[发明专利]一种预测隧道前方不良地质的超前预报方法

说明书

本发明公开了一种预测隧道前方不良地质的超前预报方法。包括以下几个步骤：(一)详细研究隧址区勘察设计资料；(二)采用地质雷达进行探测；(三)构建隧道三维地质仿真模型；(四)开展隧道现场监控量测，并根据监控量测结果对仿真模型进行修改；(五)将隧址区勘察设计资料、地质雷达数据、现场监控量测资料与仿真数据相结合，划定出不良地质地段的具体范围，以及大致分析出不良地质体的类型。通过使用本发明中的超前预报方法，可以对隧道掌子面前方的不良地质环境进行大致分析和提前预报，以便提早、及时采取有效的施工方法，减少隧道施工安全隐患，并具有操作简单、安全可靠、预报准确性高等优点。

技术领域

本发明涉及隧道及地下空间工程施工技术领域，具体涉及一种预测隧道前方不良地质的超前预报方法。

背景技术

随着我国经济和社会的持续健康发展，基础设施的建设力度持续加大，我国目前正在进行的大规模基础设施建设中，有大量的铁路、公路、引水、城市地铁等工程包括隧道建设。在隧道设计与施工之前，需要对拟建隧道工程地段的工程地质条件进行详细勘察，但是，由于岩体的复杂性，使得勘察所获得的资料与隧道开挖后实际揭露出来的情况可能会有较大出入。如果对掌子面前方地质条件了解不清，隧道施工就带有很大的盲目性，施工中经常出现预料不到的塌方、突水、突泥等事故，这些事故一旦发生，轻则影响工期，增加工程成本，重则砸毁机械设备，甚至可能造成人员伤亡，而且，事故发生后的处理工作难度较大。因此，在隧道工程中如何超前预报掌子面前方的地质构造，准确查出隧道掘进方向的围岩性状、结构面发育情况，特别是溶洞、断层、破碎带和含水情况，以便提早、及时采取有效的施工方法，对于减少安全隐患、确保施工安全至关重要。

发明内容

本发明目的在于：针对在建隧道穿越岩性复杂、构造作用强烈地段时，由于未能清楚掌握掌子面前方地质环境，导致存在施工安全隐患的问题，提供一种预测隧道前方不良地质的超前预报方法，通过使用该超前预报方法，可以对隧道掌子面前方的不良地质环境进行准确分析和预报，以便提早、及时采取有效的施工方法，减少安全隐患、确保施工安全。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种预测隧道前方不良地质的超前预报方法，包括以下几个步骤：

步骤一、根据隧址区勘察设计资料确定断层和其他不良地质体与拟建隧道轴线交点的大概位置，并估测岩层、断层和其他重要地质界面的产状，预测地下水富存段；

步骤二、在地面上使用地质雷达对隧道掘进方向上尚未开挖部分进行探测，并对探测所得数据进行分析和解译；

步骤三、根据拟建隧道工程地段的岩土物理力学参数，构建隧道三维地质仿真模型，模拟隧道开挖过程；

步骤四、开展现场监控量测，根据监控量测结果对仿真模型进行修改；

步骤五、将隧址区勘察设计资料、地质雷达数据、现场监控量测资料与仿真数据相结合，划定出不良地质地段的具体范围，以及大致分析出不良地质体的类型；

步骤六、根据分析结果判断是否需要采取处理措施，在无异常情况下可继续掘进并开始下一阶段的超前地质预报工作。

本方法根据隧址区勘察设计资料对隧道附近的不良地质体进行预测，采用地质雷达对隧道掘进方向上尚未开挖部分进行探测，同时构建隧道三维地质仿真模型，模拟隧道开挖过程，并根据现场实际监控量测结果对仿真模型进行修改，将隧址区勘察设计资料、地质雷达数据、现场监控量测资料与仿真数据相结合，划定出不良地质地段的具体范围，以及大致分析出不良地质体的类型，通过使用该超前预报方法，可以对隧道掌子面前方的不良地质环境进行大致分析和提前预报，以便提早、及时采取有效的施工方法，减少隧道施工安全隐患，并具有操作简单、安全可靠、预报准确性高等优点。

作为本发明的优选方案，在步骤二中，探测时地质雷达的天线选用100MHz的屏蔽天线，以保证足够的探测深度。