為對TSP地震波反射法（fǎ）進（jìn）行（háng）研究，以便進一步指導（dǎo）隧道超前地質預報的準確實施，本文首先對現有超（chāo）前地質預報方法的優（yōu）缺（quē）點（diǎn）進行了概括總（zǒng）結，接著采用TSP法（fǎ）對雲南某隧（suì）道出口ZK34+089～ZK33+980段進（jìn）行了超前地質預報。對於（yú）指導地質情況類似的（de）隧（suì）道掌子麵施工具有重大意義。

【關鍵詞】超前地質預報;隧道;TSP;掌子（zǐ）麵

中圖分類號： U452.11文獻標識（shí）碼： A文章編號： 2095-2457（2019）21-0006-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.002

0 引言

近年來，我國公路建設又迎來了一次建設高潮，尤其是高速公路的建（jiàn）設[1]。在我國西南省份公路建設（shè）的一大難題就是公路隧道，在一些地（dì）形條件和地質構造複雜的地區，不良地質體、斷層帶（dài）、地下水（shuǐ）豐富等又增加了隧道的施工難度[2]。在進行隧道施工時若沒（méi）有及時的對掌子麵前方進行不良地質體預報，很容易就（jiù）會出現坍塌、突水突泥等災害。相關研（yán）究表明，準確的（de）超前地質預報對於指導隧道的安全（quán）施工具有舉足輕（qīng）重（chóng）的作用[3]。國內外（wài）隧道施（shī）工過程時，掌子麵的超前（qián）地（dì）質預報都被化為（wéi）一（yī）個十分重要的環節，可見超前地質預報對於指導隧道掌子（zǐ）麵施工具有重大（dà）意義[4]。

TSP法超前預報是上世紀90年代瑞（ruì）士安伯格（gé）公司研發的隧道地震預報係統，近年來逐（zhú）步得到推廣應用。對TSP超前預報的研究不僅可以（yǐ）提高實際應用的精確性，也可更加貼合實際的指導施工，避免不必要的生產事故發生，同時可（kě）以增加相同圍岩狀態（tài）下掌（zhǎng）子麵的施工經驗[5-7]。本文為對隧道超前地質預報（bào）進行研究，對現有超前地質方法（fǎ）進行了概括總結，同時采用TSP法對雲南某隧道出口ZK34+089～ZK33+980段進行（háng）了（le）超前地質預報，為隧（suì）道施工支（zhī）護提供了科學的技術（shù）依（yī）據，同時大（dà）大降低了隧道施工的風險，對於指導同（tóng）類隧道施工具有重大意義。本文僅（jǐn）采（cǎi）用了地（dì）質雷達法進行了地質預報（bào），在實際施工過程中，為更加準（zhǔn）確的預報（bào）地質信息，還應結（jié）合現場其他勘測信息。

1 超前地質預報概述

1.1 超前地質預報主要內容

隧道超（chāo）前地質預報（bào）主要是預測隧道掌子麵前方圍岩的（de）地質狀況、不良地質體（tǐ）的方（fāng）位、圍岩性（xìng）狀、水文狀況等信（xìn）息，並以此來判斷隧（suì）道圍岩級別，為（wéi）隧道施（shī）工支護提供（gòng）技術依據、防止可能出現的工程險情、確保合理的施工措施，指（zhǐ）導（dǎo）隧道安全施工，降低施工過程中遇到的風險，力求隧（suì）道施工更加科學合（hé）理，降低風險的同時（shí）以（yǐ）便更（gèng）好的服務隧（suì）道施工[8]。

1.2 超前地質（zhì）預報主要方法

我國隧道超前地質預報目前主要采（cǎi）用地質調查法、地震波反射（shè）法（TSP）、紅外探測、超前地質鑽探（tàn）、電磁波反（fǎn）射法（地質雷達）、加深（shēn）炮孔探（tàn）測、陸地（dì）聲納法七種方法[9-11]。本文從其主要內容、優缺點、適用範圍進行了概括總結，以便更好的指導隧道（dào）施工，詳見上表1。

由上表1可以看出，可依據隧道的不同圍岩特性，選擇適合超前預報措施，以便可（kě）以更（gèng）好的指導隧道施工。本文（wén）結合雲南（nán）省某（mǒu）某隧道（dào）的圍岩性質，擬（nǐ）采（cǎi）用（yòng）TSP地震波反（fǎn）射法對其進行超前（qián）預報，以便更（gèng）好的指導現場施工。

2 工程應用

該隧道為分離式隧道，左幅起止樁號為ZK24+915～ZK34+785，左幅長9870m。出口左幅ZK34+089～ZK33+980段設計圍岩等級為Ⅳ級，該段圍岩節理裂隙較發育，岩體較完整且穩定性較好。擬采（cǎi）用TSP法對該段圍岩進行超前地質預報，以便指導隧道掌（zhǎng）子麵施工。

2.1 現場檢測（cè）及分（fèn）析

現場（chǎng）采用（yòng）為AmbergMeasuringTechnique公司生產的TSP203型地質超前預報儀，現場掌子麵樁（zhuāng）號為ZK34+089，在ZK34+145左右兩側邊牆上分別布置接收器2、1，距第1炮點14.7m;在ZK34+130.3～ZK34+097線路右側邊（biān）牆上布置24 炮孔，炮孔間距（jù）1.0m～3.0m，孔深為1.3m左右（yòu），S24距離掌子麵8m左右，炮點布置詳見（jiàn）圖（tú）1。

現場掌子麵采用兩台階開挖（wā），掌子麵穩定性（xìng）較好，需及（jí）時支護。開挖掌（zhǎng）子麵潮濕，揭露圍岩（yán）為灰白色英安岩， 岩性為堅硬岩，弱風化，富（fù）水性較弱，圍岩整體完整性較好，以構造型節理或層麵（miàn）為主，多呈塊狀，結合麵中等發育（yù），結合麵好，整體穩定性稍（shāo）好（hǎo），掌子麵照片見（jiàn）圖（tú）2。

2.2 檢測結果及分析

檢測過程中（zhōng），實際（jì）激發並采集地震數（shù）據24炮，但隻有23炮有效。利用TSPwin軟件（jiàn）對（duì）所采集的數據進行處理，得到P 波、SH 波、SV 波（bō）的時間剖麵、深度偏移（yí）剖麵和反射層提（tí）取以及岩體物理及力（lì）學參數等成果（圖3～圖5）。

利用TSPwin軟件通過反演數值計算得出的圍岩參數如表2所示。

通過（guò）圖3～圖5以及（jí）表（biǎo）2可以得（dé）出隧道掌子麵ZK34+089～ZK33+980段的圍岩狀況：ZK34+089～ZK34+044段圍岩縱波波（bō）速、橫波波速、泊鬆比值較為穩定，動態楊氏模量等物性參數稍微降低;強反射界麵（miàn）及繞（rào）射異常（cháng）密集。該段圍岩與已開挖段近似，預測出露岩性應為英安岩（yán），中厚層狀，地層單斜。ZK34+044～ZK34+010段縱橫波波速降低（dī），泊鬆比值（zhí）降低、動態楊（yáng）氏模量等物（wù）性參數（shù）值降低。該段圍岩物（wù）性較上一段（duàn）稍有變好的趨勢，預測出露岩性（xìng）仍為英（yīng）安（ān）岩，中風化，中厚層（céng）狀為主，地層單（dān）斜，繼續存在（zài）順層偏壓問（wèn）題，節理較發育，岩體較破碎，局部可能有褶曲和小（xiǎo）型斷層等次生構造發育。ZK34+010～ZK33+980段縱波波速上升、橫波波速變化不大，泊鬆比值上升，動態楊氏（shì）模量等物（wù）性參數略微降低;強反射界麵（miàn）及繞射異常不密集。該段（duàn）圍岩較已開挖段好，預測出露岩性應為英安岩，巨塊狀，地層（céng）單斜。

依據現（xiàn）行設計規範要求，可以預（yù）測ZK34+089～ZK34+980段圍岩狀況：節理裂隙較（jiào）發育，岩體較（jiào）完整（zhěng），呈塊狀結構（gòu），圍岩（yán）整（zhěng）體穩定性較好，結構麵不發育，地下水不豐富，可以按（àn）照Ⅳ級圍岩施工。

3 小結

本文對現（xiàn）有超前地質預報常用方（fāng）法進行了（le）概括總結，並采用TSP法（fǎ）進（jìn）行了實（shí）際工程應用，可以發現TSP法可以較為準確的預報前方掌子麵的圍（wéi）岩狀況，對於指導圍岩情況較（jiào）為複雜的隧道具有重要意義。目前我國超前地質預報還處於探索階段，相應技術仍待完善。