岩溶地质状况预测技术-章节中的重要成果

毗邻既有线穿越溶腔的高位释能泄压泄水支洞施工工法满足了隧道穿越大型溶腔隧道的诉求，保证了邻近铁路隧道列车运输的安全，并且既有隧道在溶腔段不产生次生灾害，实现了泄水支洞的高位释能泄压泄水功能，减小了对环境的污染等，取得了较大的经济效益、环保效益和社会效益。

超前地质预报是隧道施工的重要环节，准确预报施工前方地质条件是隧道安全施工的重要保证。

隧道超前地质预报的内容包括地层岩性、褶皱、断层、岩脉、破碎带、长大裂隙的节理、地下水状况、地应力状况、岩性和围岩类别等。预报的重点是断层、岩脉、破碎带、溶洞、暗河、煤系地层及其他不良地质体在掌子面前方的出露位置和对施工的影响等。目前常用的预报方法有地面地质调查法、地质雷达探测、TSP203 探测、超前水平钻探和红外探测等。

地面地质调查法是常用的超前地质预报方法。预报距离可以达到200 m 以上，它有可靠的理论基础，适用性强，成本低，但预报的范围有限，特别是在地层岩性变化极为复杂的隧道中预报的难度很大，如强烈褶皱地层。

地质雷达探测是短期超前地质预报方法。它分辨高、无损伤、探测和数据处理快、机动灵活，但其预报距离较短，只能预报掌子面前方10～30 m，较准确预报距离往往只有十几米；而且，很难克服隧道内的干扰因素，如地下水对其探测结果的影响较为严重，易使其探测成果准确性降低或失去探测的作用。

TSP203 探测是长距离超前地质预报方法之一。它利用地震波在不均匀地质构造中产生的反射波特性来预报隧道施工前方150 m 范围内的地质条件变化；同时，还可以提供弹性模量、泊松比等岩石力学参数，可预测围岩级别，从而清晰地反映了掌子面前方的地质状况，为顺利进行信息化施工奠定基础。但它存在探测费用高、受探测人员专业技术水平限制及多解性等缺点。在探测成果图中，断层、节理、软弱岩层界面，都以相近的异常形式出现，差别甚小，在经验不足或解释水平不高的情况下很难区分，对判识人员的个人技术水平的依赖性比较大。(www.xing528.com)

超前水平钻探最直接地揭示了掌子面前方地质特征，准确率很高，在超前地质预报中占有极其重要的地位。如在齐岳山隧道这种岩溶非常发育的地区，结合其他探测成果进行确认和验证，效果很好。超前水平钻探以钻孔深度小于100 m 为宜，钻孔越深，扭矩、推进力、打击力、送水压力都相应提高，钻机的负荷就越大。

红外探测是一种辅助探水方法，根据掌子面温度受前方水体影响，其温度变化来探查15 m 以内的水体。但由于该方法受施工环境各种因素的影响较大，而且掌子面的温度受到各种因素的干扰，严重影响探查效果。到目前为止，红外探测技术在圆梁山隧道、昆明滇池西园水工引水隧道和一些矿井工程中获得成功应用，而且有较高的准确率。

TRT 探测法是一种利用机械波在介质中的传播特性来进行超前地质预报的方法。由于TRT 探测法是采用锤击的模式产生机械波对前方围岩情况进行探测，因此，该方法受隧道内部的噪声、围岩破碎情况、地下水发育情况等因素的影响较为严重。该方法预测范围为掌子面前方200 m 以内，但是需根据地质条件调整预报距离。另外，需要准确探测掌子面前方围岩情况，TRT 探测法与技术人员的专业知识和探测经验有重要关系。

因此，在工程地质及水文地质情况复杂的地区，应多种方法联合使用，利用各自的优点进行超前地质预报，弥补彼此之间的不足，达到准确预报的目的。如地质雷达对小型溶洞感应较为敏感，但由于其探测距离短，可与长距离探测仪器进行联合预报，使得探测结果更为准确。