隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報的方法

由于隧道及其他地下工程深埋于地下，工程巖體的水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件復(fù)雜多變，根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)勘探技術(shù)水平及手段，對所取得的資料不能完全滿足于施工要求，因于隧道及其此，這些問題的解決還有待在施工中開展深入的超前地質(zhì)預(yù)報工作。

目前在隧道施工期間采用的超前地質(zhì)預(yù)報方法從專業(yè)技術(shù)方面可分為常規(guī)地質(zhì)法和物法兩大類，具體有以下幾種：①正洞地質(zhì)素描法；②斷層參數(shù)預(yù)測法；③地質(zhì)體投射法；④超前水平鉆孔法；⑤超前導(dǎo)坑法；⑥彈性波法；⑦電磁波法；⑧紅外探水法。

（一）地質(zhì)預(yù)報方法

1．正洞地質(zhì)素描法

隧道施工中，及時對其開挖面（掌子面、邊墻面和拱頂面）上的各種地質(zhì)現(xiàn)象進行測繪和記錄，利用已挖洞段地質(zhì)情況來預(yù)報前方可能出現(xiàn)的不良地質(zhì)現(xiàn)象。該方法分為：①巖層巖性和層待預(yù)測洪：②地質(zhì)體延伸預(yù)測法。該方法是對開挖面地質(zhì)情況如實而準確的反映。其主要內(nèi)容包括地層巖性、構(gòu)造和節(jié)理裂隙發(fā)育情況、地下水狀態(tài)、圍巖穩(wěn)定性及初期支護采用方法等。其優(yōu)點是預(yù)報時時間很短，設(shè)備簡單，不干擾施工，預(yù)報效果較好，而且為整個隧道提供了完整的地質(zhì)資料；缺點是對于與隧道夾角較大的向前傾的結(jié)構(gòu)面容易產(chǎn)生漏報。

2．斷層參數(shù)預(yù)測法

利用斷層影響帶的特殊節(jié)理或集中帶的分布規(guī)律，通過對斷層影響帶的系統(tǒng)編錄所得出經(jīng)驗公式，來預(yù)報隧道斷層破碎帶的位置和規(guī)模。由于大多數(shù)不良地質(zhì)現(xiàn)象與斷層破碎有密切的關(guān)系，故依據(jù)斷層破碎帶推斷其他不良地質(zhì)體的位置和規(guī)模。

3．地質(zhì)體投射法

在地表準確鑒別不良地質(zhì)體的性質(zhì)、位置、規(guī)模和巖體質(zhì)量，以及精確測定不良地質(zhì)體產(chǎn)狀的基礎(chǔ)上，應(yīng)用地質(zhì)界面和地質(zhì)體透射公式進行預(yù)報。

4．超前水平鉆孔法

在隧道內(nèi)安放水平鉆機進行水平鉆進，根據(jù)鉆孔資料來推斷隧道前方的地質(zhì)情況。鉆孔數(shù)量、角度及鉆孔深度可人為設(shè)計和控制。由鉆進速度的變化、鉆孔取心鑒定、鉆孔沖液顏色、氣味、巖粉及遇到的其他情況來預(yù)報。此法可以反映巖體的大概情況，比較直觀，施工人員可根據(jù)實際地質(zhì)情況進行后續(xù)施工。水平鉆孔主要布置在開挖面及其附近，既可在超前導(dǎo)洞內(nèi)布置鉆孔，也可在主洞工作面上進行鉆探，以獲得準確可靠的地質(zhì)資料，確保施工。該法可獲得工作面前方一定距離的巖心，也可由鉆孔出水情況判斷前方有無地下水和前方何處有地下水，從而可以得到開挖面前方的地質(zhì)情況。該法是施工預(yù)報最有效方法之一，但也存在不足之處：①對垂直隨道軸線的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面預(yù)報效果較好，與隧道軸線平行的結(jié)構(gòu)面預(yù)報較差；②需占用較長的施工作業(yè)時間，費用較高。

5．超前導(dǎo)坑法

按導(dǎo)坑與正洞的相互位置分為平行導(dǎo)坑和正1同導(dǎo)坑。其中，平行導(dǎo)坑與正洞平行，斷，且和正洞之間有一定距離，通過對導(dǎo)坑開挖中遇到的構(gòu)造、結(jié)構(gòu)面或地下水等情況做地質(zhì)記錄與分析，進而對正洞地質(zhì)條件進行預(yù)報。該法的優(yōu)點是：預(yù)報成果比較直觀、精度高、預(yù)報的距離長、便于施工人員安排施工計劃和調(diào)整施工方案，還可以起到減壓放、改善通風條件和探明地質(zhì)構(gòu)造條件的作用，同時，還可用作排除地下水、斷層注漿處、擴建成第二條隧道之用。正洞導(dǎo)坑布置在正洞中，是正洞的一部分，其作用與平行導(dǎo)相比，效果更好。超前導(dǎo)坑的缺陷為：一是成本太高，有時需要全洞進行平導(dǎo)開挖；二是施工工期較長。