超前地质预报综合物探技术在六郎隧道施工中的应用.docx

超前地质预报综合物探技术在六郎隧道施工中的应用苏彦喜（中铁十七局集团云桂铁路项目经理部二分部）摘要：六郎隧道岩溶高度发育，岩溶水丰富，运用超前地质预报综合物探技术，通过采用不同的预报手段和不断的总结改进，目前已成功提前探测出多条溶腔和断层，为后续施工提供了技术保证，加快了施工进度，保证了施工安全。关键词：六郎隧道；超前地质预报；溶腔；物探一、工程概况六郎隧道位于红石岩～南盘江区间，起讫里程为DK573+807～DK587+897,全长14090m。本隧速度目标值为200km/h,预留250km/h的提速条件。本隧道设置一横洞+一贯通平导的辅助坑道模式，于隧道左线线路中线左侧30m设一贯通平导，平导进口里程PDK573+830,出口里程PDK587+920，全长14090m，平导设32个横通道与隧道正洞相连，正洞轨面设计高程=平导坑底面高程+2.1m，平导纵坡与正洞纵坡相同。于DK582+300左侧设置横洞一座，横洞长244m，交角为90°。六郎隧道共设置3个工区进行施工，为别为六郎隧道进口工区、六郎隧道横洞工区、六郎隧道出口工区。隧道主要穿越三叠系中统法郎组B段（T2fb）岩性为黄灰色薄至中厚层状泥岩、砂质泥岩、钙质粉泥岩、粉（细）砂岩，该套地层中普遍含钙质；个旧组二段（T2g），岩性为灰色、灰白色厚层至块状泥岩、白云岩、局部夹泥灰岩、钙质泥岩等。隧址区地下水类型划分为：松散岩类孔隙潜水、碎屑岩类孔隙裂隙水、碳酸盐岩类岩溶水等三种类型，预测隧道正常涌水量约为7.9×104m3/d，雨季最大涌水量约为58×104m3/d六郎隧道地质情况复杂，主要不良地质现象为岩溶及岩溶水，施工中可能发生突泥、突水现象，主要工程地质问题有地表水的漏失、软质岩及软弱夹层、构造破碎带及构造裂隙水、崩塌落石、隧道发生岩爆的可能等。二、超前地质预报的目的由于六郎隧道地质条件很复杂，隧道穿越富水溶腔及断层，岩溶发育的复杂多变、可能会产生大量突泥、涌水，施工必须进行超前地质预报,以减少或避免因突泥、涌水而造成的损失，为制定施工方案和措施提供必要的参数,如地下水压力、水量、管道岩溶的大小、方位等；做好地质超前预报不仅保证了安全同时也节约了成本，通过超前地质预报，提前探明前方围岩情况，针对围岩情况，做好相应的支护准备，以减少没有必要的人员、物质、设备的投入，加快了工程进度。三、各种超前地质物探手段的原理1、TSP203探测TSP203地质预报系统探测、解译距离远,分辨率高,系统智能化程度高,数据记录基本采用自动记录系统,试验过程简单,对施工影响较小。2、红外探测红外探测属广义遥感技术,它建立在红外辐射场的基础上。地球上一切物质,每时每刻都在向外辐射红外电磁波,并形成红外辐射场。物质在向外部发射红外辐射的同时,必然会把它内部的信息传递出来。因而根据场的变化,即探测曲线上所出现的异常,提前发现隐蔽的地质灾害体,从而预防灾害的发生。红外辐射场理论应用于隧道地质预报中,就是当隧道外围空间和掘进前方存在隐伏水体或含水构造时,隐伏水体或含水构造产生的异常场就要叠加到正常场上,使隧道内的正常场产生畸变,根据拱顶、隧底、边墙、掌子面探测曲线和测量数据的变化就能确定隐伏水体或含水构造所在空间方位。3、地质雷达探测地质雷达探测的基本原理是：雷达发射天线向隧道掌子面前方或隧道底部连续发射脉冲式高频电磁波，当遇到有电性差异的界面或目标体（介电常数和电导率不同）时即发生反射波和透射波。接收天线接收反射波并经电缆传递给主机，在主机显示屏上形成实时的时间剖面。根据记录到的反射波的到达时间和求得的电磁波在介质中的传播速度，确定界面或目标体的深度；同时根据反射波的形态、强弱及其变化等因素来判定目标体的性质。4、超前地质钻孔超前地质钻孔是利用水平钻机在隧道掌子面进行水平地质钻探获取地质信息的一种地质超前预报方式。六郎隧道采用RPD-150C型多功能高速钻机。RPD-150C多功能钻机系统具有探测准确、探测结果受外界影响小等优点。RPD-150C多功能钻机系统与TSP203地质预报系统有很大的互补性,综合两种手段,可以及时预测预报到大部分地质不良地段,为隧道工程的施工奠定基础。5、风钻超长炮孔利用风钻在隧道掌子面对其中的几个炮眼加深至4.5～5米的水平小孔径的浅孔获取地质信息的一种方法。6、平行导坑平行导坑法是在隧道正洞左边或右边一定距离处挖一个平行且断面较小的导坑,以导坑中的地质情况预报正洞地质条件的方法。六郎隧道设置一贯通平导，全长14090m，目前六郎隧道3个工区的平导均已超前施做，为正洞施工提供了超前地质预报。7、地质素描利用地质理论和作图法,将隧道所揭露的岩性,地质构造,结构面产状,地下水出露点位置状态、出水量、煤层、溶洞等准确记录下来并绘表,结合已有勘测资料,进行隧道开挖面前方地的预测预