隧道施工超前地質預報的方法

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與工程地質條件復雜多變，根據現有的地質勘探技術水平及手段，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預報工作。

目前在隧道施工期間采用的超前地質預報方法從專業技術方面可分為常規地質法和物法兩大類，具體有以下幾種：①正洞地質素描法；②斷層參數預測法；③地質體投射法；④超前水平鉆孔法；⑤超前導坑法；⑥彈性波法；⑦電磁波法；⑧紅外探水法。

（一）地質預報方法

1．正洞地質素描法

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

2．斷層參數預測法

利用斷層影響帶的特殊節理或集中帶的分布規律，通過對斷層影響帶的系統編錄所得出經驗公式，來預報隧道斷層破碎帶的位置和規模。由于大多數不良地質現象與斷層破碎有密切的關系，故依據斷層破碎帶推斷其他不良地質體的位置和規模。

3．地質體投射法

在地表準確鑒別不良地質體的性質、位置、規模和巖體質量，以及精確測定不良地質體產狀的基礎上，應用地質界面和地質體透射公式進行預報。

4．超前水平鉆孔法

在隧道內安放水平鉆機進行水平鉆進，根據鉆孔資料來推斷隧道前方的地質情況。鉆孔數量、角度及鉆孔深度可人為設計和控制。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，施工人員可根據實際地質情況進行后續施工。水平鉆孔主要布置在開挖面及其附近，既可在超前導洞內布置鉆孔，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情況。該法是施工預報最有效方法之一，但也存在不足之處：①對垂直隨道軸線的地質結構面預報效果較好，與隧道軸線平行的結構面預報較差；②需占用較長的施工作業時間，費用較高。

5．超前導坑法

按導坑與正洞的相互位置分為平行導坑和正1同導坑。其中，平行導坑與正洞平行，斷，且和正洞之間有一定距離，通過對導坑開挖中遇到的構造、結構面或地下水等情況做地質記錄與分析，進而對正洞地質條件進行預報。該法的優點是：預報成果比較直觀、精度高、預報的距離長、便于施工人員安排施工計劃和調整施工方案，還可以起到減壓放、改善通風條件和探明地質構造條件的作用，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。正洞導坑布置在正洞中，是正洞的一部分，其作用與平行導相比，效果更好。超前導坑的缺陷為：一是成本太高，有時需要全洞進行平導開挖；二是施工工期較長。