體及因此可能發(fā)生的各種地質(zhì)災(zāi)害的性質(zhì)、分布位置、規(guī)模的判斷和預(yù)報(bào)，根據(jù)判斷和預(yù)報(bào)結(jié)果提出應(yīng)采取的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防

2、和處理措施建議。 因此，隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)包括隧道工程可行性研究階段、勘察設(shè)計(jì)階段和施工階段的預(yù)報(bào)。 隧道工程預(yù)可行性研究及可行性研究階段的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)根據(jù)所收集資料對(duì)隧道施工可能遇到的各種不良地質(zhì)體及因此可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)判斷。 隧道工程勘察設(shè)計(jì)階段的的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)根據(jù)勘察資料及研究成果，對(duì)隧道施工可能遇到的各種不良地質(zhì)體及因此可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害的性質(zhì)、分布位置、規(guī)模的判斷，并反映在隧道工程設(shè)計(jì)文件中。 隧道工程施工階段的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)根據(jù)隧道開挖揭示的洞身圍巖條件的變化趨勢和采用各種地球物理探測手段對(duì)隧道施工掌子面前方地質(zhì)情況的探測結(jié)果，結(jié)合洞內(nèi)外地質(zhì)調(diào)查、掌子面素描結(jié)果和預(yù)報(bào)人員地質(zhì)經(jīng)驗(yàn)

3、，對(duì)隧道施工掌子面前方可能遇到的不良地質(zhì)體及因此可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害的性質(zhì)、分布位置、規(guī)模的預(yù)測。 應(yīng)該指出的是，涌水量及涌水水壓預(yù)測預(yù)報(bào)是隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的重要內(nèi)容之一。 狹義的隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)指隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)。 2. 目的和意義 隧道工程設(shè)計(jì)的基本依據(jù)是地質(zhì)勘察資料，而隧道施工的依據(jù)主要是設(shè)計(jì)文件。 大量的隧道工程建設(shè)實(shí)踐表明，由于地質(zhì)勘察精度、經(jīng)費(fèi)等諸多條件的限制，根據(jù)地質(zhì)勘察資料做出的設(shè)計(jì)與實(shí)際不符的情況屢有發(fā)生，由此而來的隧道洞內(nèi)塌方、涌水、涌泥、涌沙、巖爆、瓦斯爆炸等災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，給隧道施工造成極大的危害。 因此，在隧道施工期間，采用各種技術(shù)、手段和方法對(duì)隧道掌子面前方地質(zhì)條

4、件（情況）進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)測，是提前采取預(yù)防措施、避免災(zāi)害的發(fā)生或在一定程度上減少因?yàn)?zāi)害造成的損失、保證隧道施工的安全的需要，同時(shí)也是當(dāng)今環(huán)境生態(tài)保護(hù)給隧道工程建設(shè)提出的重要研究課題1。 一般而言，隧道在勘測設(shè)計(jì)各階段，對(duì)隧道地質(zhì)背景（條件）進(jìn)行的地質(zhì)調(diào)查、勘探，是對(duì)隧道地質(zhì)條件的預(yù)估和預(yù)評(píng)價(jià)。 對(duì)地質(zhì)條件單一的短隧道而言，這一工作已足以提供設(shè)計(jì)與施工所需，無須在施工期實(shí)施超前預(yù)報(bào)工作，或只需在施工階段采用地質(zhì)法進(jìn)行常規(guī)地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，完成施工地質(zhì)資料的收集，建立隧道工程完整地質(zhì)資料。 隨著近年來我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和隧道工程技術(shù)的進(jìn)步和鐵路隧道工程建設(shè)在從前所謂的地質(zhì)禁區(qū)的修建，隧道修建長度

5、越來越長，在復(fù)雜地質(zhì)條件下修建的隧道越來越多，遇到的隧道工程地質(zhì)問題越來越復(fù)雜。 因此，對(duì)于： （1）深埋長大隧道； （2）地質(zhì)復(fù)雜的隧道； （3）水下隧道； （4）可能存在大斷層、巖溶、大量涌水涌泥、巖爆、廢棄礦巷、瓦斯突出等嚴(yán)重工程地質(zhì)災(zāi)害的隧道； （5）可能因開挖造成環(huán)境生態(tài)破壞的隧道； （6）覆蓋層太厚、植被良好不易進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查和勘探的隧道等等。 則應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)報(bào)特別是施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)。 這主要是由于： (1)勘測設(shè)計(jì)階段的地質(zhì)工作量投入所限； (2)勘測設(shè)計(jì)階段的地質(zhì)預(yù)估預(yù)評(píng)價(jià)是對(duì)隧道所處地質(zhì)背景的宏觀把握，不可能對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)情況做出微觀的把握； (3)復(fù)雜長隧道的地質(zhì)變化對(duì)施

6、工方法及工期有決定性影響； (4)人為作用（施工開挖）引起地質(zhì)的變化只有在施工期才能顯現(xiàn)出來； (5)施工期需要對(duì)地質(zhì)的掌握不能只是停留在定性評(píng)價(jià)上，要有定量的評(píng)價(jià)； (6)作為地質(zhì)工作的全過程的組成部分，是隧道施工根據(jù)實(shí)際地質(zhì)、水文條件變化及時(shí)調(diào)整施工方法和采取相應(yīng)技術(shù)措施的需要，是完善設(shè)計(jì)地質(zhì)資料、優(yōu)化施工方案、指導(dǎo)施工決策和保證施工人員和設(shè)備的安全的需要，也是隧道運(yùn)營階段地質(zhì)災(zāi)害治理的依據(jù)。 在我國，由于可行性研究階段和勘察階段投入的限制，依據(jù)既有地質(zhì)資料和有限的鉆孔地質(zhì)資料、水文地質(zhì)資料、物探資料及鉆孔巖芯巖石物理力學(xué)試驗(yàn)資料所做出的施工設(shè)計(jì)與實(shí)際不符的情況不在少數(shù)，特別是在火成巖地區(qū)

7、的隧道工程更是如此。 即便在國外，盡管可行性研究和勘察工作深度遠(yuǎn)較國內(nèi)深，且勘察階段進(jìn)行了大量的地球物理勘探，但設(shè)計(jì)與實(shí)際不符的情況仍在所難免。 3. 隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)的現(xiàn)狀 隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)由來已久，國外如英、法、日、德等均將此列為隧道工程建設(shè)的重要研究內(nèi)容，在隧道可行性研究和勘察設(shè)計(jì)階段主要采用鉆探和大量的地球物理勘探方法（主要是地震反射法）開展地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，在隧道施工期主要采用水平超前鉆探、TSP（地震反射）地質(zhì)超前預(yù)報(bào)儀、TRT（地震反射層析成像）地質(zhì)超前預(yù)報(bào)儀、高精度地震折射法等來實(shí)施地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作。 對(duì)施工掌子面前方含水體位置預(yù)報(bào)方面，國外曾提出過巖體溫度預(yù)測法，但未見有

8、成功預(yù)報(bào)報(bào)道。 目前中鐵西南科學(xué)研究院有限公司和山東大學(xué)聯(lián)合正利用國家自然科學(xué)基金委員會(huì)、二灘水電開發(fā)有限責(zé)任公司雅礱江水電開發(fā)聯(lián)合研究基金資助項(xiàng)目“高壓大流量巖溶裂隙水與不良地質(zhì)情況超前預(yù)報(bào)和治理”（50539080）開展巖體溫度法隧道施工掌子面前方含水體位置預(yù)測。 在我國，隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)研究始于五十年代，時(shí)任鐵二院川黔鐵路涼風(fēng)埡隧道施工設(shè)計(jì)配合組地質(zhì)工程師的陳成宗先生根據(jù)隧道施工掌子面地質(zhì)情況，開展了對(duì)掌子面前方地質(zhì)情況的預(yù)測預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)距離亦可達(dá)到近30m；70年代，以我國工程地質(zhì)界老前輩谷德振教授等根據(jù)礦巷施工進(jìn)度和掌子面地質(zhì)性狀作出的礦巷前方將遇到斷層并將引發(fā)塌方的成功預(yù)報(bào)為序

9、，真正開始了我國隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的研究和應(yīng)用。 目前我國隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)主要采用超前平行導(dǎo)坑法、地質(zhì)法、地球物理探測方法（TSP、HSP、地震反射負(fù)視速度法、地質(zhì)雷達(dá)、陸地聲納法等，有的還利用PIT樁完整無損檢測儀等）和以地質(zhì)法為基礎(chǔ)結(jié)合物探的綜合方法，在重點(diǎn)鐵路隧道和大型水工隧洞采用超前水平鉆探結(jié)合物探的方法。 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，極大地推動(dòng)了行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。 隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的發(fā)展，一樣離不開現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的支持，儀器設(shè)備的發(fā)展、計(jì)算機(jī)處理軟件的成功開發(fā)，為隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。 應(yīng)該說，在地質(zhì)法、導(dǎo)坑法和超前水平鉆孔（導(dǎo)坑）法隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中，基本沿

10、用了地質(zhì)工作中地質(zhì)素描（描述）、地面地質(zhì)調(diào)查及相關(guān)分析方法，前二者僅僅采用了地質(zhì)工作中最簡單的工具：羅盤、鐵錘和放大鏡等；后者則采用了地質(zhì)勘察工作中最常用的工具：鉆機(jī)和鉆速測定儀等。 當(dāng)然在超前平行導(dǎo)坑（隧道）和超前導(dǎo)坑的施工中不可避免的使用了隧道施工機(jī)具。 在超前鉆孔聲波測井及跨孔聲波透射法隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中，鉆孔施工主要利用了鉆孔鑿巖臺(tái)車，聲測孔也可利用超前水平鉆孔；預(yù)報(bào)實(shí)施采用了孔中發(fā)射和接收換能器、聲波信號(hào)采集系統(tǒng)-聲波探測儀及聲波信號(hào)儲(chǔ)存系統(tǒng)-便攜式計(jì)算機(jī)。 波反射法隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代化測試儀器：信號(hào)采集系統(tǒng)-聲波探測儀、地震儀、面波儀、地質(zhì)雷達(dá)探測儀、TSP

11、-202、TSP-203和高分辯地質(zhì)探測儀（GDS）及信號(hào)儲(chǔ)存系統(tǒng)-便攜式計(jì)算機(jī)。 在超前鉆孔聲波測井及跨孔聲波透射法和波反射法隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)采集系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制和信號(hào)儲(chǔ)存計(jì)算機(jī)化，改變了早期探測原始波形、波譜照相儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)現(xiàn)場判讀、記錄的狀況。 計(jì)算機(jī)成圖軟件的迅速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了隧道掌子面地質(zhì)素描圖、探測原始波形及波譜圖、計(jì)算分析圖件的計(jì)算機(jī)化。 計(jì)算機(jī)成圖軟件的迅速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了隧道掌子面地質(zhì)素描圖、探測原始波形及波譜圖、計(jì)算分析圖件的計(jì)算機(jī)化。 專用軟件的開發(fā)，更大大加快了探測數(shù)據(jù)分析處理的速度和精確度。 國外進(jìn)口的地震儀、面波儀、地質(zhì)雷達(dá)探測儀、TSP-202、TSP

12、-203均帶有專用軟件；鐵道部第一勘測設(shè)計(jì)院也研制了高分辯地質(zhì)探測儀專用軟件；中鐵西南科學(xué)研究院有限公司（原鐵道部科學(xué)研究院西南分院）結(jié)合智能工程聲波儀研制成功開發(fā)了時(shí)域反射子波分析軟件、頻域反射譜分析軟件和跨孔聲波CT軟件，極大的提高了系統(tǒng)的分辨率和數(shù)據(jù)分析處理的速度，使跨孔聲波法隧道施工期地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)現(xiàn)了由探測結(jié)果的平面展示到立體展示的轉(zhuǎn)變。 波反射成像軟件的成功開發(fā)，更使探測結(jié)果顯示更加形象化。 即便如此，目前所有隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的方法亦僅是對(duì)施工掌子面前方地質(zhì)界面（不良地質(zhì)體帶）位置的預(yù)報(bào)，對(duì)不良地質(zhì)體帶成災(zāi)的預(yù)報(bào)仍然是預(yù)報(bào)人員根據(jù)對(duì)施工掌子面前方地質(zhì)界面性質(zhì)即不良地質(zhì)體帶的分析研

13、究作出的判斷；對(duì)隧道內(nèi)涌水水壓的預(yù)測幾乎未予開展，涌水水量則開展了隧道總涌水量和分段隧道涌水量的計(jì)算預(yù)測預(yù)報(bào)。 4. 預(yù)報(bào)的主要內(nèi)容(1) 斷層及其影響帶和節(jié)理密集帶的位置、規(guī)模及其性質(zhì)；(2) 軟弱夾層（含煤層）的位置、規(guī)模及其性質(zhì)；(3) 巖溶發(fā)育位置、規(guī)模及其性質(zhì)；(4) 不同巖類間接觸界面位置；(5) 在采、廢棄礦巷分布及其與隧道的關(guān)系；(6) 工程地質(zhì)災(zāi)害可能發(fā)生的位置和規(guī)模；(7) 隧道圍巖級(jí)別變化及其分界位置；(8) 不同風(fēng)化程度的分界位置；(9) 不良地質(zhì)體（帶）的成災(zāi)可能性；(10) 隧道涌水位置、水壓及水量；(11) 隧道圍巖級(jí)別變化及其分布。 二、預(yù)報(bào)分類及工作方法簡介1

14、. 分類簡述 嚴(yán)格地說，隧道施工期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)可分為不良地質(zhì)體（帶）的位置、規(guī)模及其性質(zhì)及其成災(zāi)可能性預(yù)報(bào)和隧道洞內(nèi)總涌水量、分段涌水量及涌水水壓預(yù)報(bào)。 對(duì)不良地質(zhì)體（帶）的位置、規(guī)模及其性質(zhì)及其成災(zāi)可能性的預(yù)報(bào)，分類方法多種多樣，歸納起來主要有以下幾種：（1）作用分類：根據(jù)預(yù)報(bào)工作的作用或預(yù)報(bào)所要開展的工作來進(jìn)行劃分。 （2）距離分類 ：根據(jù)隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)的距離來進(jìn)行劃分。 （3）精度分類：根據(jù)對(duì)預(yù)報(bào)工作結(jié)果的精度要求來進(jìn)行劃分。 （4）手段分類 ：根據(jù)預(yù)報(bào)工作所采用的手段來進(jìn)行劃分。 （5）方法分類 ：主要根據(jù)預(yù)報(bào)采用的方法進(jìn)行劃分。 （6）內(nèi)容分類：主要根據(jù)預(yù)報(bào)工作內(nèi)容來進(jìn)行劃分。 （

15、7）學(xué)科分類：按預(yù)報(bào)采用的學(xué)科來進(jìn)行劃分，主要用于隧道洞內(nèi)總涌水量、分段涌水量及涌水水壓預(yù)報(bào)。 2. 工作方法 需要引起重視的是，盡管在各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視和眾多專家的呼吁下，隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作已經(jīng)得到了廣泛的重視并作為施工工序的一個(gè)重要組成部分在許多隧道工程招標(biāo)文件中明確要求并在施工中實(shí)施，但片面強(qiáng)調(diào)并強(qiáng)行規(guī)定使用某一種物探設(shè)備進(jìn)行施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)、忽視隧道施工期地質(zhì)工作的現(xiàn)象仍普遍存在，由于缺乏地質(zhì)工程師僅僅靠幾個(gè)毫無地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)的經(jīng)過儀器操作和分析軟件使用培訓(xùn)人員便開展隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)的情況亦不罕見。 長此下去，要提高隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)的水平和準(zhǔn)確性，可以說是毫無可能。 因此有必要就隧道地質(zhì)超

16、前預(yù)報(bào)工作方法作一闡述。 開展隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)，應(yīng)包括預(yù)可研和可行性研究階段的資料收集，設(shè)計(jì)階段整理分析和研究勘察階段鉆探、物探及試驗(yàn)等成果，施工階段熟悉設(shè)計(jì)文件、資料和圖紙；地表補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查；洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查和掌子面地質(zhì)素描，選擇合理的地球物理探測方法開展施工掌子面超前探測；探測成果分析。 施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作方法(1)資料收集、勘察成果整理分析、熟悉設(shè)計(jì)文件、資料和圖紙 (2)補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查 (3)洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查和掌子面地質(zhì)素描 (4)物探方法的選擇和現(xiàn)場實(shí)施掌子面探測 (5)探測成果分析 (6)隧道工程巖體分級(jí) (7)預(yù)報(bào)報(bào)告的內(nèi)容及報(bào)告的提交 通過資料收集、勘察成果整理分析、熟悉設(shè)計(jì)文件、資料和圖

17、紙和補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查，確定隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)重點(diǎn)段，減少預(yù)報(bào)的盲目性和預(yù)報(bào)經(jīng)費(fèi)使用的有效性。 洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查和掌子面地質(zhì)素描是隧道施工過程中的地質(zhì)工作，是隧道工程全過程地質(zhì)工作的重要一環(huán)，其不僅是開展隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的需要，也是對(duì)隧道設(shè)計(jì)地質(zhì)資料的補(bǔ)充和完善，更為隧道運(yùn)營階段隧道病害整治提供完整的隧道地質(zhì)資料。 物探方法的選擇：各種地球物理探測方法均有成熟的理論基礎(chǔ)，針對(duì)不同的地質(zhì)體，有其各自的優(yōu)勢和劣勢，界面預(yù)報(bào)采用波反射法，地質(zhì)體預(yù)報(bào)采用波成像法，只有選擇合理適用的物探方法，才能有效地完成探測工作。 隧道工程巖體分級(jí) ：施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)階段，根據(jù)隧道掌子面圍巖巖體體積節(jié)理數(shù)、巖石體聲波測試

18、結(jié)果，可確定圍巖巖體完整性系數(shù)；根據(jù)隧道洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查可確定主要結(jié)構(gòu)面狀態(tài)和巖體含水情況；但要確定巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度，必須取樣進(jìn)行巖石單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，且?guī)r體的初始地應(yīng)力狀態(tài)無法確定。 因此，目前的施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)不可能提出提出預(yù)報(bào)掌子面到掌子面前方第一界面間圍巖段隧道工程巖體的分級(jí)，只能給出建議級(jí)別；對(duì)第一界面與第二界面間及其后界面間工程巖體的分級(jí)更無從談起。 要準(zhǔn)確提出預(yù)報(bào)掌子面帶掌子面前方第一界面間圍巖段的圍巖級(jí)別，應(yīng)在施工地質(zhì)預(yù)報(bào)合同中明確規(guī)定并開展相應(yīng)的巖石單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和巖體初始地應(yīng)力測試工作。 預(yù)報(bào)報(bào)告的內(nèi)容及報(bào)告的提交 報(bào)告包括預(yù)報(bào)簡報(bào)和預(yù)報(bào)總報(bào)告。 隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)具有很強(qiáng)

19、的時(shí)效特性，預(yù)報(bào)簡報(bào)應(yīng)在實(shí)施洞內(nèi)施工掌子面探測后次日提交給施工、設(shè)計(jì)等有關(guān)各方，以便于針對(duì)預(yù)報(bào)提出的問題制定相應(yīng)的對(duì)策和措施，確保施工的安全和順利；總報(bào)告應(yīng)在隧道貫通后、合同約定時(shí)間內(nèi)提交。 預(yù)報(bào)簡報(bào)應(yīng)包括以下內(nèi)容： （1）工程概況； （2）地質(zhì)預(yù)報(bào)采用的方法原理； （3）探測掌子面地質(zhì)調(diào)查結(jié)果、掌子面地質(zhì)素描圖； （4）探測區(qū)、點(diǎn)布置圖； （5）結(jié)合隧道勘察設(shè)計(jì)資料、補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查結(jié)果、洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行的探測分析結(jié)果（包括文字、探測典型波形圖、波譜圖和成果圖等）； （6）預(yù)報(bào)結(jié)論及下步施工措施建議（圍巖加固、初期支護(hù)、超前支護(hù)、永久支護(hù)措施等，必要時(shí)給出掌子面前方巖體分級(jí)建議）。 預(yù)報(bào)總報(bào)

20、告應(yīng)包括以下內(nèi)容： （1）工程概況； （2）地質(zhì)預(yù)報(bào)采用的方法原理； （3）隧道地質(zhì)展示圖（包括掌子面素描圖）； （4）隧道地質(zhì)縱剖面圖； （5）典型預(yù)報(bào)（包括預(yù)報(bào)掌子面地質(zhì)描述，探測區(qū)、點(diǎn)布置圖，探測典型波形圖，波譜圖和成果圖，預(yù)報(bào)結(jié)論及下步施工措施建議，驗(yàn)證結(jié)果）； （6）預(yù)報(bào)與施工驗(yàn)證對(duì)比表； （7）結(jié)論（包括預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率統(tǒng)計(jì)結(jié)果）。 三、隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)主要技術(shù)方法1. 地質(zhì)法 地質(zhì)法是隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)采用的一種基本方法。 在隧道的預(yù)可研和可行性研究階段、勘察設(shè)計(jì)階段均采用地質(zhì)法進(jìn)行。 在隧道施工階段主要根據(jù)隧道施工期掌子面地質(zhì)條件，如巖體結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及其發(fā)育狀況、巖體破碎程度、巖石的

21、變質(zhì)程度等的變化趨勢，結(jié)合地表地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，采用相關(guān)分析（包括結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計(jì)分析、構(gòu)造相關(guān)分析等）進(jìn)行超前預(yù)報(bào)，主要預(yù)報(bào)隧道掌子面前方存在的斷層、不同巖類間的接觸界面特別是火成巖與沉積巖間的接觸界面、隧道前方圍巖的穩(wěn)定性及失穩(wěn)破壞型式等。 地質(zhì)法隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)是最早開展的，也是任何其它隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法的基礎(chǔ)。 地質(zhì)法隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)程序框圖2. 超前水平鉆孔法 采用超前水平鉆孔進(jìn)行隧道施工期掌子面前方地質(zhì)超前預(yù)報(bào)是隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法中最直接的方法。 其通過鉆孔鉆進(jìn)速度測試和所采取的鉆孔巖芯的觀察及相關(guān)試驗(yàn)獲取隧道掌子面前方巖石（體）的強(qiáng)度指標(biāo)、可鉆性指標(biāo)、地層巖性資料

22、、巖體完整程度指標(biāo)及地下水狀況等諸多方面的直接資料 。 目前國內(nèi)采用這種方法進(jìn)行隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)主要在水工隧道（洞）工程中，國外已較為普遍。 采用此方法不僅可以確定隧道掌子面前方地質(zhì)情況，而且可以起到探水的作用。 3. 超前導(dǎo)坑法 利用已有隧道地質(zhì)資料進(jìn)行與已有隧道平行的施工隧道的地質(zhì)預(yù)報(bào)是隧道施工期地質(zhì)預(yù)報(bào)的一種常用方法，根據(jù)超前施工的平行隧道或?qū)Э铀龅刭|(zhì)情況推測隧道將遇到怎樣的地質(zhì)情況則是隧道施工期地質(zhì)預(yù)報(bào)的一種重要方法，特別是當(dāng)兩平行隧道間距較小時(shí)預(yù)報(bào)效果更佳。 超前導(dǎo)坑法是我國隧道施工早期采用的隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法。 超前水平鉆孔法(左)、超前導(dǎo)坑法（右）隧道施工地質(zhì)超前

23、預(yù)報(bào)程序框圖4. 波反射法 這種方法主要利用聲波、超聲波、地震波及電磁波在地層中傳播、反射，通過信號(hào)采集系統(tǒng)接收反射信號(hào)，判釋隧道掌子面前方反射界面（斷層、軟弱夾層等）距隧道掌子面的距離來進(jìn)行隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)。 近十多年來，聲波反射法（HSP）、地震波反射法（包括負(fù)視速度法和TSP）、電磁波反射法（雷達(dá)）已廣泛應(yīng)用于隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)之中。 5. 成像法 聲波CT層析成像法：近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和聲波CT專用軟件的成功開發(fā)，在原有跨孔聲波測試基礎(chǔ)上開發(fā)的巖土聲波CT層析成像法已開始應(yīng)用于隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，盡管受探測鉆孔施作的限制，但在一定范圍內(nèi)的巖溶洞穴、管道的探測

24、中已發(fā)揮了重要的作用。 波反射法隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)程序框圖（左）及原理（右）主要幾種波反射法隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)原理 波反射層析成像法：波反射層析成像法是近年來發(fā)展起來的一種隧道施工期地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，采用反射地震層析成像（TRT，美國NSA工程公司）已成功地進(jìn)行隧道掌子面前方巖脈、巖溶洞穴、廢棄礦巷、富水破碎帶和斷層的預(yù)報(bào)，應(yīng)用反射電磁波成像等波反射層析成像法進(jìn)行隧道施工掌子面前方地質(zhì)預(yù)報(bào)亦有所報(bào)道。 6. 紅外探水法 此法對(duì)施工掌子面前方巖體含水有反映，但對(duì)水量大小無反映。 中鐵隧道集團(tuán)與西南交通大學(xué)聯(lián)合開展正常地溫場中存在斜交含水柱體的紅外探測數(shù)字模擬測量分析研究，得出施工掌子面前方圍巖巖

25、體含水與否的紅外探測判定值。 7. 電法 近年來，針對(duì)淺埋隧道，根據(jù)裂隙巖體含水和不含水條件電阻率的不同，采用高密度電法進(jìn)行地面探測，據(jù)以對(duì)隧道施工可能遇到的巖體破碎帶及其含水狀態(tài)進(jìn)行預(yù)報(bào)。 成像法隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)原理聲波CT層析成像法（上） TRT三維地震反射（下） 應(yīng)該指出的是，受各種條件的限制，不同的隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法有各自的優(yōu)點(diǎn)，也有各自的缺點(diǎn)。 地質(zhì)法有牢固的理論基礎(chǔ)，不占或很少占用施工時(shí)間，適用性強(qiáng)，成本低，操作簡便，但靠有限之“見”預(yù)報(bào)范圍有限，特別是在地層巖性變化極為復(fù)雜（如強(qiáng)烈褶皺地層）的隧道中預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率更是如此；超前平行導(dǎo)坑（隧道）法具有地質(zhì)法的優(yōu)點(diǎn)，但投資大，且兩

26、隧道間距過大、地層變化復(fù)雜時(shí)準(zhǔn)確率明顯降低，適用于設(shè)計(jì)間距較小、地層受構(gòu)造變動(dòng)少的平行隧道工程；超前水平鉆孔（導(dǎo)坑）法直接揭示隧道掌子面前方地層巖性、構(gòu)造、地下水、巖溶洞穴充填物及其性質(zhì)、巖石（體）的可鉆性、巖體完整程度指標(biāo)等資料，還可通過巖芯試驗(yàn)獲得巖石強(qiáng)度等定量指標(biāo)，是最直接有效的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法，但費(fèi)用高且占用施工時(shí)間長；聲測法占用施工時(shí)間短但預(yù)報(bào)距離受孔深限制，一般小于15m；波反射法占用施工時(shí)間短，預(yù)報(bào)距離長（30m），但屬于間接方法。 因此，根據(jù)隧道工程具體情況，在隧道施工階段采用針對(duì)性較強(qiáng)的一種或幾種方法結(jié)合地質(zhì)法開展隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作是大勢所趨。 四、隧道地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)1. 地

27、質(zhì)災(zāi)害類型按隧道地質(zhì)災(zāi)害的特性，可將隧道施工期地質(zhì)災(zāi)害劃分為：(1) 圍巖的變形、失穩(wěn)破壞(2) 隧道涌水(3) 隧道洞內(nèi)泥砂石流（涌泥涌沙）(4) 巖爆(5) 有害氣體突出、燃燒、爆炸(6) 高地溫(7) 地表生態(tài)環(huán)境災(zāi)害(地表塌陷、地表水源枯竭等)2.地質(zhì)災(zāi)害成因 (1)圍巖的變形、失穩(wěn)破壞主要是由圍巖的固有屬性、結(jié)構(gòu)體和巖體結(jié)構(gòu)面的性狀和應(yīng)力條件不利引起。 (2).隧道涌水 隧道的開挖，破壞或改變了隧道所在地區(qū)水文地質(zhì)條件，隧道成為新的地下水排泄的通道的結(jié)果。 隧道施工揭穿含水構(gòu)造，直接導(dǎo)致了隧道洞內(nèi)的涌水災(zāi)害的發(fā)生（揭穿型隧道涌水）；而隧道周邊與含水構(gòu)造（體）間隔離巖體厚度的過薄或含水

28、構(gòu)造（體）水壓上升，則導(dǎo)致了隧道施工期的突破型涌水；由于涌水速度的降低，涌水中攜帶的泥砂沉積堵塞涌水通道，當(dāng)通道地下水位上升水壓力達(dá)到一定值時(shí)，水突破堵塞造成重新涌水，即形成隧道施工期隧道洞內(nèi)的間歇型涌水。 隧道洞內(nèi)涌水主要發(fā)生在：（a）導(dǎo)水?dāng)鄬悠扑閹?；（b）充水巖溶（洞穴、溶管及暗河等）；（c）充水廢棄礦巷；（d）富水節(jié)理密集發(fā)育破碎巖體地段；（e）富水地層。 (3). 隧道洞內(nèi)泥砂石流（涌泥涌沙） 隧道洞內(nèi)泥砂石流主要是由于隧道施工開挖揭穿飽水?dāng)鄬悠扑閹А⒊涮顜r塊粘土砂型巖溶、全風(fēng)化型巖脈、全蝕變巖脈，過飽水或飽水 斷層泥、斷層泥夾極破碎巖塊、巖溶泥砂充填物、巖脈風(fēng)化或蝕變物坍塌和涌突所引

29、起。 嚴(yán)重者甚至導(dǎo)致隧道地表塌陷、地表水源枯竭等災(zāi)害的發(fā)生。 隧道洞內(nèi)泥砂石流主要發(fā)生在：（a）飽水含泥斷層破碎帶；（b）充填飽水巖塊粘土砂型巖溶；（c）飽水全風(fēng)化型巖脈、全蝕變巖脈出露位置；（d）過飽水或飽水?dāng)鄬幽喾植嘉恢?；（e）飽水?dāng)鄬幽鄪A極破碎巖塊分布位置；（f ）飽水泥砂充填物巖溶。 (4). 巖爆 巖爆是堅(jiān)硬脆性巖體變形破壞的一種特殊形式，是儲(chǔ)存在巖體中的應(yīng)變能突然釋放的表現(xiàn)（巖體開裂、彈射）。 主要發(fā)生在深埋高應(yīng)力區(qū)隧道或隧道段堅(jiān)硬完整具脆性巖體中，地面地形強(qiáng)烈變化處的堅(jiān)硬脆性巖體中亦可能發(fā)生巖爆。 發(fā)生巖爆的巖體，主要是火成巖中的花崗巖、閃長巖、花崗閃長巖、片麻巖等及沉積巖中的石

30、灰?guī)r。 (5) 有害氣體突出、燃燒、爆炸 隧道施工期有害氣體主要為瓦斯和硫化氫氣體，前者主要與煤系地層和廢棄煤礦巷道有關(guān)，后者與碳酸鹽巖中的臭大理巖相關(guān)。 值得指出的是，瓦斯并不僅僅在煤系地層中出現(xiàn)，在深埋隧道還原環(huán)境條件下炭質(zhì)泥頁巖中，也存在瓦斯溢出的可能性。 在煤系地層上下地層巖體破碎時(shí)，其往往儲(chǔ)存在上下地層巖體的裂隙之中。 (6) 高地溫一般而言，僅處于活動(dòng)斷層帶、地溫異常區(qū)、高地應(yīng)力區(qū)和深埋隧道可能遇到高地溫災(zāi)害。 (7) 地表生態(tài)環(huán)境災(zāi)害(地表塌陷、地表水源枯竭等) 地表生態(tài)環(huán)境災(zāi)害主要是由于隧道洞內(nèi)涌水涌泥砂（隧道洞內(nèi)泥石流）引起，如地表水源枯竭、大面積農(nóng)田失水、植被枯死和地面塌陷

31、等。 地表生態(tài)環(huán)境災(zāi)害主要發(fā)生在巖溶地區(qū)，因隧道洞內(nèi)大量巖溶涌水、涌泥造成；在其他地區(qū)，由于隧道上方主干斷層帶極破碎圍巖的連續(xù)失穩(wěn)坍塌亦可造成地表塌陷，隧道洞內(nèi)大量涌水可造成地下水位下降致使地表水源枯竭、大面積農(nóng)田失水、植被枯死。 3. 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào) (1) 圍巖的變形、失穩(wěn)破壞 如前述，圍巖的變形、失穩(wěn)破壞主要是由圍巖的固有屬性、結(jié)構(gòu)體和巖體結(jié)構(gòu)面的性狀和應(yīng)力條件不利引起。 因此，對(duì)圍巖的變形、失穩(wěn)破壞的預(yù)報(bào)，主要是對(duì)軟巖地層（軟夾層）、斷層破碎帶、大范圍巖溶充填物、巖體節(jié)理裂隙不利組合和內(nèi)存內(nèi)存坍塌物的廢棄礦巷在隧道掌子面前方出現(xiàn)位置、性質(zhì)及規(guī)模的預(yù)報(bào)。 對(duì)軟巖地層（軟夾層）、斷層破碎帶、

32、大范圍巖溶充填物及內(nèi)存內(nèi)存坍塌物的廢棄礦巷在隧道掌子面前方出現(xiàn)位置、性質(zhì)及規(guī)模的預(yù)報(bào)，可以采用前述任何一種隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法進(jìn)行。 對(duì)由于巖體節(jié)理裂隙不利組合造成的圍巖的變形、失穩(wěn)破壞，預(yù)報(bào)或采用地質(zhì)法進(jìn)行，通過對(duì)巖體節(jié)理裂隙產(chǎn)狀測量、地質(zhì)作圖（結(jié)構(gòu)面赤平投影、極射赤平投影）確定巖體節(jié)理裂隙不利組合在隧道周邊出現(xiàn)的位置、不穩(wěn)塊體失穩(wěn)方向；或采用塊體平衡理論、有限元方法進(jìn)行塊體穩(wěn)定性計(jì)算，確定隧道圍巖不穩(wěn)塊體出現(xiàn)的部位。 (2) 隧道洞內(nèi)泥砂石流（涌泥涌沙）如前述，隧道洞內(nèi)泥砂石流主要與隧道施工掌子面前方存在的飽水?dāng)鄬悠扑閹?、充填巖塊粘土砂型巖溶、全風(fēng)化型巖脈、全蝕變巖脈有關(guān)。 因此，對(duì)隧道洞

33、內(nèi)泥砂石流的預(yù)報(bào)是對(duì)隧道施工掌子面前方存在的飽水?dāng)鄬悠扑閹?、充填巖塊粘土砂型巖溶、全風(fēng)化型巖脈、全蝕變巖脈位置的預(yù)報(bào)。 可以采用前述任何一種隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法進(jìn)行隧道施工掌子面前方界面預(yù)報(bào)，再結(jié)合地質(zhì)法對(duì)界面性質(zhì)進(jìn)行確定，根據(jù)飽水?dāng)鄬悠扑閹?、充填巖塊粘土砂型巖溶、全風(fēng)化型巖脈、全蝕變巖脈的位置、規(guī)模，預(yù)報(bào)隧道洞內(nèi)泥砂石流可能發(fā)生的位置和規(guī)模。 (3) 巖爆 研究表明，巖爆主要發(fā)生在堅(jiān)硬脆性巖體（花崗巖、閃長巖、石灰?guī)r、白云巖等）中，且通常發(fā)生在與最大住應(yīng)力（1）傾向相垂直的隧道斷面處，與巖體的完整性密切相關(guān)，巖體完整性越好，巖爆發(fā)生的可能性越大。 目前巖爆的預(yù)報(bào)仍處于經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)階段，主要根據(jù)隧

34、道的埋深、隧道地表地形變化、圍巖巖性、隧道位置最大主應(yīng)力來預(yù)測隧道出現(xiàn)巖爆的可能性 采用地質(zhì)力學(xué)宏觀分析法實(shí)質(zhì)上是通過地應(yīng)力測試，確定最大主應(yīng)力及其方向，根據(jù)最大主應(yīng)力量級(jí)、傾向與隧道軸線的關(guān)系預(yù)測巖爆的發(fā)生與否。 巖石能量分析法以彈性應(yīng)變能指數(shù)為判據(jù)，確定巖爆的發(fā)生與否及巖爆的強(qiáng)弱（指數(shù)5嚴(yán)重巖爆）。 能量沖擊性指標(biāo)法以能量沖擊性指標(biāo)為判據(jù)，確定巖爆的發(fā)生與否及巖爆的強(qiáng)弱（指標(biāo)2有嚴(yán)重巖爆）。 鄒成杰等33根據(jù)隧道圍巖單軸抗壓強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度，利用簡單經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算巖爆系數(shù)預(yù)測巖爆發(fā)生的可能性或強(qiáng)弱。 可以認(rèn)為，無論是地質(zhì)力學(xué)宏觀分析法，還是巖石能量分析法、能量沖擊性指標(biāo)法、巖爆系數(shù)法，仍然屬

35、于經(jīng)驗(yàn)方法。 大量的工程實(shí)踐證明，隧道巖爆除與隧道埋深、巖體強(qiáng)度、巖體完整性、巖體脆性及圍巖所處地應(yīng)力場有關(guān)，還與隧道上方地形變化息息相關(guān)，地表地形突變引起地下巖體應(yīng)力局部集中是淺埋隧道巖爆發(fā)生的主要原因。 因此，隧道上方地表地形陡變位置也是巖爆預(yù)報(bào)應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)。 (4)有害氣體 對(duì)隧道洞內(nèi)瓦斯、硫化氫的預(yù)報(bào)目前主要采用產(chǎn)氣地層位置、廢棄煤礦巷道分布位置預(yù)測預(yù)報(bào)和濃度監(jiān)測來進(jìn)行。 地層位置及廢棄煤礦巷道分布位置預(yù)報(bào)可以采用前述任何一種隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法進(jìn)行；由于有害氣體既可在巖體裂隙中富集，也可沿巖體中的節(jié)理裂隙運(yùn)動(dòng)，因此濃度監(jiān)測包括瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測等不僅應(yīng)在煤層等產(chǎn)生有害氣體的地層分布位置進(jìn)行

36、，還應(yīng)在產(chǎn)生有害氣體的地層兩側(cè)一定距離范圍內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測，特別是當(dāng)產(chǎn)生有害氣體的地層兩側(cè)巖體節(jié)理裂隙發(fā)育時(shí)更應(yīng)如此。 （5）地溫 可以說，隧道施工期的地溫預(yù)報(bào)目前基本未予開展，地溫預(yù)報(bào)仍停留在根據(jù)勘察資料進(jìn)行活動(dòng)斷裂構(gòu)造分析、地溫異常區(qū)的劃定及按地溫梯度計(jì)算的研究探討階段。 當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)以人為本的社會(huì)，開展隧道洞內(nèi)圍巖體溫度監(jiān)測預(yù)報(bào)勢在必行。 隧道圍巖巖體溫度監(jiān)測是開展地溫預(yù)報(bào)的最直接的有效技術(shù)方法，同時(shí)可兼顧隧道施工掌子面前方含水體分布位置預(yù)測預(yù)報(bào)的需要。 （6）涌水預(yù)報(bào) 隧道的開挖，破壞或改變了隧道所在地區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境，隧道成為地下水新的排泄通道。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國既有隧道80%在施工期遭

37、遇過隧道涌水災(zāi)害，運(yùn)營隧道滲漏水災(zāi)害亦可說嚴(yán)重。 從大瑤山隧道施工期豎井因涌水被淹、婁山關(guān)鐵路隧道施工期因施工開挖切斷巖溶管道造成隧道雨季涌水達(dá)130000m3/d、貴昆線梅花山隧道1991年雨季更因隧道襯砌背后水壓過大造成隧道邊墻襯砌倒塌（12m）及開裂（12 m）21等可見一斑。 因此，隧道涌水預(yù)測預(yù)報(bào)在隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中占據(jù)著極為重要的位置。 遺憾的是，目前各種地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法中，對(duì)水的預(yù)報(bào)仍缺乏有效的手段。 目前對(duì)隧道涌水位置預(yù)報(bào)采用的技術(shù)方法包括： （1）界面位置結(jié)合地質(zhì)分析法； （2）紅外探測儀探水法； （3）地質(zhì)雷達(dá)探水法； （4）巖體溫度監(jiān)測法。 （5）鉆孔探水法。 界面位置結(jié)

38、合地質(zhì)分析法，采用的是鉆探法外的各種地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，確定施工掌子面前方界面位置，根據(jù)隧道洞內(nèi)外地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，分析確定界面及界面前方介質(zhì)導(dǎo)、儲(chǔ)水的可能性，預(yù)測界面及界面前方發(fā)生涌水的可能性。 紅外探測儀、地質(zhì)雷達(dá)探測對(duì)圍巖巖體是否含水有效，但不能確定含水量大小。 巖體溫度監(jiān)測法對(duì)含水體位置確定應(yīng)有明顯的效果，但目前對(duì)地溫場、施工對(duì)巖體溫度的影響及巖體溫度傳導(dǎo)特性對(duì)巖體溫度監(jiān)測的影響仍缺乏系統(tǒng)的研究，也缺乏實(shí)踐。 鉆孔探水是直接探水，對(duì)基巖孔隙裂隙水效果明顯。 但對(duì)巖溶水、與地表水有直接聯(lián)系的導(dǎo)水性極好的斷層破碎帶涌水，鉆孔探水有較大的鉆孔涌水風(fēng)險(xiǎn)，渝懷鐵路圓梁山隧道進(jìn)口正洞354+362掌子面在進(jìn)

39、行超前水平鉆探地質(zhì)預(yù)報(bào)過程中，因鉆孔揭穿前方底部沉積含粘土質(zhì)粉砂充水巖溶，發(fā)生了鉆孔涌水涌砂，最大射程達(dá)30米左右，淤積物為含粘土質(zhì)粉細(xì)砂，淤積厚度達(dá)2米多，長度100余米。 五、涌水預(yù)測預(yù)報(bào)1. 涌水水壓預(yù)測 關(guān)于隧道、礦坑涌水水壓預(yù)測問題，礦山工作者在礦坑頂?shù)装逵客凰矫嬗兴芯浚淼拦ぷ髡邉傆猩孀?，因此在水壓預(yù)測方面，無論是在理論上還是實(shí)踐過程中，均不是很成熟。 主要的研究方法有兩種：一是現(xiàn)場實(shí)測；二是根據(jù)深孔鉆探資料，在靜水頭中乘以一個(gè)水頭損失系數(shù)(或折減系數(shù))。 我國水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范(DL5077-1997)指出，作用于混凝土襯砌有壓隧洞的外水壓強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)值為 Pek=cwHc 式

40、中，c作用于襯砌上的外水壓強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)值； w外水壓力折減系數(shù)； Hc 隧洞埋深。 對(duì)于處于基巖裂隙水和孔隙水中的隧道涌水水壓預(yù)測，可以采用下式計(jì)算： P=H 式中，P涌水水壓； 折減系數(shù)； H隧道涌水點(diǎn)與地下水位高程差； 水的容重。 顯然，隧道涌水水壓與折減系數(shù)、隧道埋深也即隧道涌水位置與地下水位間的高程差緊密相關(guān)；折減系數(shù)與隧道圍巖巖體的滲透系數(shù)相關(guān)，巖體的滲透系數(shù)越大，折減系數(shù)越小。 中鐵西南科學(xué)研究院有限公司對(duì)隧道襯砌外水壓力折減系數(shù)與圍巖滲透系數(shù)相關(guān)關(guān)系的研究證實(shí)了該結(jié)論。 對(duì)于巖溶隧道，由于巖體滲透系數(shù)各向異性非常顯著，采用水壓力折減系數(shù)顯然出入極大。 對(duì)于與地表連通的巖溶管道、暗河及溶

41、洞巖溶涌水，涌水壓力為： P=H 式中，P涌水水壓； H隧道涌水點(diǎn)與地下水位高程差； 水的容重。 對(duì)于與地表不連通的巖溶管道、溶洞巖溶涌水，涌水壓力為： P=H 式中，P涌水水壓； H隧道涌水點(diǎn)巖溶水位高程差； 水的容重。 H是一個(gè)難以確定的額定變量，需要對(duì)與地表不連通的巖溶管道、溶洞巖溶充水高水位進(jìn)行確定，即對(duì)與地表不連通的巖溶管道、溶洞頂界進(jìn)行探測確定。 2. 涌水水量預(yù)測預(yù)報(bào)（1）水均衡法 水均衡法經(jīng)多座隧道實(shí)踐，預(yù)測涌水量較符合實(shí)際，尤其是對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單的向斜巖溶盆地。 修正后的水均衡法預(yù)測巖溶涌水量表達(dá)式43為： Q=Qg+Qd 其中：巖溶水靜儲(chǔ)量Qg=V 動(dòng)儲(chǔ)量Qd=Qjs+Q

42、bs+Qys 降雨滲入量Qjs=LA 表水滲入量Qbs=bQb式中：-巖石給水度（線巖溶率） V-隧道開挖圍巖體積 Qys-遠(yuǎn)水或相鄰含水層補(bǔ)給量 -降雨入滲系數(shù)（） L-隧道巖溶段長度 A-隧道巖溶段集水面積 b-表水入滲系數(shù)1) Qb-表水量(包括河水等)。 （2）數(shù)學(xué)模擬系統(tǒng)分析法 數(shù)學(xué)模擬系統(tǒng)分析法的關(guān)鍵是建立合理的水文地質(zhì)概念模型，進(jìn)而建立巖溶水系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行涌水時(shí)間與涌水量的預(yù)測。 鑒于巖溶水系統(tǒng)的復(fù)雜性，巖溶管道分布的隨機(jī)性，該方法在邊界條件的把握上受到一定的限制。 在對(duì)大瑤山隧道中段巖溶涌水研究中，我們根據(jù)該段地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水化學(xué)、同位素和水動(dòng)力條件等多重信息，通過建立水文地質(zhì)

43、概念模型，進(jìn)而建立巖溶水系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行涌水量預(yù)測，取得了較好的效果。 其數(shù)學(xué)模型如下： （X，Y，Z）=，t0初始條件：H（X，Y，Z；t）|t=0=Ho(X，Y，Z)邊界條件：第一類邊界，水頭降為已知 H（X，Y，Z；t）|B1=H1(X，Y，Z；t) 第二類邊界，流量交換邊界式中：Qk巖溶含水體系于（Xk,Yk,Zk）處存在的源匯項(xiàng) 巖溶含水體系區(qū)域 q(X，Y，Z；t)流量交換邊界強(qiáng)度，補(bǔ)給時(shí)，q0；排泄時(shí)，q0 n流量邊界的外法向方向 H水位降 X，Y，Z坐標(biāo)軸 KX，KY，KZ分別為X、Y、Z方向上的滲透系數(shù) s儲(chǔ)水系數(shù) f流態(tài)系數(shù)(3)三重孔隙介質(zhì)-巖溶水文地質(zhì)化學(xué)動(dòng)力學(xué)計(jì)算法

44、由于三重空隙介質(zhì)中存在不同的流態(tài)，使得滲透系數(shù)的表達(dá)式也不相同，為此提出折算滲透系數(shù)的概念，將紊流態(tài)的水流如同層流態(tài)一樣，其流動(dòng)規(guī)律在形式上可以用線性定律表示為，從而將三類空隙介質(zhì)中存在的不同流態(tài)(層流與紊流)耦合在同一基本微分方程(57)式中，該方程為達(dá)西非達(dá)西流的控制方程： 式中：H水頭 HL折算滲透系數(shù) 源匯強(qiáng)度 s單位儲(chǔ)水系數(shù) 空間坐標(biāo)(L) t時(shí)間變量(T)。 對(duì)于層流情況： (n=1) 時(shí) (n=2) 時(shí) 式中：K1管道的滲透系數(shù)() d管道內(nèi)徑(L) 流體的重率() 流體動(dòng)力粘度() n空隙率(無量綱) K2裂隙的滲透系數(shù)() b裂隙寬度(L)。 對(duì)非線性流情況： 式中：KL1管

45、道的折算滲透系數(shù)() KL2裂隙的折算滲透系數(shù)() g重力加速度() d管道內(nèi)直徑(L) f摩擦系數(shù)(無量綱) V滲透流速() b裂隙寬度(L) J水力坡度(無量綱) 利用鉆孔資料(主要包括巖溶發(fā)育率、巖芯描述)和抽水試驗(yàn)資料，計(jì)算隧道臨空面圍巖的折算滲透系數(shù)：式中：g重力加速度9.8m/s2 d巖溶管道或溶孔內(nèi)直徑（根據(jù)鉆孔巖芯資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析） f磨擦系數(shù)（或粘度系數(shù)）取值，無量綱 v滲透速度(m/d)。 將KL代入V= KLJ中，確定隧道開挖圍巖臨空面處巖溶水滲流速度。 這里需要指出，J為水力梯度，J=H/L(H為水頭損失，為地下水逕流途徑)，因含水層主要為承壓含水量， Jsin(為巖層

46、傾角)。 進(jìn)一步利用公式Q=nAV計(jì)算隧道開挖涌水量。 其中，n為巖溶發(fā)育率，A為臨空面或過水?dāng)嗝婷娣e（A=隧道開挖長度L臨空面寬度D）。 于是，隧道分段涌水量計(jì)算公式為： Q=DLKLsin 上式中：為巖溶發(fā)育率 D為臨空面寬度 L為隧道開挖長度 KL折算滲透系數(shù) 為巖層傾角。 隧道總涌水量為 六、若干問題探討1. 地質(zhì)工作在隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中的作用 Leopold Muller 教授曾經(jīng)說過：“過去、現(xiàn)在以至將來，許多經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)告訴我們，地質(zhì)學(xué)是所有應(yīng)用地質(zhì)學(xué)的不可缺少的基礎(chǔ)”50。 只有宏觀把握整個(gè)隧道工程所處地質(zhì)環(huán)境，確定隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)重點(diǎn)段，才能最大限度地提高有限的預(yù)報(bào)經(jīng)費(fèi)利用率，提

47、高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，達(dá)到隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的目的。 隧道工程地質(zhì)平面圖、縱斷面圖及隧道工程設(shè)計(jì)地質(zhì)說明是集隧道工程可行性研究、勘察和設(shè)計(jì)三階段全部有關(guān)隧道施工將可能遇到的地質(zhì)情況研究的成果的總結(jié)，熟悉圖紙，了解隧道施工將穿越的地層巖性、地層產(chǎn)狀及地層分布，構(gòu)造分布、規(guī)模及其性質(zhì)，有利于宏觀的把握隧道施工可能將遇到的特殊地質(zhì)如涌水、瓦斯、采空區(qū)、巖溶涌水涌泥涌沙泥石流等的分布位置及規(guī)模，據(jù)此初步確定隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)的重點(diǎn)段。 洞外補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查主要是對(duì)特殊地層如大段軟弱地層、煤層、膏巖層分布的調(diào)查確定，構(gòu)造產(chǎn)狀、分布、規(guī)模及性質(zhì)的調(diào)查確認(rèn)，對(duì)特殊地表地質(zhì)現(xiàn)象如隧道洞口滑坡分布及規(guī)模、巖堆分布及規(guī)模、地表巖

48、溶發(fā)育分布等的調(diào)查，根據(jù)地表調(diào)查結(jié)果推測特殊地層構(gòu)造等在隧道高成位置的展布，加深對(duì)隧道施工可能將遇到的特殊地質(zhì)如涌水、瓦斯、采空區(qū)、巖溶涌水涌泥涌沙泥石流等的分布位置及規(guī)模的宏觀把握，確定隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)的重點(diǎn)段。 洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查包括掌子面和邊墻地質(zhì)素描（巖性及其產(chǎn)狀，構(gòu)造產(chǎn)狀、展布及其性質(zhì)，滲、滴、涌水狀況，巖石體的風(fēng)化變質(zhì)狀況等）、節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)（產(chǎn)狀、間距、張開充填狀況、展布及延伸等）、必要的測試試驗(yàn)（巖石、巖體聲速測試和巖石強(qiáng)度試驗(yàn)等）。 根據(jù)構(gòu)造相關(guān)性分析、節(jié)理玫瑰花圖、極射投影圖、遍有節(jié)理計(jì)算、塊體穩(wěn)定計(jì)算相關(guān)計(jì)算，確定隧道掌子面前方圍巖的變形趨勢及失穩(wěn)破壞型式，軟層、煤層的分布與規(guī)模

49、，構(gòu)造破碎帶的發(fā)育分布及性質(zhì)和規(guī)模，巖溶發(fā)育分布及充填性質(zhì)和隧道圍巖巖體強(qiáng)度脆性及地應(yīng)力狀態(tài)等； 根據(jù)隧道洞內(nèi)必要的測試試驗(yàn)、巖體節(jié)理裂隙發(fā)育狀況確定圍巖級(jí)別變化確定。 眾所周知，物探方法是建立在波的傳播理論基礎(chǔ)上，波傳播理論是建立在同一介質(zhì)為各向同性均勻介質(zhì)的基礎(chǔ)上的，在各向同性介質(zhì)中，地球物理探測結(jié)果是唯一的。 地質(zhì)體極為復(fù)雜，在經(jīng)歷了長期地史時(shí)期和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)變動(dòng)后，不同地層、巖性受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響程度不一，即便同種巖體不同部位節(jié)理裂隙發(fā)育程度也不完全一致，這就導(dǎo)致了同種地質(zhì)體介質(zhì)的非均勻性（或稱各向異性）。 地質(zhì)體的各向異性，決定了采用地球物理探測方法進(jìn)行隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的結(jié)果的多解性，排除

50、這種多解性，需要有對(duì)宏觀地質(zhì)背景的微觀把握。 采用除層析成像法外的所有地球物理探測方法進(jìn)行隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，其最終結(jié)果均是施工掌子面前方地質(zhì)界面的位置，反射界面前方介質(zhì)的性質(zhì)的判定，盡管可以參考介質(zhì)波阻抗、反射系數(shù)及波幅變化特征，但更重要的是需要結(jié)合對(duì)探測界面前方隧道施工將遇到的地質(zhì)條件的宏觀把握和參與施工地質(zhì)預(yù)報(bào)人員豐富的地質(zhì)經(jīng)驗(yàn)，地質(zhì)工程師的參與，無疑將起極為重要的作用。 任何依賴近乎傻瓜照相機(jī)似的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)儀、靠幾個(gè)毫無地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)和地質(zhì)工作經(jīng)驗(yàn)的經(jīng)過儀器使用操作培訓(xùn)的高中生便可進(jìn)行隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的想法都是不現(xiàn)實(shí)和錯(cuò)誤的。 隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率大高低，與參與預(yù)報(bào)工作人員對(duì)隧道施工掌子面

51、前方地層巖性、構(gòu)造等的分布、界面產(chǎn)狀及其變化、不同波在不同介質(zhì)預(yù)報(bào)中的傳播特性的掌握程度緊密相關(guān)。 詳細(xì)的地質(zhì)工作，可以推測界面間介質(zhì)的性質(zhì)并大致給出不同波在該介質(zhì)中的傳播速度，推斷界面產(chǎn)狀的變化趨勢并推測界面在掌子面前方出露的大致位置，為探測結(jié)果的分析提供參考依據(jù)，提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。 隨開挖進(jìn)行不良地質(zhì)體帶位置、性質(zhì)、規(guī)模和地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的位置、規(guī)模等的記錄，需要地質(zhì)工程師的工作，決非幾個(gè)毫無地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)和地質(zhì)工作經(jīng)驗(yàn)的經(jīng)過儀器使用操作培訓(xùn)的高中生便可完成。 總結(jié)和分析預(yù)報(bào)成功經(jīng)驗(yàn)和失敗的原因，對(duì)探測布置、提高地質(zhì)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，無疑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 2. 地質(zhì)與物探的結(jié)合 盡管地質(zhì)法隧道地質(zhì)

52、超前預(yù)報(bào)有牢固的理論基礎(chǔ)、不占或很少占用施工時(shí)間、適用性強(qiáng)、成本低、操作簡便，但靠有限之“見”預(yù)報(bào)范圍有限，特別是在地層巖性變化極為復(fù)雜（如強(qiáng)烈褶皺地層）的隧道中預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率更是如此。 物探方法如TSP、地質(zhì)雷達(dá)、HSP聲波反射、聲波CT、地震波反射等等。 有成熟的理論基礎(chǔ)、占用施工時(shí)間較除地質(zhì)法以外的其他方法短、預(yù)報(bào)距離長短均可、費(fèi)用較低，但屬于間接方法，且至今為止波反射法所預(yù)報(bào)的仍然是地質(zhì)界面，對(duì)界面性質(zhì)的判斷仍離不開地質(zhì)學(xué)的知識(shí)。 以補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查結(jié)果為基礎(chǔ)，以物探方法作手段，用補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查結(jié)果和隧道施工期掌子面地質(zhì)條件，如巖體結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及發(fā)育狀況、巖體破碎程度、巖石的變質(zhì)程度等的變化特征

53、，指導(dǎo)物探法探測結(jié)果的判釋，既避免了波反射法探測結(jié)果特別是界面性質(zhì)判釋的盲目性，又充分利用了補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查結(jié)果、洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果和波反射法探測距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)，提高物探法探測結(jié)果判釋的準(zhǔn)確率。 大量的隧道工程實(shí)踐表明，無論在隧道的可行性研究、勘察、設(shè)計(jì)乃至施工階段，采用了多少地質(zhì)方法或地球物理方法進(jìn)行勘探、預(yù)報(bào)，實(shí)際隧道開挖揭示的地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)、預(yù)報(bào)的情況仍有差別，地質(zhì)與物探的結(jié)合是解決此問題的重要手段，這也是時(shí)至今天以地質(zhì)法為基礎(chǔ)，以地球物理探測方法為手段的隧道綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法，成為隧道工程界的共識(shí)并得到廣泛的認(rèn)同的重要原因。 3. 界面位置探測結(jié)果的產(chǎn)狀修正 眾所周知，在任意介質(zhì)中傳播的波，

54、當(dāng)其傳播到該介質(zhì)與另一介質(zhì)的分界面時(shí)，一部分產(chǎn)生反射，另一部分穿過界面折射繼續(xù)在另一介質(zhì)中傳播。 顯然，信號(hào)采集系統(tǒng)采集的反射信號(hào)波在發(fā)射換能器、界面及接收換能器之間沿最短距離傳播，該距離并不一定是隧道掌子面前方界面距探測面所在位置的水平距離，應(yīng)根據(jù)界面產(chǎn)狀進(jìn)行預(yù)報(bào)距離修正。 顯然，當(dāng)探測界面與隧道軸線垂直時(shí)，探測得到的界面與探測位置間的距離即界面與探測位置在隧道軸線上的距離，不需進(jìn)行產(chǎn)狀校正；探測界面與隧道軸線不垂直時(shí)，均應(yīng)對(duì)其進(jìn)行產(chǎn)狀校正。 4隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率 提高隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，是隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作者的愿望和努力的方向，也是隧道工程建設(shè)對(duì)隧道施工期地

55、質(zhì)超前預(yù)報(bào)提出的要求。 應(yīng)該指出的是，對(duì)隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率應(yīng)有一個(gè)正確的理解。 影響隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的因素眾多，一方面是從業(yè)人員知識(shí)面的問題，另一方面則是嚴(yán)密的理論應(yīng)用于極為復(fù)雜的地質(zhì)體所造成。 （1）培養(yǎng)具有扎實(shí)地質(zhì)基礎(chǔ)理論知識(shí)、地質(zhì)工作經(jīng)驗(yàn)又能熟練掌握地球物理探測手段的隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)人員乃當(dāng)務(wù)之急，地質(zhì)學(xué)家與地球物理學(xué)家的聯(lián)合在當(dāng)前條件下亦不失為解決問題的捷徑。 （2）嚴(yán)格地說，波在各向異性介質(zhì)中各部分的傳播速度是不同的。 采用波在探測面巖體中直達(dá)波傳播速度作為波在探測面與隧道掌子面前方第一界面間巖體介質(zhì)中的傳播速度來計(jì)算第一界面距探測面的距離已經(jīng)存在誤差，而人為確

56、定波在第一界面與第二界面間、第二界面與第三界面間、.巖體介質(zhì)中的傳播速度并借以計(jì)算第二界面、第三界面、.距探測面間的距離則誤差更大。 界面反射信號(hào)的疊加、覆蓋，則加大了對(duì)第一界面后的界面反射信號(hào)判釋的難度，這也是造成目前第一界面預(yù)報(bào)較準(zhǔn)而其后界面預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率下降甚至未能預(yù)報(bào)的原因。 此外，界面產(chǎn)狀的變化致使預(yù)報(bào)距離產(chǎn)狀修正值出現(xiàn)誤差也是造成隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的又一原因。 對(duì)于隧道掌子面前方第二及其后界面的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率低的問題，目前仍只有通過加大預(yù)報(bào)頻度、以第一界面距預(yù)報(bào)掌子面的距離作為預(yù)報(bào)長度、采用跟蹤預(yù)報(bào)等方法作為來解決。 （3）不容諱言，時(shí)下對(duì)隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的問題，存在著一種片面理

57、解的現(xiàn)象，即要求預(yù)報(bào)結(jié)果的絕對(duì)準(zhǔn)確。 顯然，這與對(duì)隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的最終目的的誤解相關(guān)。 隧道隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的最終目的是對(duì)施工掌子面前方可能遇到的各種地質(zhì)條件及可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害的性質(zhì)、分布位置、規(guī)模的預(yù)測，其落腳點(diǎn)是地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)可能形成地質(zhì)災(zāi)害的各種地質(zhì)條件的預(yù)報(bào)，目的在于為設(shè)計(jì)和施工提供預(yù)先采取預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的對(duì)策措施決策的依據(jù)，減小因地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生帶來的經(jīng)濟(jì)損失及其對(duì)施工人員的危害。 可以設(shè)想，一個(gè)百分之九九點(diǎn)九準(zhǔn)確率的預(yù)報(bào)，如果因百分之零點(diǎn)一的預(yù)報(bào)錯(cuò)誤帶來重大的人員傷亡事故和經(jīng)濟(jì)損失，算得上是成功的預(yù)報(bào)？ 企求百分之百的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和一厘米都不差的預(yù)報(bào)，是施工單位對(duì)隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的要

58、求，可以理解。 但卻是對(duì)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的苛求，是對(duì)極為復(fù)雜的地質(zhì)體認(rèn)識(shí)不夠清楚的表現(xiàn)。 人類對(duì)大氣層的認(rèn)識(shí)，遠(yuǎn)較對(duì)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)詳細(xì)，天氣預(yù)報(bào)尚且如此，況乎隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)？ 5 預(yù)報(bào)與預(yù)報(bào)探測設(shè)備儀器 誠然，先進(jìn)的預(yù)報(bào)探測設(shè)備儀器是開展隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的重要基礎(chǔ)，但并不是唯一的前提條件。 不同的波、不同頻率的同一種波在不同介質(zhì)中的傳播能量衰減有所不同、傳播距離有所差異，這也就造成了地震波反射、聲波反射、電磁波反射、聲波透視等設(shè)備在隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)中預(yù)報(bào)距離的差異，但并不能就此說明哪種物探設(shè)備不能用于隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)，合理選用不同的物探設(shè)備開展不同目的或者說針對(duì)性不同的隧道施工地質(zhì)超前預(yù)

59、報(bào)工作，不僅可以充分發(fā)揮各種不同物探設(shè)備儀器的長處，還可起到互為補(bǔ)充、互為驗(yàn)證的作用。 必須指出，除了層析成像方法外，目前各種地球物理探測方法均是對(duì)隧道施工掌子面前方地質(zhì)界面位置的預(yù)報(bào)，界面與界面間介質(zhì)性質(zhì)的判斷仍然需要借助預(yù)報(bào)人員豐富的地質(zhì)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)隧道所在地區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景的掌握程度。 因此，隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)仍然是在一定物探設(shè)備前提下的預(yù)報(bào)人員地質(zhì)工作經(jīng)驗(yàn)、對(duì)隧道所在地區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景的掌握程度、對(duì)各種不同的不良地質(zhì)體可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及其施工預(yù)防處理措施掌握能力的比拼。 七、 典型預(yù)報(bào)實(shí)例1. HSP聲波反射法（1）巖溶預(yù)報(bào) 武隆隧道Dk193+205+310巖溶充填物界線探測預(yù)報(bào) 隧道開

60、挖至Dk193+205235處揭露巖溶暗河，并沿隧道軸線方向直至本次測試時(shí)掌子面(Dk193+300)均為溶洞泥夾石充填物。 為確定充填巖溶前方界線，采用以地質(zhì)法為基礎(chǔ)的HSP聲波反射法綜合法進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)，探測掌子面里程為Dk193+300。 反射子波頻域、時(shí)域分析結(jié)果表明，在隧道掌子面探測到前方6m處存在一反射界面，反射波相位與接收首波相位相同，即充填巖溶前方界線。 地質(zhì)調(diào)查表明：該充填巖溶洞壁主要充填巖溶前方界線預(yù)報(bào)受直立結(jié)構(gòu)面控制，頂、底多半受巖層面控制。 根據(jù)界面預(yù)報(bào)中界面距探測面距離計(jì)算進(jìn)行地質(zhì)產(chǎn)狀修正；并按洞壁控制結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀對(duì)充填巖溶在隧道掌子面前方的距離進(jìn)行修正。 經(jīng)修正，確定充