摘要：近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。岩溶地区在我国比较多见，在这些地区进行隧道施工在技术上的要求较高，假如遇到一些隐性的环境或是条件，处理不当的也有可能会引起水文地址灾害主要有突水和涌水等，这些情况都会严重影响工程施工进度并可能引起人员伤亡和设备损失，最严重的情况下会导致整个隧道工程的失败。因此超前水文地质预报在岩溶地区的隧道施工中的作用非常有价值。本文就岩溶地区隧道施工水文地质超前预报的意见展开探讨。
关键词：岩溶地区；隧道施工；水文地质；超前预报
引言
超前地质预报很重要，尤其在岩溶地区，探测溶洞的存在直接关系到人身安全。超前地质预报应该也必须作为工序列入工程成本。施工单位应配属所推荐的综合预报仪器，以达到花钱少、预报准的目的。
1岩溶地区隧道施工概述
在岩溶地区隧道施工中，由于地下岩溶发育的复杂性和变异性，经常发生突水、涌泥等地质灾害，给施工带来巨大的经济损失。在许多情况下，地表水资源的枯竭会造成环境污染。目前，提高岩溶隧道超前地质预测的准确性，及时采取相应的预防措施是有效的防灾措施。其次，与其他工程相比，隧道具有隐蔽性强、施工复杂、地质条件和周围环境不确定等特点，极大地增加了隧道施工的难度和风险。随着国民经济的快速发展，岩溶地区修建的隧道和地下工程越来越多。由于岩溶发育地区存在裂缝发展，岩石破碎，岩溶水丰富，高水压力、不同规模的发展，地下水循环条件一般，破碎的围岩和许多其他负面因素的存在，都对隧道施工安全受到威胁。喀斯特岩溶涌水等灾害严重影响隧道的施工过程和施工人员的生活，造成了巨大的财产损失。目前，避免岩溶地质灾害最有效的方法是提前搞好地质预测，提高预测的准确性，准确预测的类型、位置、规模和不良地质的身体提前开挖的特点，并在此基础上，制定相应的地质灾害的预防措施。
2岩溶地区隧道施工常见的水文地质问题
影响隧道施工的不良地质条件有很多，比较常见的有突水、涌水等。突水和涌水问题是隧道施工中的常见地质灾害，其中携带大量碎屑的涌水会带来严重危害。突水多发生于溶隙发育地段、隔水层与含水层交界面以及岩溶洞穴；涌水多发生于风化破碎带以及节理裂隙密集带。统计报告显示，我国有超过80%建成隧道在施工过程中发生突水，有31座的涌水量达到10000m3/d以上，其中成昆线中的沙木拉达隧道曾发生过最高达5.2万m3/d的突水，导致施工过程三十多天停滞不前，用于治理通车后漏水的费用高达千万。根据统计局的资料所示结果，可以得出，我国岩溶地区的水文地质灾害最为频发比较明显的规律就是在地质灾害的诱发因素中，人类工程活动的影响较大，在工程建设过程中，由于防灾意识不强，对于工程建设活动可能产生的负面的地址影响预计不充分，不合理的切坡、采砂、采石、采矿以及开采地下水等都非常容易造成地质灾害的发生。
3超前检测与预测技术研究
3.1超前预报必须作为工序将费用列入施工组织之中
从隧道的发展出发，不论铁路、公路隧道，运营条件都在提高，隧道数量和长度在迅速增大，选线原则已由地质选线为主改为以运营选线为主，另外施工期要求很短。这些条件的改变，必须将超前地质预报作为工序让施工单位配属设备和人员，不能停留在理论和应用相脱离的状况，所以，必须在今后工程中给予明确。正如在推广信息化设计与施工时，把监控量测作为工序给予列入。同样，超前地质预报作为工序列入后，该技术的发展会更快、更成熟。科研承包不是好办法，只会流于形式。不论长短隧道都应将地质预报列入工序，按长度大小区分费用。
3.2超前地质预测的主要内容
良好的地质预测结果应包括以下两个方面：一是准确预测未来不利地质体的具体位置和大小。这对于预测结果非常重要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果预测结果在位置和规模上与实际情况相差过大，很难对现场施工起到积极的指导作用。二是准确预测不良地质体类型及规律。不同类型的地质岩体对应不同的防治措施。不良的地质类型预测错误，防治措施不当，极易造成地质灾害。例如，将地下岩溶充填类型误认为地下岩溶洞类型，会导致高压突水、泥石流等地质灾害的发生。
3.3岩溶地区隧道施工水文超前预报方法分析
3.3.1轮廓测定法
当系统预测其前方有岩溶洞穴、暗河水体、岩体地层等不良地质条件时，需要对其规模、形态及地质雷达探测进行详细了解。检测方法：挖掘掌骨表面，将水平骨和尾状骨排列在上下左右。如果在前方探测到10条水平和垂直测线，每条测线可以形成一个剖面，每一剖面的综合地质信息可以在前方形成一定范围的地质构造形态。测量线的密度可根据同一岩石地质构造的复杂程度和被测区域要求的检测控制精度来确定。围岩越复杂，控制精度要求越高，线密度要求越高，反之亦然。探地雷达工作如下：高频电磁波的形式被发送到地面宽带和短脉冲通过发射天线，然后反映在地下岩层或目标体和电力之间的区别，然后回到地面，由接收天线接收。高频电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度和波形会随着所经过介质的电特性和几何形状而变化。因此，根据接收波的走时（也称为双向走时）、幅值和波形数据，通过对时域波形的采集、处理和分析，可以确定地下界面或异常体的空间位置和结构。
3.3.2红外水探测
红外水探测也可以用来探测和预测水文，采用h-303防爆红外探测器进行防水预测，查明掘进前10-30m的风机是否存在含水断层、溶洞和含水断裂带。探查两堵墙的外墙，看看是否有暗水，是否有断层向隧道方向倾斜，是否有岩溶洞穴。然而，在我国大部分地区，设备还不够先进，一般来说，钻孔法已成为隧道施工中最常用的设备。钻井方法是在物探或其他方法认为关键疑点的地区进行钻井勘探。通过钻孔岩心，用岩心对样品进行测试和分析。钻孔速度测试是根据钻孔速度与岩石特征之间的关系来判断地层变化、岩性差异、地层含水率等信息。
3.3.3剖面探测法
当系统预报前方有溶洞、暗河水体、岩体层面等不良地质时，其规模、形态需要具体了解，就需地质雷达进行探测。探测方法：在开挖掌子面上，以上、中、下水平和左、有为骨架布置若十水平测线和竖线测线向前方探测，每条测线可构成一条剖面，各条剖面上的综合地质信息即构成了前方一定范围内的空问地质构造形态。测线的密度可视所探测地段的同岩地质构造复杂程度和所要求的探测控制精度选定，围岩越复杂，要求的控制精度越高，则测线密度就越大，反之越小。
3.3.4遥感技术
随着遥感图像分辨率的不断提高（从最初的80m到目前的1m），使遥感技术用于隧道施工洞外预测预报和监测，更趋成熟。特别是铁道专业设计院提出的“隧道遥感富水程度估算经验公式”，使遥感技术从定性判释转化为定量数据，为遥感技术应用开辟了一条新的途径，是一种很有应用前途的方法。
3.3.5TSP硬件系统
TSP硬件系统主要由接收单元、记录单元和附件3组成，与其他反射波方法一样，采用弹性波回波测量原理检测手掌前方的地质条件波，产生的地震波以球形波的形式在围岩中传播。波传播是一个球面扩散的过程，因此波将蔓延到围岩的约束，地方地震波阻抗差异的一部分，一部分波反射回来，正向波的一部分将继续传播，波，反过来，它传递下去，直到随着传播距离的增加和球形的扩张，小不能得到足够的能量。一般来说，两介质之间的波阻抗差越大，反射能量越强。
结语
我国是建成隧道最长、数量最大的国家，也是隧道穿越各种水文地质条件最复杂的国家，同时是隧道发展建设最多、最快的国家。我们有责任采用跨行业的技术合作、攻关，生产出适用广、易普及的中国特色的超前预报设备和软件。产品应具有轻便、简单、快速、不占用工作面、数据可靠、精度高、造价低、易掌握的特点。
参考文献：
[1]王梦恕.对岩溶地区隧道施工水文地质超前预报的意见[J].铁道勘察，2015.
[2]迟瑶.对岩溶地区隧道施工水文地质超前预报分析[J].科技风，2017（19）
论文作者:牛立健
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/20
标签：岩溶论文; 隧道论文; 地质论文; 超前论文; 地区论文; 水文地质论文; 围岩论文; 《防护工程》2019年第3期论文;