隧道掘進超前地質(zhì)勘探預(yù)報技術(shù)探究

1、隧道掘進超前地質(zhì)勘探預(yù)報技術(shù)探究超前水平鉆超前水平鉆在隧道掘進超前地質(zhì)勘探預(yù) 報中的應(yīng)用比較廣泛，下面是小編搜集整理的一篇探究隧道 掘進超前地質(zhì)勘探預(yù)報技術(shù)的論文范文，供大家閱讀借鑒。在隧道工程建設(shè)施工過程中，通常會面臨各種不同類 型的地質(zhì)條件，大大增加了隧道正常建設(shè)施工的難度。隧道 掘進超前地質(zhì)勘探技術(shù)能夠準確探測施工地段的地質(zhì)情況， 在隧道掘進正式施工前準確預(yù)報地質(zhì)條件，為隧道建設(shè)施工 提供科學(xué)、有效的數(shù)據(jù)支持，確保隧道掘進施工的正常工作 進度，防止發(fā)生施工安全事故，有利于隧道建設(shè)工程的順利 進行。1隧道掘進超前地質(zhì)勘探預(yù)報技術(shù)主要分類1.1長期超前地質(zhì)勘探預(yù)報長期超前地質(zhì)勘探預(yù)報技術(shù)主要

2、采用斷層參數(shù)預(yù)測 法、儀器探測法和地面地質(zhì)調(diào)查法進行勘探預(yù)報，超前地質(zhì) 預(yù)報距離最遠能夠到達500 m左右。長期超前地質(zhì)勘探預(yù) 報技術(shù)主要針對的是不良地質(zhì)環(huán)境的位置、性質(zhì)、寬度和受 影響隧道地段的距離。通過勘探不同種類的地質(zhì)條件及其影 響范圍，預(yù)報施工地段的圍巖類別、地下水狀態(tài)和工程建設(shè) 施工受到的影響。長期超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)主要是在隧道掘進 前簡單確定施工前方大致的地質(zhì)條件，有利于相關(guān)決策人員 提前了解圍巖類別和地質(zhì)條件變化，重點處理圍巖類別低的 地段，在正常施工地段加速掘進，從而提高隧道掘進施工速 度。長期超前地質(zhì)勘探預(yù)報技術(shù)主要是在隧道中連續(xù)預(yù)報地 質(zhì)情況，預(yù)報精確度比較高。1.2短期超前

3、地質(zhì)勘探預(yù)報短期超前地質(zhì)勘探預(yù)報技術(shù)是根據(jù)長期超前地質(zhì)勘 探預(yù)報的結(jié)果進行深入預(yù)報工作，主要勘探方法包括地質(zhì)雷 達法和掌子面編錄預(yù)測法等，預(yù)測距離最遠可達30m左右, 能準確勘探施工前方30 m范圍內(nèi)的圍巖等級和地質(zhì)條件， 全面預(yù)報掌子面周圍的不良地質(zhì)分布情況、隧道的圍巖等 級、地下水情況和對隧道掘進的具體影響，大致確定出施工 地段可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害。短期超前地質(zhì)勘探預(yù)報技術(shù)主要 適用于不良地質(zhì)條件分布比較廣泛、隧道結(jié)構(gòu)復(fù)雜的施工地 段。1.3其他分類根據(jù)隧道探測原理，主要分為地球物理探測法，包括 陸地聲吶法、紅外探水法、隧道地震超前預(yù)報方法、地質(zhì)雷 達法和水平聲波剖面法；鉆孔探測法，主要包括

4、超前水平鉆 機、超深風(fēng)鉆孔和超前鉆機等；其他方法主要包括斷層參數(shù) 預(yù)測技術(shù)、超前導(dǎo)坑法和掌子面地質(zhì)編錄預(yù)測技術(shù)。2隧道掘進超前地質(zhì)勘探預(yù)報技術(shù)2. 1鉆孔探測法2. 1. 1超前鉆機在隧道掘進施工過程中，通過隧道掘 進機中的超前鉆機和超前地質(zhì)探測儀，可以準確預(yù)報施工地 段的超前地質(zhì)情況，同時根據(jù)施工地段的巖石裸露情況、掘 進參數(shù)的變化情況和掘進過程中出現(xiàn)的異常情況，綜合分析 判斷超前地質(zhì)情況，從而采取有效的處理措施，確保隧道掘 進機的順利運行。超前鉆機的經(jīng)濟成本比較高，施工時間較 長，因此適用于短距離的超前地質(zhì)預(yù)報工作。2.1.2超前水平鉆超前水平鉆在隧道掘進超前地質(zhì) 勘探預(yù)報中的應(yīng)用比較廣泛

5、，能夠根據(jù)超前水平鉆的鉆頭壓 力、巖心編錄、鉆速、涌水和漏水情況以及轉(zhuǎn)動力矩等多方 面參數(shù)建立準確的超前地質(zhì)綜合柱狀圖，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)取 芯，具有較快的鉆進速度；同時，可以通過雙重管鉆進、反 循環(huán)沖洗鉆進和套管護壁方法解決超前水平鉆施工過程中 出現(xiàn)的埋鉆、卡鉆等情況，能夠提高水分含量較多的施工地 段超前勘探工作的準確性，避免隧道內(nèi)發(fā)生泥石流災(zāi)害。超 前水平鉆操作工作量較少、預(yù)報距離長，而且工作條件比較 好。2. 1.3超深風(fēng)鉆孔超深風(fēng)鉆孔是通過鉆孔臺車在鉆 炮眼前鉆15m長的孔，然后根據(jù)推力、旋轉(zhuǎn)力矩、返水量、 濃度變化、鉆速、轉(zhuǎn)速、給水量、返水顏色等，配合切面圖、 素描圖、剖面圖和掌子面觀察情

6、況，準確預(yù)報施工前方的不 良地質(zhì)條件，可以利用最小施工進尺實現(xiàn)控制范圍的最大 化。超深風(fēng)鉆孔操作簡單、預(yù)報準確性高、施工時間少。2. 1.4超前鉆孔取芯法采用取芯鉆機鉆探取芯，通過 全面分析巖芯情況判斷施工地段前方的不良地質(zhì)條件。超前 鉆孔取芯法耗費施工時間較長、經(jīng)濟成本高，因此主要適用 于地質(zhì)條件較為復(fù)雜的地段，可以通過各種室內(nèi)試驗，選擇 出有效的支護方法、施工手段和防水處理措施。2.2地球物理探測法2. 2.1地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)隧道掘進超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)是 根據(jù)反射地震波的處理和接收情況，在掌子面后方相應(yīng)位置 的鉆孔內(nèi)進行微型爆破，發(fā)射出聲波信號，聲波信號按照球 面的方式在巖體中傳播，當聲波信號在

7、隧道中遇到界面時會 反射，隧道兩側(cè)巖石等級差距較大，反射的聲波信號比較強, 經(jīng)傳感器接收信號，再轉(zhuǎn)換成電信號放大，最后通過模數(shù)轉(zhuǎn) 換器進行轉(zhuǎn)換和存儲，并由專用軟件分析、處理信號，由此 準確勘探預(yù)報施工前方的地質(zhì)條件。2. 2.2地質(zhì)雷達法地質(zhì)雷達法是用發(fā)射天線將電磁 波從掌子面發(fā)射到地質(zhì)層中，經(jīng)接口反射到掌子面中，通過 另一側(cè)的天線接收信號，并分析、處理回波信號，從而準確 預(yù)報施工前短距離的地質(zhì)條件。該方法主要適用于巖體性隧道建設(shè)中，預(yù)報準確性較 高，在隧道掌子面超前地質(zhì)勘探預(yù)報工作中得到了廣泛應(yīng) 用。2. 2.3陸地聲吶法陸地聲吶法其實是通過垂直地震 波反射原理進行預(yù)報，主要采用錘擊激發(fā)聲波

8、，由高頻超寬 帶接受反射波，采用極小的偏移距離超前預(yù)報隧道的地質(zhì)情 況，最遠距離可達80 m左右。2. 2.4水平聲波剖面法通過水平聲波剖面法進行探 測不會占用隧道的掌子面，在隧道兩側(cè)的淺孔內(nèi)設(shè)置發(fā)射 源、信號接收器，形成水平聲波剖面。隧道內(nèi)不同檢測點的 反射波采用相同路徑，反射波的界面形態(tài)和組合形態(tài)相同， 反射圖形簡單清晰。水平聲波剖面法對反射界面的傾斜角要 求較低，適用范圍比較廣泛。2. 2.5紅外探水法隧道中巖體的紅外輻射場強度受 地下水影響較大，利用紅外探水設(shè)備接收和分析隧道巖體的 紅外輻射強度，根據(jù)巖體的紅外輻射場強度的變化情況勘 探、預(yù)報隧道前方的不良地質(zhì)條件。這種探測方法只適用于

9、 含有地下水地質(zhì)條件的預(yù)報。3結(jié)束語綜上所述，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模不斷擴大，鐵路、 隧道、公路、橋梁等建筑數(shù)量大大增加，在隧道掘進建設(shè)過 程中，面臨著各種不同的地質(zhì)條件，給隧道建設(shè)施工造成了 嚴重的安全隱患。因此，做好隧道掘進超前地質(zhì)勘探預(yù)報工 作對隧道工程的建設(shè)具有重要意義，能夠有效防止安全事故 的發(fā)生。在隧道掘進超前地質(zhì)勘探預(yù)報工作中，應(yīng)該綜合考 慮不同檢測方法自身的特點和適用性，科學(xué)、合理地運用各 種勘探預(yù)報技術(shù)，取長補短，提高超前地質(zhì)勘探預(yù)報技術(shù)的 專業(yè)水平，從而提高隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報的準確性，促進 隧道工程的安全、高效建設(shè)。參考文獻1 任輝關(guān)于隧道信息化施工中綜合超前地質(zhì)預(yù)報 技術(shù)的研究j.低碳世界,2013(20)： 217-219.2 王國斌，利奕