研究综合物探方法在铁路隧道超前预报中的应用

高军 王更峰 林晓 游国平 李俊 王辉麟 焦全福 孙冠华 刘俊 杨君华 罗辉 高峰 刘福春 王晓康 杨超 刘素云 张远征 纪常永

摘要：隧道超前预报受效率、工期等多项因素影响，传统钻探法应用具有很多局限性，可见，对综合物探技术进行超前预报意义重大。下面，针对综合物探方法在铁路隧道超前预报中应用进行探讨，希望文中内容对相关工作人员有所帮助，促进行业问题发展。

关键词：综合物探方法;工程施工;铁路隧道;工程质量

针对铁路隧道工程局施工情况，在不同工程施工情况下，对不同物探方法进行应用，能够对地质情况进行这对行的预测预报，从而为日后施工作业顺利开展提供支持，提高工程质量。

1 铁路隧道超前预报任务

隧道地质预报在铁路工程中的发挥着关键作用，做好预报工作不仅可以确保工程施工安全性，而且能够提高工程质量，是确保铁路隧道工程建设顺利开展的一项重要手段。超前预报工作开展时，要求工作人员通过推断发对地岩石周围具体变化趋势进行明确，采取用综合物探法时，实现对围岩情况的预测，对可能出现的事故的场所和类型进行判断，然后依据发现的问题，采取相应措对出现问题进行解决，确保施工作业顺利开展[1]。从目前情况来看，不良地质涉及到的范围十分广泛，主要包括的内容有溶洞、破碎带、富水带等，上述各个位置特点、性质都是超前预报作业开展的基础和关键依据，而且也会对超前预报最终结果造成一定影响[2]。此外，地质推断和分析会存在各种不同类型灾害，这也是地质超前预报中的重要环节，该环节能够为后续施工作业开展提供相应依据。超前地质预报任务与相互关系如图1所示。

2 应用综合物探方法必要性

隧道超前预报期间常用的物探方法有地质雷达法、地震波反射法、瞬变电磁法等多种不同方法，考虑到物探法在具体应用过程中具有多解性和局限性，不同方法在应用时的特点如表1所示。采用综合物探法进行预报，能够实现对不同方法对预结论进行合理分析，通过不同方法相互验证，与勘察成果进行合理结合，精准判断作业面前方具体情况，从而使预报精准率能够得到进一步提高，为后续相应施工作业开展提供支持。

3 综合物探预报法具体应用实例探讨

3.1 工程概况

某铁路隧道工程全长为23104.5m，最大埋深为1452.4m，工程为双洞单线隧道，工程所在区域内地质活动十分频繁，构造复杂。以隧道工程中的2号斜井为例，对隧道工程具体情况进行全面分析，该斜井底层主要以灰岩为主，地层整体渗透性良好，在实际具体分析过程中，通过对不同方法进行应用，采取综合物探预报方法完成相应分析工作。

3.2 综合物探法的应用

3.2.1 TSP方法

通过对TSP法对工作面里程XK1J0+720情况进行预报，依据预报结果对XK1J0+700～+685段节理裂隙、溶蚀裂隙的实际发育情况进行合理推测，围岩整体稳定性差，含水性高，在具体施工过程中，受工程所在区域具体情况影响，容易出现拱部掉块、塌方、涌水等各种事故，这不仅会造成经济损失，甚至会造成人员给伤亡[3]。在施工开展前，制定好相应施工方案，依据方案开展施工，能够避免发生事故，降低经济损失，以及人员伤亡[4]。

3.2.2 瞬变电磁法

预报作业面里程为XK1J0+741，依据电阻率具体剖面对工程段情况进行全面勘察，依据勘察结果完成相应分析工作，通过分析可以发现XK1J0+698～+668段存在低阻异常区域，通过对异常区域位置进行分析确定，该区域的位于隧道断面通过位置区域右侧，最终推测该段围岩富水、围岩破碎。

3.2.3 地质雷达法

通过对瞬变电磁法和TSP法进行应用获取到相应结论，当隧道工程施工期间，将隧道挖到XK1J0+701时，工作人员在利用地质雷达法完成相应预报作业，依据预报结果完成对XK1J0+698～+690段围岩情况的推测，确定该段为围岩破碎，节理裂隙或溶蚀裂隙发育，该区域内存在含水、溶槽、溶腔等。

在具體作业开展期间，采取上述3中不同类型的物探方法，通过对长距离预报对短距离预报进行指导，而利用短距离预报对长距离预报进行验证，不同类型的方法在具体应用过程中可以相互补充、印证，从而为后续施工作业顺利开展提供指导，提高工程施工质量[5]。结合前期勘察地质资料内容，综合分析确定斜井XK1J0+698～+690段岩性为灰岩，围岩破碎，并且局部存在溶槽、溶腔等问题，围岩整体稳定性差，为了提高工程质量，在施工期间要加强支护，采取合理措施完成排水作业。经过后开挖验证，在XK1J0+695下台阶左右两侧出现了大量涌水问题，裂隙发育情况、围岩破碎、局部溶缝与预报获取到的相应结论高度温度。在实际施工作业开展期间，通过对预报数据的应用，施工单位制定了合理排水设施，在工程施工中，能够将工程区域内的技术及时排出到工程外，避免技术对工程施工作业开展造成不良影响，保证工程施工作业顺利进行。

4 结语：

铁路隧道超前预报中对综合物探法进行应用，不同方法在应用期间可相互印证，对各种方法进行应用，通过综合方式完成相应分析工作，这能够为铁路隧道作业面前方围岩水文地质和工程地质，以及不良地质规模和位置具体情况进行精准预报，为后续施工开展提供支持与指导。

参考文献：

[1]张凯军.浅谈TSP法在铁路隧道超前地质预报中的应用[J].江西建材，2021（03）：94-95+97.

[2]梁策，苏靖棋，安哲立.隧道超前地质预报预警判识方法研究[J].铁道建筑，2021，61（01）：61-64+77.

[3]张龙.铁路隧道断层破碎带超前地质综合预报应用——以浦梅铁路莲花山隧道F_（14）断层预报为例[J].铁道勘察，2020，46（04）：54-58+79.

[4]李枝文.综合物探方法在天然气高瓦斯隧道超前地质预报中的应用[J].能源与环保，2020，42（06）：90-93+98.

[5]赵越.探究高风险铁路隧道超前地质预报对隧道建造成本的影响[J].今日财富，2020（01）：122-123.

1.国铁集团武广高铁公司 湖北武汉 430012;2.中铁十一局集团有限个 湖北武汉 430016;

3.中国石油大学（北京）北京昌平 100081;4.中国铁道科学研究院 北京海淀 100083;

5.中国科学研究院武汉岩土力学研究所 湖北武汉 430037;6.华中科技大学 湖北武汉 430076;

7.中铁第四勘测设计院有限公司 湖北武汉 430021;8.河北华虹工程材料有限责任公司 河北衡水 053000;

9.中铁三局集团第二工程有限公司 河北石家庄 050000