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摘要：当前我国的综合实力有了显著的进步，而随着城市化水平的不断提高，我国铁路也面临了新的机遇和挑战。本文从超前地质预报技术出发，分析其意义和目前应用时候的问题，并列举了一些目前较为常见的预报方法；同时根据实际工程分析超前地质预报技术的实际应用，旨在为相关工程人员提供参考意见。
关键词：铁路工程；超前地质预报技术；隧道施工；应用
1.超前地质预报技术概况
1.1超前地质预报技术的意义
现阶段，在我国铁路隧道的施工之中，想要避免工程延期、设备损坏等情况造成人员伤亡和经济损失，那么就必须控制施工过程因为地质问题而发生塌方和突水等事故。基于此，就必须要在进行隧道的爆破开挖之前，利用超前地质预报的技术对掌子面附近的围岩地质的情况都进行探测，从而预判出地层的情况并及时进行施工方案调整。隧道围岩的地质情况比较复杂，在进行地质调查的时候，调查结果会受到勘探深度、地形限制、分辨率的影响，会出现一定几率的结果不准确的现象。勘探结果的准确性对施工工程的影响不容忽视，如果勘探结果无法准确的反应隧道的实际地质情况的话，势必会对后期隧道施工的开展造成不良的影响[1]。
1.2目前铁路隧道地质预报存在的问题
虽然现在可以用超前地质预报的技术来对隧道的掌子面进行一些探测，进而调整施工方案以保证施工的顺利进行。但是在现阶段的铁路隧道施工之中，这项技术还并不是十分完善，其只对掌子面前方的探测较为重视。这种单一的预报方法所能提供的有效信息非常的有限，尤其是在地质条件比较特殊的隧道施工中，其地质环境结构复杂，出现地质灾害的概率比较大。因此受其高风险性的影响，这种单一的预报方式对隧道工程的安全性造成了较大的隐患[2]。
2.超前地质预报技术常用方法
根据我国发行关于超前地质预报的技术指南中规定的内容可知，当前我国超前地质的预报技术虽然不十分完善，但是方式方法还是较多的，所以必须要对当前在工程之中常用方法进行一些简单叙述，并对目前比较主流的地震波法超前预报技术进行重点分析。
2.1超前地质钻探
超前地质钻探通过超前水平钻在隧道的断面若干处开展钻探，然后根据钻杆钻探的岩土构造和水文地质来判定前方围岩的特性。该方法通常在隧道断面的中上部、左侧、右侧取三个点（可以视实际情况多选几个），对钻探出的围岩进行综合对比分析，并在每两米处记录围岩的状况，超前钻杆的长度多数以20米左右为主[3]。
2.2电磁法
电磁法包括甚低频法和地质雷达法，目前地质雷达探测较为常见。其中，甚低频发在进行探测时，不仅能够对破碎带还有岩体接触带等进行探测，也能及时了解地下暗河还有含水结构的情况。至于地质雷达法除了能探测破碎带之外，还能了解对洞穴、地下岩溶还有地层划分等情况。
2.3红外探水
根据红外辐射的原理，红外探水能够接受并分析红外辐射的信号，同时进行超前地质的预报，从而探测出隐伏含水体或者地下脉状流等结构的位置，其对于水体的存在和方位有着较为灵敏的探测。
2.4地震法超前预报
所谓地震法，其在超前地质的预报中，属于远距离常用方法，有TST、TSP和HSP这三种地质超前预报。
2.4.1 TSP隧道地质超前预报
该方法是利用隧道围岩排列方式能够激发弹性波，而弹性波进行三维空间的传播过程中，如果遇到声阻抗的界面（即地质岩的变化界面、构造的破碎带、岩溶发育带、岩溶等），会出现弹性波的反射，布置于隧道围岩上的接收装置能够检测该信号，将其传输到仪器当中进行处理，既通过掌子面前方岩体所反射的波信息来进行预报[4]。
2.4.2 TST隧道地质超前预报
该方法是利用三维波场的复杂性，以其特性能够实现方向滤波，即只保留开挖掌子面前方的回波，该方法能有效避免目前采用的方法当中出现的误报率高、虚报的技术缺陷。该方法能准确知道掌子面前方的围岩波速分布状况，从而有效避免现有方法没有准位置的问题，并为岩体类别的判定提供了基础的数据[5]。
3.实际应用分析
3.1工程概况
坪山隧道位于桂林市境内，隧道进口里程DK462+160，出口里程DK468+465，全长6305m，隧道出口端设平行导坑一座，长2500米。隧道进口端为弱风化灰岩，白云质灰岩夹白云岩，存在少量危岩落石，隧道左边顺层，岩溶地下水发育，DK464+250～DK464+450段和DK465+100～DK465+300段隧道洞身上部发育有溶蚀洼地。一般隧道地质多是灰岩，其中部则是不可溶岩和可溶岩接触的地带，岩层容易破碎，而且上下岩性和透水性的差异使得洞内容易积聚地下水，而不良的地质则会出现涌水、断层、突泥还有塌方等事故。受岩溶地层和坪山1#、2#断层的影响，隧道洞身施工范围内溶洞发育并存在暗河。
3.2超前地质预报技术应用
3.2.1 TSP法
在隧道的左右边墙设计了24个震源点，并用少量炸药激发，在地震波受到岩石影响会反射，进入前方介质，被信号接收器接收。通过TSPwin处理软件能够分析出岩石密度、杨氏模量、泊松比、弹性模量等参数，通过该方法分析出在工程的某段围岩出现整体破碎、溶蚀破碎带等。
3.2.2地质雷达法
地质雷达法预报距离30米，搭接5米，使用了瑞典的SLR-3000型雷达探测。图1、2为某掌子面的测线1、测线2的探测图。显示掌子面前方8～10米有较强的反射信号，而根据地质来分析可知为小型溶隙，而掌子面前方13～15米则有物探异常信号，可知为小型溶隙。
结束语：
通过文章的阐述，对超前地质预报技术进行了简单的介绍，包括其常见的问题和技术类型，并分析了其重要性，根据工程实例分析了超前地质预报技术的应用，为施工人员提供相关参考意见，但是在实际的参考当中还需结合工程的实际情况来具体应用，不断的摸索新的办法，推动铁路建设工程的发展和进步。
作者简介：陈泽翼（1985—）男，汉族，工程师，工程硕士，主要从事施工技术管理工作。
论文作者:陈泽翼
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/8/24
标签：地质论文; 超前论文; 隧道论文; 围岩论文; 技术论文; 方法论文; 岩溶论文; 《基层建设》2017年5期论文;