软岩隧道施工超前地质预报技术研究

  [摘 要]随着我国经济水平的不断提高,改革开放之后各方面政策的不断调整,这就使得各项基础设施建设都需要迫切的进行。在现阶段,政府相关部门都会投入大量的人力和财力也促进基础设施的建设,在道路修建上投入更是占据着非常大的比重,在山地、丘陵等地区为了减少道路的长度就需要进行隧道施工。在隧道施工过程中,不可避免的会遇到软岩等问题的干扰,限制整个道路施工的进度,为了避免此类问题的发生,就需要结合先进的探测技术以及手段,对可能发生的灾害进行提前的预估。在隧道施工之中,软岩问题一直是首要需要解决的问题,超前地质预报技术就能够在很大程度上避免这种情况的威胁,在此前提下,笔者就对软岩隧道施工超前地质预报技术进行了研究。

  [关键词] 软岩隧道 施工技术 超前地质预报技术

  中图分类号:U452.11 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)08-0247-01

  1 我国对隧道超前预报工作技术的研究情况

  在上世纪五十年代,我国就已经开始了对隧道超前预报工作技术的研究,最早应用的领域是煤矿开采行业,谷德振等学者在最开始研究的时候,就是为了保证矿的开采不受不良地质的影响而造成的塌方事故等等,随着研究的深入,逐渐的在与隧道相关的领域之中都开始有了一定的作用。上世纪七十年代,我国正式开始将隧道超前预报工作技术大规模的投入到相关的领域之中开始使用,勘探地质雷达的研究、槽波地震勘探技术以及瑞雷波法的引进,使我国在上世纪末终于研究出了属于我国的瞬态震源MRD-I型瑞雷波探测仪,使得我国的隧道超前预报工作技术取得了非常大的进步。在近几年,TSP工程技术也被专业人员所认可,1996年,铁路部门第一次使用TSP202仪器,这是我国第一次承认TSP的地位,在此之外,这项技术在地质预报和隧道地质的监测工作也有都有着非常好的效果。

  2 隧道超前预报工作的相关分类

  在大多数的隧道施工工程中,超前地质预报都是避免安全事故发生的重要手段,在具体实行的时候,主要体现在技术、方法以及手段等等能够对施工掌子前方的岩类进行分析,并且做出相应的判断,这就能够非常有效的对一些安全事故的发生进行提前的规避,极大程度上保证了人们的生命安全。在实际施工中,隧道种类的不同,隧道超前预报工作产生的效果也存在一定的差异,因此,人们就根据地质的不同,制定了不同的隧道超前预报工作技术,在当前隧道超前预报工作主要分为以下几种;①地质法。这项方法在隧道超前预报工作中的使用频率是比较高的,主要的工作原理是结合地质表面、隧道以及掌子面等进行前方地质的报告。在具体实行的时候,就是结合外面的岩石体的破碎和风化的程度,并结合原始的资料图对地质进行预测;②雷达预报法。使用雷达对比较短的距离内的隧道进行超前预报工作,这种方法的辐射范围比较小,一般40米就以及达到极限距离,这种方法对其他的干扰性因素不能够很好的判断,因此,在实际应用的过程中,有效距离也是在10米之内,这是保证雷达预报准备比较有效的做法;③钻孔导坑法。从原理上来讲,可以说是一种直接进行探测的方法,这种方法在实施的过程中难度比较大,但是预测结果往往都是非常准确的,在一些小型的隧道工程之中,这种方法使用的比较多,适用的工程还包括岩层变化幅度比较小、以及地质结构稳定的隧道。此种方法不适合一些比较复杂的隧道施工,因此,选择的时候一定要结合隧道的情况进行判断是否使用。

  3 超前地质预报的内容

  超前地质预报有地质岩性预测,尤其是软岩夹层、煤层以及特殊岩土的预测工作;地质构造预测,尤其是节理密集带和断层等对岩体完整性预测;不良地质预测,尤其是人为坑洞、岩溶等等发育情况的预测,地下水预测,尤其是富水断层及岩溶管道水、富水地层裂缝水发育情况预测。实施超前地质预报工作前应当对隧道址区的地质情况有着深入的了解,分析研究出现的地质问题、地质灾害的隐患以及分布的主要区域,实时的调整预报的方法以及技术要求。采取综合超前预报法时,应当把获取的私聊进行综合的研究和判断,提升预测的精确度。对于断层地质预报,按照区域地质材料、地质平面图等等来补充地质调查,进而对断层的产状、性质、规模和位置等情况核实。在一定的情况下,可以采取红外线探测法确定地下水发育的情况,采用超前水平转探法确定其位置与规模。对于岩溶超前地质预报,依据区域的地质资料,分析区域岩溶发育的规律;依据地质素描结果,及时的调整预报方案;依据地质的条件,采用弹性波发射法进行探测,进而确定岩溶的形态。使用地质雷达开展较短距离的探测,以确定岩溶的位置和规模。依据隧道区域地质复杂程度的界定、物探异常带和地质素描开展超前地质预测和验证,对于含水量丰富的岩溶发育地段,预报工作需重叠连续式开展,岩溶区域需开展加深炮眼预测。

  4 软岩隧道施工超前地质预报技术实现的途径

  4.1 科学理论的指导

  在软岩隧道施工的过程中,往往将隧道以及周边的地质情况看成一个系统,主要要素为隧道、断层以及其它不良地质体。要素间相互作用、相互的联系,成为有机的整体。在分析研究这一整体时,应当遵循以下主要原则:整体性原则,应当由整体出发,认清要素间非加和性的关系。动态原则,应当确保系统的活性,明确系统要素均为灵活的,具有可变动性,这就说明系统具备动态性特征。合理化原则,这就要求在软岩隧道施工过程中,统筹的看待出现的问题,进而实现收益的最大化。

  4.2 定性分析

  定性分析需要做的工作是地质地面的调查,对建设隧道区域开展总体的预报,而后在依据实际的情况,对出现问题较多的地段,通过掌子面编录以及素描法,进行详细、系统的分析和研究。

  4.3 定量分析

  定量分析工作是在定性分析的前提下,确定软岩隧道施工中地质条件较为恶劣地质段的区域以及特征,通过科学的公式进行精密的定位和计算。此外,还可以采用现代化的设备仪器对重要地段的数据进行科学的限定和收集,做好软岩隧道监控工作,结合实际的情况对隧道施工提供精确的参数数据。

  结束语

  综上所述,在软岩隧道施工的过程中,超前地质预报技术有着非常重要的作用,预报结果的准确与否直接对施工顺利进行产生影响。因此,应该在现有研究的基础上,指出其缺陷,并加以完善和改进,让地质预报工作更好的为软岩隧道施工服务。因为地质构造的复杂性,尤其是软岩隧道信息化施工,需要掌握各种必需的系数和参量。本文对超前地质预报技术进行科学、合理的分析,以此为国内软岩隧道施工提出建设性的意见和建议。

  参考文献

  [1] 段运启.软岩隧道施工超前地质预报技术研究[D].西南交通大学,2013

  [2] 王国丰.超前地质预报技术在软岩隧道施工中的应用[D].西南交通大学,2014.

  [3] 文韬.强震后千枚岩隧道施工变形控制技术研究[D].西南交通大学,2012.

  [摘 要]随着我国经济水平的不断提高,改革开放之后各方面政策的不断调整,这就使得各项基础设施建设都需要迫切的进行。在现阶段,政府相关部门都会投入大量的人力和财力也促进基础设施的建设,在道路修建上投入更是占据着非常大的比重,在山地、丘陵等地区为了减少道路的长度就需要进行隧道施工。在隧道施工过程中,不可避免的会遇到软岩等问题的干扰,限制整个道路施工的进度,为了避免此类问题的发生,就需要结合先进的探测技术以及手段,对可能发生的灾害进行提前的预估。在隧道施工之中,软岩问题一直是首要需要解决的问题,超前地质预报技术就能够在很大程度上避免这种情况的威胁,在此前提下,笔者就对软岩隧道施工超前地质预报技术进行了研究。

  [关键词] 软岩隧道 施工技术 超前地质预报技术

  中图分类号:U452.11 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)08-0247-01

  1 我国对隧道超前预报工作技术的研究情况

  在上世纪五十年代,我国就已经开始了对隧道超前预报工作技术的研究,最早应用的领域是煤矿开采行业,谷德振等学者在最开始研究的时候,就是为了保证矿的开采不受不良地质的影响而造成的塌方事故等等,随着研究的深入,逐渐的在与隧道相关的领域之中都开始有了一定的作用。上世纪七十年代,我国正式开始将隧道超前预报工作技术大规模的投入到相关的领域之中开始使用,勘探地质雷达的研究、槽波地震勘探技术以及瑞雷波法的引进,使我国在上世纪末终于研究出了属于我国的瞬态震源MRD-I型瑞雷波探测仪,使得我国的隧道超前预报工作技术取得了非常大的进步。在近几年,TSP工程技术也被专业人员所认可,1996年,铁路部门第一次使用TSP202仪器,这是我国第一次承认TSP的地位,在此之外,这项技术在地质预报和隧道地质的监测工作也有都有着非常好的效果。

  2 隧道超前预报工作的相关分类

  在大多数的隧道施工工程中,超前地质预报都是避免安全事故发生的重要手段,在具体实行的时候,主要体现在技术、方法以及手段等等能够对施工掌子前方的岩类进行分析,并且做出相应的判断,这就能够非常有效的对一些安全事故的发生进行提前的规避,极大程度上保证了人们的生命安全。在实际施工中,隧道种类的不同,隧道超前预报工作产生的效果也存在一定的差异,因此,人们就根据地质的不同,制定了不同的隧道超前预报工作技术,在当前隧道超前预报工作主要分为以下几种;①地质法。这项方法在隧道超前预报工作中的使用频率是比较高的,主要的工作原理是结合地质表面、隧道以及掌子面等进行前方地质的报告。在具体实行的时候,就是结合外面的岩石体的破碎和风化的程度,并结合原始的资料图对地质进行预测;②雷达预报法。使用雷达对比较短的距离内的隧道进行超前预报工作,这种方法的辐射范围比较小,一般40米就以及达到极限距离,这种方法对其他的干扰性因素不能够很好的判断,因此,在实际应用的过程中,有效距离也是在10米之内,这是保证雷达预报准备比较有效的做法;③钻孔导坑法。从原理上来讲,可以说是一种直接进行探测的方法,这种方法在实施的过程中难度比较大,但是预测结果往往都是非常准确的,在一些小型的隧道工程之中,这种方法使用的比较多,适用的工程还包括岩层变化幅度比较小、以及地质结构稳定的隧道。此种方法不适合一些比较复杂的隧道施工,因此,选择的时候一定要结合隧道的情况进行判断是否使用。

  3 超前地质预报的内容

  超前地质预报有地质岩性预测,尤其是软岩夹层、煤层以及特殊岩土的预测工作;地质构造预测,尤其是节理密集带和断层等对岩体完整性预测;不良地质预测,尤其是人为坑洞、岩溶等等发育情况的预测,地下水预测,尤其是富水断层及岩溶管道水、富水地层裂缝水发育情况预测。实施超前地质预报工作前应当对隧道址区的地质情况有着深入的了解,分析研究出现的地质问题、地质灾害的隐患以及分布的主要区域,实时的调整预报的方法以及技术要求。采取综合超前预报法时,应当把获取的私聊进行综合的研究和判断,提升预测的精确度。对于断层地质预报,按照区域地质材料、地质平面图等等来补充地质调查,进而对断层的产状、性质、规模和位置等情况核实。在一定的情况下,可以采取红外线探测法确定地下水发育的情况,采用超前水平转探法确定其位置与规模。对于岩溶超前地质预报,依据区域的地质资料,分析区域岩溶发育的规律;依据地质素描结果,及时的调整预报方案;依据地质的条件,采用弹性波发射法进行探测,进而确定岩溶的形态。使用地质雷达开展较短距离的探测,以确定岩溶的位置和规模。依据隧道区域地质复杂程度的界定、物探异常带和地质素描开展超前地质预测和验证,对于含水量丰富的岩溶发育地段,预报工作需重叠连续式开展,岩溶区域需开展加深炮眼预测。

  4 软岩隧道施工超前地质预报技术实现的途径

  4.1 科学理论的指导

  在软岩隧道施工的过程中,往往将隧道以及周边的地质情况看成一个系统,主要要素为隧道、断层以及其它不良地质体。要素间相互作用、相互的联系,成为有机的整体。在分析研究这一整体时,应当遵循以下主要原则:整体性原则,应当由整体出发,认清要素间非加和性的关系。动态原则,应当确保系统的活性,明确系统要素均为灵活的,具有可变动性,这就说明系统具备动态性特征。合理化原则,这就要求在软岩隧道施工过程中,统筹的看待出现的问题,进而实现收益的最大化。

  4.2 定性分析

  定性分析需要做的工作是地质地面的调查,对建设隧道区域开展总体的预报,而后在依据实际的情况,对出现问题较多的地段,通过掌子面编录以及素描法,进行详细、系统的分析和研究。

  4.3 定量分析

  定量分析工作是在定性分析的前提下,确定软岩隧道施工中地质条件较为恶劣地质段的区域以及特征,通过科学的公式进行精密的定位和计算。此外,还可以采用现代化的设备仪器对重要地段的数据进行科学的限定和收集,做好软岩隧道监控工作,结合实际的情况对隧道施工提供精确的参数数据。

  结束语

  综上所述,在软岩隧道施工的过程中,超前地质预报技术有着非常重要的作用,预报结果的准确与否直接对施工顺利进行产生影响。因此,应该在现有研究的基础上,指出其缺陷,并加以完善和改进,让地质预报工作更好的为软岩隧道施工服务。因为地质构造的复杂性,尤其是软岩隧道信息化施工,需要掌握各种必需的系数和参量。本文对超前地质预报技术进行科学、合理的分析,以此为国内软岩隧道施工提出建设性的意见和建议。

  参考文献

  [1] 段运启.软岩隧道施工超前地质预报技术研究[D].西南交通大学,2013

  [2] 王国丰.超前地质预报技术在软岩隧道施工中的应用[D].西南交通大学,2014.

  [3] 文韬.强震后千枚岩隧道施工变形控制技术研究[D].西南交通大学,2012.


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