公路隧道综合超前地质预报技术及应用

公路隧道综合超前地质预报技术及应用

李真真

广州诚安路桥检测有限公司 广东广州 511431

摘要：公路隧道工程有着建设难度大、施工环境复杂等特点，在工程施工中，为保证隧道施工的安全性，提前对隧址区的地质情况进行了解，做好相关的地质勘查工作。然而，地质勘查一般采用钻孔结合类比法进行，无法覆盖隧道的每个角落，实际开挖过程中隧道围岩揭露情况与地勘资料存在一定的出入现象。综合地质预报技术作为20年代最新崛起的技术，可填补地勘未覆盖那部分空白区域，该技术主要指一种能够通过结合多种不同地质勘查技术手段，对隧道掌子面前方进行全面、系统探测，现场施工过程中能够提前对不良地质情况及围岩较差区域进行有效预测，为防治措施与预防手段的应用奠定良好基础。

关键词：公路隧道工程；隧道综合超前地质预报；地质雷达；电磁波反射法

引言：近几年，在经济发展的推动下，我国公共交通体系日趋完善，公路隧道工程的建设规模也在不断扩大。然而，公路隧道工程建设中，仍旧存在较多急需解决的问题，影响公路隧道工程的建设质量。隧道工程属于隐蔽性工程，在施工期间会穿过山体、岩体等，其中包含一些较为容易发生地质灾害的不良发育地段，需要施工单位在正式施工开始前，能够做好地质灾害的预测与分析工作，准确掌握待施工区域存在的断层、溶洞等不良地质灾害情况，以最大程度提升公路隧道工程建设的安全性，保证工程施工人员的生命安全。

1综合超前地质预报方法概述

隧道综合超前地质预报技术能够实现对多种超前地质预报技术的综合应用，从而有效提高地质预报的准确性与可靠性，获取更为全面、具体的地下岩体信息。

1.1超前地质预报方法

现阶段，超前地质预报方法主要可分为地质调查法与地球物探法两类。其中，地质调查法主要包括掌子面地质素描和洞、内外工程地质调查法等，地球物探法主要包括地质雷达法和地震波反射法等。通过对地质调查法与地球物探法的综合应用，能够准确获取地下岩体特征、水文条件与地质条件，为隧道工程的设计与施工提供充足的参考依据。此外，在科学技术发展的推动下，隧道超前地质预报方法也处于不断发展与完善中，例如，以智能化、远程控制技术为基础的无人机技术的应用，能够通过高清摄像机与红外线扫描仪快速获取地质信息，提高地质预报的工作效率。

1.2综合超前地质预报实施方案

我国国土辽阔，高山、丘陵众多，部分地区公路工程施工中，存在地理环境复杂的特点，给公路工程施工带来一系列挑战，其中，隧道工程是公路工程中的重要组成部分。在隧道工程施工的过程中，需要施工单位重点关注地层岩性、地质构造等，做好断层、破碎带、煤系地层等不良地质体的勘察，做好对不同不良地质体物性特征的研究，通过地质勘察、地球物理勘探、岩土试验等方法的综合运用，准确把握不同不良地质体对公路隧道工程的影响，以保证隧道工程施工的安全性与可靠性。综合超前地质预报方法的应用，能够有效实现对不同预测分析方法优势的结合，提高预测准确性，减少不确定性，为工程设计和施工提供可靠依据。为此，本文提出一种结合地质调查法、地震波反射法、地质雷达法、超前钻探法等多种超前地质预报技术的综合超前地质预报方法，以实现对地下岩体的全面、系统分析。

本方案以地质调查法为基础，通过地质调查这一基础性的工作，对待施工区域的地质情况进行详细研究，同时，通过对掌子面上露出的岩层进行观察与描述，明确岩体的硬度、完整度等关键信息，为隧道围岩稳定性的评估提供重要参考依据。在上述两项完成后，便可进行超前水平钻探，在预定位置进行钻孔，以获取更为准确与详细的地质信息，包括岩石的成分与结构，地下水的水位、流动方向，岩体的可钻性等关键性的信息。

地球物理预报法中，能够通过地震波反射法的应用，分析隧道的反射波特征，明确不良地质体的规模，判断岩性强度差异。同时，通过这种方法，还能够实现对破碎岩带、断层等的观察与预测，进而评估其对公路工程隧道施工的影响，为公路隧道工程提供准确、可靠的地质超前预报依据。在此基础上，可通过对短距离精细预报，明确天气、气候以及其他自然灾害所带来的影响分析，提前采取相应的防范措施。

最后，可通过应用地质雷达法，使用电磁波进行地下探测，通过分析电磁波信号，预测隧道中可能存在的不良地质体。这种方法较多适用于近距离探测，在掌子面前方存在溶洞、破碎区域能够起到更加良好的应用效果。

综上所述，综合超前地质预报实施方案中，应以地质调查为基础，通过综合运用物探技术和地质学方法，利用不同参数信息的方式，实现对多种参数信息的互补，提高预测结果的准确性和可靠性，全面了解地下情况并实现准确预报，为公路隧道工程的施工奠定良好基础。

2公路隧道综合超前地质预报应用

通过应用公路隧道综合超前地质预报，能够为公路工程的施工提供必要参考与指导，从而及时发现可能存在的地质灾害风险，及时采取相应的防治措施，保证工程施工安全性的同时，最大程度减少工程事故以及工程损失。

2.1工程地质分析

应用综合超前地质预报技术时，首要工作是做好工程地质分析，确定隧道工程施工地地地质条件以及地质特征。以某高速公路隧道工程为例，根据该工程的地质调查结果来看，该区域土层多为残留的山地风化物质堆积而成，岩体结构为凝灰岩等火山岩，同时，本区域存在断层等地质构造，岩体呈现破碎状态，对隧道工程的设计和施工具有重要影响。通过工程地质分析，能够提供直观、高效的信息，进行初步的地质灾害预测。

2.2地震波反射法预报

工程地质分析环节结束后，便可应用地震波反射法对围岩的稳定性展开分析。勘察人员应将地震的接收仪器放置在待预测的区域内，选择一个适宜的位置作为人震源的制造点，在该点上设置震动源，通过震动源发送地震波信号，使其通过岩层传播到接收器中，对接收器回传信号进行分析、去噪、校正等，并根据回传的信号生成反射剖面图或速度模型，以判断地下围岩的稳定性。然而，在实际的公路隧道工程超前地质预报中，还需要结合其他勘察手段和技术进行综合分析和判断。

2.3地质雷达法预报

通过地震雷达法这一非侵入性的地质预报方法展开预报，获取地下结构和岩层信息。检测人员需要做好地震雷达仪器的操作，向掌子面前方发送电磁脉冲信号，通过接收器接收信号并回传至终端计算机进行信号分析，将信号转化为具体的图像数据信息，生成地下结构图像，明确地下结构中岩层、断层、空洞等信息，进一步判断地下岩体的性质、围岩稳定性，作为公路工程隧道施工的重要参考依据。

2.4综合预报与开发验证

上述工作完成后，便可进行综合预报，通过分析所收集的地质调查资料，确定围岩、地下水、岩体特征等关键信息，进而根据这些信息做好可能发生的地质灾害预测，初步判断潜在的风险与隐患。公路工程的隧道施工中，可根据上述地质勘察的结果，采取相对应的支护措施，包括加固围岩、设置支护结构、做好排水处理等，以降低地质灾害的发生概率，提升公路隧道工程施工的安全性。在实际的工程施工过程中，施工单位还应结合工程的实际情况进行动态化的调整与优化，以确保支护效果和工程质量。

结束语：

综上所述，综合超前地质预报方法能够实现对公路隧道工程施工地段岩体特性、地质条件、水文条件等的有效勘察，降低地质灾害对公路隧道工程施工的影响，提升公路隧道工程施工的安全性。施工单位需要重视此方法的应用，以便于更好地了解施工地段的具体情况。

参考文献：

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