六月田隧道進口超前地質預報研究

(湖南省永龍高速公路建設開發有限公司 湖南永順410016)

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為查明六月田隧道開挖工作面前方不良地質情況，推斷隧道圍巖級別，提出施工建議，以保證隧道施工安全，減少因地質災害或支護不當而導致大塌方帶來的損失，本文針對六月田隧道開展了超前地質預報工作，研究成果可為隧道動態設計提供必要的地質參數，更好的為隧道施工服務。

六月田隧道超前地質預報不良地質圍巖級別施工建議

1 項目背景

隧道施工的過程中，經常會出現軟弱圍巖、斷層破碎帶、涌水等不良的地質現象，如果未能夠在施工前探明，將會給施工帶來很嚴重的安全隱患，影響安全生產[1-2]。因此，在隧道進行施工時，對開挖工作面前方的地質資料提出了很嚴格的要求。近些年來，隧道超前地質探測工作在我國的工程領域受到越來越多的重視，許多隧道工程中都采用了相應的超前探測技術[3-5]，實踐證明，地質雷達在隧道檢測方面作為一種高效、準確的檢測方法，可以準確的提供地質資料，有效保障安全施工，為化解高風險方案的制定提供可靠依據[6-8]。

六月田隧道左線起訖樁號為K10+445～K11+455，長1010m；右線起訖樁號為YK10+440～YK11+455，長1015米；屬長隧道，本文為查明開挖工作面前方不良地質情況，進行了超期地質預報分析，以推斷隧道圍巖級別并提出施工建議。

2 地質預報方法及原理

地質雷達采用的是時間域脈沖雷達，將寬頻帶的脈沖電磁波發射到地下介質中，通過接收反射信號達到探測地下目標的目的，雷達系統向被探測物發射電磁波脈沖，電磁脈沖穿過介質表面，碰到目標物或不同介質的界面而被反射回來，根據電磁波的雙程走時，分析確定探測目標的形態及結構特性[9]，結合工程地質資料為隧道施工提供可靠的施工技術方案，如圖1所示。

圖1 地質雷達探測原理圖

3 超期地質預報分析

3.1 掌子面圍巖情況

六月田隧道進口左洞掌子面里程樁號K10+814，揭露圍巖主要為中～微風化灰巖，淺灰色，隱晶質結構，厚層狀構造，巖體節理裂隙較發育，局部巖石較破碎，裂隙間多由方解石脈充填，開挖面巖體整體穩定較好，如圖2。

3.2 測線布置

圖2 掌子面里程K10+814照片

本次探測采用美國GSSI生產的SIR-3000型地質雷達系統，選用點測量方式，由于現場探測條件限制，沿隧道開挖上臺階底部1.5、4m高度范圍分別布置兩條測線（測線1、測線2），如圖3所示。

圖3 雷達探測測線布置示意圖

3.3 數據分析

通過對現場探測數據的分析處理，得出雷達預報探測效果圖，如圖4所示：

圖4 隧道進口雷達探測成果圖(由左至右)

圖4為六月田隧道進口左洞開挖掌子面水平采集的地質雷達剖面圖，采樣時窗為400ns，探測深度20m，通過對比分析：

測線1剖面顯示，掌子面前方0～20m范圍內，雷達電磁波局部同相軸連續性較差，在掌子面前方3～18m范圍內呈現低頻強反射信號，推測為巖體溶蝕裂隙及溶蝕腔體較發育，巖體較破碎，局部位置很可能存在溶洞發育，且腔體內可能由泥質物充填。

測線2剖面顯示，掌子面前方0～20m范圍內，雷達電磁波局部同相軸連續性較差，在掌子面前方4～17m范圍內呈現低頻強反射信號，推測為巖體溶蝕裂隙及溶蝕腔體較發育，巖體較破碎，局部位置很可能存在溶洞發育，且腔體內可能由泥質物充填。

4 結論與建議

經本次地質雷達探測，結合現場地質調查成果及相關詳勘資料綜合推測：六月田隧道進口左洞K10+814～K10+834段圍巖主要為中～微風化灰巖，隱晶質結構，厚層狀構造，巖質堅硬，部分巖體溶蝕裂隙及腔體較發育，巖石較破碎。其中掌子面前方K10+817～K10+832段范圍內推測為部分巖體溶蝕裂隙及溶蝕腔體相對較發育，巖體較破碎，局部位置很可能存在溶洞或溶蝕腔體發育，且部分腔體內可能多由泥質物充填。預報段K10+814～K10+834段設計圍巖級別為Ⅲ級，根據地質預報結果，綜合推斷該段圍巖級別為Ⅲ～Ⅳ級。

建議施工單位根據圍巖的完整情況，控制單循環進尺量，開挖后及時跟進初期支護，防止掉塊與突泥事故；根據雷達探測地段的地質情況，建議重點關注巖體溶蝕裂隙及溶蝕腔體較發育段（左洞K10+817～K10+832）圍巖穩定性，并在相應部位進行超前鉆探，以探明其溶洞或溶蝕腔體的發育特征。施工單位在施工過程中則應根據開挖實際情況及時調整支護參數與應對措施，避免出現掉塊與突泥事故的發生，必要時可臨時增加預報補測，以確保施工安全；同時加強施工管理，規范施工，施工時需完全清除拱頂危石和碎石，確保安全后方才立架施工，防止因排險不凈或上部圍巖松動突然掉落而造成人員或機械損傷，確保安全。

[1]1李術才,劉斌,孫懷鳳.隧道施工超前地質預報研究現狀及發展趨勢 [J].巖石力學與工程學報,2014,33(6):1090-1113.

[2]周斌.地質勘探安全技術措施分析 [J].地球,2012(4):174-175.

[3]薛翊國，李術才，蘇茂鑫.隧道施工期超前地質預報實施方法研究 [J].巖土力學. 2011,32(8):2416-2422.

[4]楊傳波.探地雷達在基坑巖溶勘查中的應用 [J].地球,2014(7).

[5]董君，陳海鵬，唐鷺.隧道施工超前地質預報技術研究 [J].山西建筑,2012,38(31): 180-182.

[6]鄭文寧.地質雷達在隧道施工短期超前地質預報中的應用 [J].公路,2005(4):191-193.

[7]張志龍，王蘭生，王躍飛.公路隧道施工超前地質預報技術方法研究現狀綜述 [J].公路交通科技,2005(S2):130-132.

[8]胡振潮.綜合地質預報技術在宜萬鐵路大支坪隧道F5斷層預報中的應用 [J].現代隧道技術2010,47(3):92-97.

[9]葉英.隧道施工超前地質預報新方法研究 [J].地下空間與工程學報,2010,06(3): 521-525.

六月田隧道進口超前地質預報研究

■呂軍劉濤影

F416.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-3-2