六月田隧道进口超前地质预报研究

(湖南省永龙高速公路建设开发有限公司 湖南永顺410016)

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为查明六月田隧道开挖工作面前方不良地质情况，推断隧道围岩级别，提出施工建议，以保证隧道施工安全，减少因地质灾害或支护不当而导致大塌方带来的损失，本文针对六月田隧道开展了超前地质预报工作，研究成果可为隧道动态设计提供必要的地质参数，更好的为隧道施工服务。

六月田隧道超前地质预报不良地质围岩级别施工建议

1 项目背景

隧道施工的过程中，经常会出现软弱围岩、断层破碎带、涌水等不良的地质现象，如果未能够在施工前探明，将会给施工带来很严重的安全隐患，影响安全生产[1-2]。因此，在隧道进行施工时，对开挖工作面前方的地质资料提出了很严格的要求。近些年来，隧道超前地质探测工作在我国的工程领域受到越来越多的重视，许多隧道工程中都采用了相应的超前探测技术[3-5]，实践证明，地质雷达在隧道检测方面作为一种高效、准确的检测方法，可以准确的提供地质资料，有效保障安全施工，为化解高风险方案的制定提供可靠依据[6-8]。

六月田隧道左线起讫桩号为K10+445～K11+455，长1010m；右线起讫桩号为YK10+440～YK11+455，长1015米；属长隧道，本文为查明开挖工作面前方不良地质情况，进行了超期地质预报分析，以推断隧道围岩级别并提出施工建议。

2 地质预报方法及原理

地质雷达采用的是时间域脉冲雷达，将宽频带的脉冲电磁波发射到地下介质中，通过接收反射信号达到探测地下目标的目的，雷达系统向被探测物发射电磁波脉冲，电磁脉冲穿过介质表面，碰到目标物或不同介质的界面而被反射回来，根据电磁波的双程走时，分析确定探测目标的形态及结构特性[9]，结合工程地质资料为隧道施工提供可靠的施工技术方案，如图1所示。

图1 地质雷达探测原理图

3 超期地质预报分析

3.1 掌子面围岩情况

六月田隧道进口左洞掌子面里程桩号K10+814，揭露围岩主要为中～微风化灰岩，浅灰色，隐晶质结构，厚层状构造，岩体节理裂隙较发育，局部岩石较破碎，裂隙间多由方解石脉充填，开挖面岩体整体稳定较好，如图2。

3.2 测线布置

图2 掌子面里程K10+814照片

本次探测采用美国GSSI生产的SIR-3000型地质雷达系统，选用点测量方式，由于现场探测条件限制，沿隧道开挖上台阶底部1.5、4m高度范围分别布置两条测线（测线1、测线2），如图3所示。

图3 雷达探测测线布置示意图

3.3 数据分析

通过对现场探测数据的分析处理，得出雷达预报探测效果图，如图4所示：

图4 隧道进口雷达探测成果图(由左至右)

图4为六月田隧道进口左洞开挖掌子面水平采集的地质雷达剖面图，采样时窗为400ns，探测深度20m，通过对比分析：

测线1剖面显示，掌子面前方0～20m范围内，雷达电磁波局部同相轴连续性较差，在掌子面前方3～18m范围内呈现低频强反射信号，推测为岩体溶蚀裂隙及溶蚀腔体较发育，岩体较破碎，局部位置很可能存在溶洞发育，且腔体内可能由泥质物充填。

测线2剖面显示，掌子面前方0～20m范围内，雷达电磁波局部同相轴连续性较差，在掌子面前方4～17m范围内呈现低频强反射信号，推测为岩体溶蚀裂隙及溶蚀腔体较发育，岩体较破碎，局部位置很可能存在溶洞发育，且腔体内可能由泥质物充填。

4 结论与建议

经本次地质雷达探测，结合现场地质调查成果及相关详勘资料综合推测：六月田隧道进口左洞K10+814～K10+834段围岩主要为中～微风化灰岩，隐晶质结构，厚层状构造，岩质坚硬，部分岩体溶蚀裂隙及腔体较发育，岩石较破碎。其中掌子面前方K10+817～K10+832段范围内推测为部分岩体溶蚀裂隙及溶蚀腔体相对较发育，岩体较破碎，局部位置很可能存在溶洞或溶蚀腔体发育，且部分腔体内可能多由泥质物充填。预报段K10+814～K10+834段设计围岩级别为Ⅲ级，根据地质预报结果，综合推断该段围岩级别为Ⅲ～Ⅳ级。

建议施工单位根据围岩的完整情况，控制单循环进尺量，开挖后及时跟进初期支护，防止掉块与突泥事故；根据雷达探测地段的地质情况，建议重点关注岩体溶蚀裂隙及溶蚀腔体较发育段（左洞K10+817～K10+832）围岩稳定性，并在相应部位进行超前钻探，以探明其溶洞或溶蚀腔体的发育特征。施工单位在施工过程中则应根据开挖实际情况及时调整支护参数与应对措施，避免出现掉块与突泥事故的发生，必要时可临时增加预报补测，以确保施工安全；同时加强施工管理，规范施工，施工时需完全清除拱顶危石和碎石，确保安全后方才立架施工，防止因排险不净或上部围岩松动突然掉落而造成人员或机械损伤，确保安全。

[1]1李术才,刘斌,孙怀凤.隧道施工超前地质预报研究现状及发展趋势 [J].岩石力学与工程学报,2014,33(6):1090-1113.

[2]周斌.地质勘探安全技术措施分析 [J].地球,2012(4):174-175.

[3]薛翊国，李术才，苏茂鑫.隧道施工期超前地质预报实施方法研究 [J].岩土力学. 2011,32(8):2416-2422.

[4]杨传波.探地雷达在基坑岩溶勘查中的应用 [J].地球,2014(7).

[5]董君，陈海鹏，唐鹭.隧道施工超前地质预报技术研究 [J].山西建筑,2012,38(31): 180-182.

[6]郑文宁.地质雷达在隧道施工短期超前地质预报中的应用 [J].公路,2005(4):191-193.

[7]张志龙，王兰生，王跃飞.公路隧道施工超前地质预报技术方法研究现状综述 [J].公路交通科技,2005(S2):130-132.

[8]胡振潮.综合地质预报技术在宜万铁路大支坪隧道F5断层预报中的应用 [J].现代隧道技术2010,47(3):92-97.

[9]叶英.隧道施工超前地质预报新方法研究 [J].地下空间与工程学报,2010,06(3): 521-525.

六月田隧道进口超前地质预报研究

■吕军刘涛影

F416.1[文献码]B

1000-405X（2016）-10-3-2