地質(zhì)雷達在貴新隧道超前地質(zhì)預報中的應用

PAGE地質(zhì)雷達在貴新隧道超前地質(zhì)預報中的應用江煒1,袁金華2,高玲3(1、江西公路開發(fā)總公司，江西南昌330002)（2、江西省新余市公路管理局分宜分局，江西分宜336600）（3、江西省南昌市公路管理局公路橋梁工程處，江西南昌330077）摘要：以福州繞城公路貴新隧道超前地質(zhì)預報為例,探討了如何綜合使用地質(zhì)雷達探測方法與地質(zhì)分析法解決隧道超前地質(zhì)預報問題,并提出了對該方法存在問題的幾點認識。關(guān)鍵詞：隧道工程；超前地質(zhì)預報；地質(zhì)雷達；隧道超前地質(zhì)預報中的應0前言隧道設計和施工前的工程地質(zhì)勘察,雖然在一定程度上對隧道的地質(zhì)狀況進行了預測、預報,但由于巖體的復雜性,勘察資料與隧道開挖后的實際情況可能會有較大的出入。正由于勘察資料無法完全準確反映施工掌子面前方的地質(zhì)條件,施工帶有很大盲目性,出現(xiàn)預料不到的塌方、冒頂、涌水等事故,對安全、質(zhì)量、工期、投資等都產(chǎn)生很大影響。因此，隧道施工地質(zhì)超前預報是隧道施工過程中必不可少的一個十分重要的環(huán)節(jié)。1超前地質(zhì)預報工作的目的及任務1.1目的就當前隧道施工地質(zhì)超前預報成果的應用范圍看,施工地質(zhì)超前預報的目的是快速、安全優(yōu)質(zhì)地建成隧道。主要有三方面的用途:（1）保證工程穩(wěn)定與施工安全;（2）反饋設計,使設計更趨合理;（3）用于科學研究。用途不同,采用的方法與內(nèi)容也有所差異。因此,施工地質(zhì)超前預報工作在內(nèi)容和方法上應具有針對性、層次性。1.2任務1.2.1探測未開挖段圍巖詳細地質(zhì)條件，包括①掌子面前方巖性變化情況和圍巖級別；②掌子面前方可能出現(xiàn)的斷層及破碎帶的發(fā)育情況（包括位置、厚度、產(chǎn)狀）；③掌子面前方軟巖地段的位置和長度；④掌子面前方巖體地下水條件（是否含水和涌水情況）；⑤掌子面前方巖溶發(fā)育程度及溶洞的位置等。1.2.2對可能產(chǎn)生的地質(zhì)災害進行預報前者是后者的基礎,后者是對前者信息的提取、分析與判斷。在施工階段,地質(zhì)災害的預報主要是針對施工安全和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定而進行的。因此,預報的主要內(nèi)容是洞室坍塌、大量涌突水(泥)、有害氣體涌入等地質(zhì)災害。2超前地質(zhì)預報主要預報方法隧道超前地質(zhì)災害預報方法可根據(jù)預報距離或探測原理分類。按照預報距離可分為長距離和短距離超前地質(zhì)災害預報兩類。是超前地質(zhì)災害預報工作步驟中的先、后兩步。各有不同預報距離,采用不同的方法和技術(shù)手段,承擔不同的任務,具有不同的精度。長距離超前地質(zhì)災害預報采用的預報方法主要有工程地質(zhì)調(diào)查法、斷層參數(shù)預測法和TSP等儀器探測法。短距離超前地質(zhì)災害預報又稱為跟蹤預報,是長距離超前地質(zhì)災害預報的深化和映證。其主要的預報方法有掌子面編錄預測法、地質(zhì)雷達法等。按照探測原理可分為直接法、間接法及其它方法。直接法有地質(zhì)法和鉆孔探測法。間接法亦稱物探法,主要有隧道地震超前預報系統(tǒng)(TSP)、水平聲波剖面(HSP)法、陸地聲納法、地質(zhì)雷達(GPR)法和紅外探水法等。其它方法有超前導坑法、斷層參數(shù)預測技術(shù)和掌子面地質(zhì)編錄預測法等。3本隧道采取的地質(zhì)預報方法本隧道的特點在于隧道距離長、斷裂破碎帶發(fā)育、節(jié)理裂隙帶發(fā)育、地下水較豐富；關(guān)鍵性技術(shù)問題在于對斷層破碎帶、節(jié)理裂隙帶和富含地下水地質(zhì)體的分布特征及及其發(fā)育程度進行準確的預報，以避免地質(zhì)災害的發(fā)生，為隧道設計與施工方案提供準確的地質(zhì)信息和圍巖級別，保證隧道圍巖支護系統(tǒng)的安全穩(wěn)定、經(jīng)濟合理。擬采用的對策與措施：（1）結(jié)合地質(zhì)掌子面編錄推測法方法，采用地質(zhì)雷達進行探測與分析；（2）對設計圍巖級別Ⅳ級和Ⅴ級地段重點探測；掌子面編錄推測法指的是參考勘察設計資料,通過掌子面已揭露地質(zhì)體(巖層、不良地質(zhì)體等)進行地質(zhì)觀測與編錄。對掌子面前方一定范圍內(nèi)可能出現(xiàn)的不良地質(zhì)體及位置進行有依據(jù)的推斷可以隨時掌握隧道掌子面的地層產(chǎn)狀、巖性、構(gòu)造等的變化情況。地質(zhì)雷達采用高頻電磁波探測掌子面前方巖體介質(zhì)中地質(zhì)結(jié)構(gòu)與特征的電磁探測技術(shù)。利用無線電波檢測響較大。在探測成果對施工的指導作用尚有一定差距的現(xiàn)狀下,施工單位往往難以接受,探測時難以做到試測,不得已而為之時,也往往不盡人意；（4）針對隧道探測環(huán)境較差的條件，如何排除干擾、提高信噪比，如何識別物探儀器圖像中的干擾異常，如何提高探測分辨率有待于進一步試驗研究。參考文獻：[1]趙永貴,劉浩,孫宇等.隧道地質(zhì)超前預報研究進展[J].地球物理學進展,2003,18(3):460～464.[2]宋先海,顧漢明,肖柏勛.我國隧道地質(zhì)超前預報技術(shù)述評[J].地球物理學進展，第21卷第2期2006年6月:605～613.[3]劉志剛.隧道隧洞施工地質(zhì)技術(shù)[M].北京:中國鐵道出版社,2001.[4]牛一雄，苑守成，武建章地質(zhì)雷達在公路建設中的應用[J].物探與化探，1996，20（2）:1