隧道不同工况的超前地质预报方法

1 山岭地道施工

   山岭地道正执政“长、大、深”方向展开，由于其细致工程特征不同，所以采用的预告办法也不同。

1.1 工程特征

    山岭地道通常较长、埋深较大，在前期勘测期间由于受技艺伎俩和现场条件所限（如：勘查较粗，且地上条件较差；地表植物较多，不利于许多办法勘探；许多地球物理办法的纵向分辨率跟着深度的添加而降低，且地道开挖直径仅16m，埋深150m，纵向分辨率为90%），使地表勘探的难度加大，前期勘测材料的准确度和可靠性就较差。

1.2 预告办法

    山岭地道应以掌子面超前地质预告为主，而长距离预告应以地震反射法中角度偏移法为主。其他电性办法，由于供电等缘由，且勘探距离较浅，可作为辅助办法。总则是“归结参数（波速+电阻率）、长短别离（地震反射法+电性办法）”。地震反射法有：TSP、VSP、HSP、TRT、USP等。电性办法有：GPR地质雷达、TEMT瞬变电磁法、BEAM激起极化法。钻孔办法有弹性波和电磁波CT。预告时可根据现场地质条件复杂状况选择运用。

2 地铁浅埋暗挖法和盾构法施工

    地铁施工往常根本不做掌子面超前地质预告，但并不标明地铁施工不需求超前地质预告。由于往常国内大范围地铁施工仍在地表下20m以上施工，且地铁地道前期勘测材料相对山岭地道而言较为细致；另外，地铁所选线路根本都在原有城市道路下方，地铁所穿越的上方既有市政设备及既有构筑物根本已知；再者，地铁主要树立在大型城市市域内，而我国大多城市都树立在冲洪积平原上，土体地道居多，当然也有岩质地道和较为复杂的岩溶区域。固然，地铁地道远比山岭地道地质状况简单，可是其修建于闹市区，对地层变形和既有设备的维护又远比山岭地道难于操控。所以，地铁地道对超前地质预告技艺的需求是火急的，技艺恳求愈加精密，呈现的问题或许多。现阶段不做掌子面前方预告，主要受预告技艺和仪器设备所限。

2.1 工程特征

    1）埋深相对较浅，地质状况相对简单，但变化较频频，更注重对既有构筑物的维护；2）对盾构施工而言，更注重对大粒径（50cm以上）卵砾石散布和细致位置的勘探与预告；3）对砂性土体则注重对空泛、水囊的勘探；4）公开水对工程施工的影响很大，也是勘探预告的重点。

2.2 预告办法

    由于地铁施工埋深较浅，所以就国内现有技艺而言，地铁前方预告办法应以地上办法为主（20m以上）、掌子面办法为辅。可是地上勘探受各种干扰影响较大，如振荡、电磁干扰等等，往常北京地铁开工前要中止地上雷达法空泛扫描勘探，测线距离4m，勘探深度根本在6m以上，而地道理论开挖在10m以下，因此勘探办法对地道施工辅佐不大。不过，应用较大震源的跨孔法勘探也不失为一种好办法，但仍需求做进一步的实验和研讨。常采用的地上勘探办法有：GPR地质雷达、TEM瞬变电磁法、浅层地震法、高密度电阻率法、归结参数跨孔法等；地道掌子面预告办法有：USP地震反射法、GPR地质雷达、TEMT瞬变电磁法、BEAM法等。运用哪种办法应别离细致地质条件和现场条件归结肯定。

3 在盾构机及TBM上设备预告设备

    在盾构机或TBM上设备超前地质预告设备，不时是机械开挖的方针和方向，但往常的盾构机和TBM根本上还没有这方面的设备。日本一些学者，做过一些SSP（Sonic Soft Ground Probing）声波前方预告的实验工作（见图4），但往常仍没有更深化的研讨成果和更成熟的阅历。

3.1 施工特征

    盾构机和TBM推进舱的场地很小，且前方的刀盘转动要坚持必定的前方压力，这对预告技艺、办法和设备排列会带来必定的困难。对地震法而言，机械开挖的振荡较大、影响也大；对电磁类办法而言，干扰电流和机器本身金属类感应影响较大，掌子面现场也很难排布和操作，这些都构成了勘探上的困难。

3.2 预告办法

    在盾构机和TBM上设备固定的设备中止超前地质预告无疑是一个好的方向，由于机械设备及各种电流的干扰，在设备上设备地震波反射法设备或许更为有用。笔者及地点团队正在尝试将干扰源作为鼓舞源中止超前地质预告的研讨。当然，应用角度偏移的地震反射法应为首选。但对敞开式盾构或TBM也可采用其他掌子面办法中止预告。