新建貴陽—南寧客運專線貴州段站前工程GNZQ-6標段九萬大山1號隧道為Ⅰ級風險隧道，地質條件極其複雜。文章采用物探和鑽探、長距離探測和短距離探測相結合的探測方法，以及（jí）TSP地震波探測法（fǎ）、超前水平鑽孔（kǒng）、加（jiā）深炮孔的（de）探測方（fāng）法，準確預（yù）報出DK193+340～DK193+370斷層的不良地（dì）質，為隧道的安全施工提供了重（chóng）要保障。

關鍵詞：客運專線；隧道；超前地（dì）質預報；工程應用

1工程概況

新建貴陽—南寧客（kè）運專線貴州段地處貴州高原低（dī）山溶蝕峰從窪地地貌，地形起伏大，自然坡度20～45°，局部為陡崖（yá），植被發育，洞（dòng）身穿越石炭係下統（tǒng）大塘階上司段泥質灰岩夾頁（yè）岩、舊司段頁岩、砂岩、炭質頁岩、石英砂岩。砂岩岩性雜（zá），岩質軟（ruǎn），岩層（céng）緩傾，岩石遇水容（róng）易軟化。該段站前工（gōng）程GNZQ-6標段九萬（wàn）大山1號隧道隧道進口裏程DK177+048，出口裏（lǐ）程DK194+060，最大埋深約（yuē）488m，全長17.012km。該隧道共穿越（yuè）9層地（dì）層，其中，非可溶岩段落長（zhǎng）2401m，可溶岩段落14611m。另外，隧道穿越3條斷層：①DK178+570附近發育懂架平推（tuī）斷層，破碎帶洞身影響長度（dù）約（yuē）60m，岩體（tǐ）破碎，岩質（zhì）較軟，圍岩穩定性較差；②DK180+743附近（jìn）發育（yù）一條逆斷層，洞身影響長度約200m，斷層帶岩體破碎（suì），含水豐富（fù），突水突泥風險大；③DK184+860附近（jìn）發育一條正斷層，洞身影響長度（dù）約220m，斷層帶岩體破碎，含水豐富，突水突泥風險大（dà），地下水主要為基（jī）岩裂隙水。隧道為Ⅰ級風險管理隧道。

2超前（qián）地質（zhì）預報

現場施（shī）工采用地質素描、TSP地震波探測、超前水平鑽孔、加深炮孔（kǒng）等綜合方法（fǎ）進行（háng）超前地質預報。通過對圍岩的破碎和富水程度進行預測和驗證，及時對（duì）預報信息進行收集、處理，給施工方案（àn）和施工方法調整提供依據。

2.1地質素描

地質素描是（shì）通過地層特征、要素與（yǔ）隧道幾何參數、地表相關性分析，以及地質理論分析等（děng），推測開（kāi）挖麵前方可能的（de）地質情況的一種預報方法。該方法采用地質羅（luó）盤、敲擊錘等簡單設備，不幹擾施工，可很快出（chū）結果，能為整個隧道掌子（zǐ）麵提供地質資料。根（gēn）據掌子麵地質素描（miáo）記錄，PDK193+380掌子（zǐ）麵岩性主要以石英砂岩為主，局部夾薄層頁岩，灰黑色（sè），節理裂隙（xì）發育，岩體層間結合較好，局部滲（shèn）水。

2.2加深炮孔

加（jiā）深炮孔是根據隧道斷麵大小及可能出現的不良地質，在每一循（xún）環（huán）布設3～8個加深（shēn）探孔，探測孔較循環進（jìn）尺加深3m以上，外插角不小於21°，該方法施工簡單，不（bú）單獨占用（yòng）施工時間，準（zhǔn）確度高。現場加深炮孔的記錄顯示，鑽進過程無卡鑽（zuàn）與突進現象，鑽（zuàn）孔段落主要為石英砂岩，水量無明顯變化。

2.3超前水平鑽探

超前鑽探法是利用鑽機對掌子麵前（qián）方（fāng）進行衝（chōng）擊和回轉鑽探的（de）超（chāo）前探測方法（fǎ），適用於各（gè）種地質情況下的超前地質預報。本工程中使用意大利C6鑽機進行超前水平鑽孔施工，C6鑽機扭力大、取芯（xīn）完整，對施工影響小（xiǎo），適用於各種地層的快速鑽進（jìn）。現場施工時，結合TSP地震波探測結果，有（yǒu）針對（duì）性設計鑽孔的位置和鑽孔角度，施工過程中全程跟蹤作業，通過衝洗液的變化、鑽進的速率、出水（shuǐ）量（liàng）的大小判斷地質情況。超前水平鑽孔（kǒng）的資料顯示，衝（chōng）洗液呈灰黑（hēi）色，流量均勻，無卡鑽與突進現場，鑽孔段落岩性主要為石英砂（shā）岩，岩質硬，節理裂隙（xì）發（fā）育（yù）。

2.4TSP地震波探測

現場施工采用TSP地震波反（fǎn）射法（fǎ），在軟弱、破碎地層或岩溶發育區，預報距離控製在100～120m，前後（hòu）2次搭接長度10m以上；在隧（suì）道的圍岩完整時，物探距離可以達到200m以上（shàng）；當圍岩較破碎（suì）時，物探距離采（cǎi）用120m的有效預報距離，搭接長度不（bú）小於（yú）30m。

2.4.1TSP地震波（bō）探測係（xì）統

TSP地震波（bō）探測係統（tǒng）通過（guò）三分量檢波器來接收地震波信號（hào），並同時進行測量過程控製；通過起（qǐ）爆（bào）裝置引爆電雷管和炸藥，人（rén）工（gōng）激發地（dì）震波。本工程在（zài）隧（suì）道裏程PDK193+495的位置左側壁（bì）和右側壁（bì）分別布置1個地震波接收孔，孔徑為50mm，左邊牆接收孔孔深為1.8m，孔的高度高（gāo）於底板約1.65m，右邊牆接收孔孔（kǒng）深為1.75m，孔的高度高於底板1.2m；在PDK193+446～479段的（de）左側壁布（bù）置24個激發孔分別激發地震波，孔間距1.49m，孔徑45mm，孔深1.38～1.79m，所有激發孔裝填藥量均為100g，激發（fā）孔的高（gāo）度高於底板上方約1.2m。TSP地震波探測係統布置示意圖、TSP接收器孔和炮孔布置（zhì）示意圖見圖5、圖6。

2.4.2探測數據處理

根（gēn）據TSP地震波探測係統原理，把距離隧道軸線近、能量大（dà）的反射波組判釋為圍岩異（yì）常區，結合（hé）地震波速、反射波相位、泊鬆比和楊氏模量（liàng）等參數對圍（wéi）岩異常的（de）類別進行劃分。

2.4.3探測結果

本次探測預報（bào）掌子麵裏程為PDK193+436，探測（cè）預報（bào）裏程範（fàn）圍（wéi）為PDK193+436～PDK193+316（掌子麵前方120m），探測結果為，圍岩總體較破碎，節理裂隙較發育～發育，其中，PDK193+403～PDK193+391段、PDK193+376～PDK193+355段和PDK193+325附近裂隙發育或存在（zài）夾層、含水。圖7為TSP地震（zhèn）波探測（cè）得到的反射層位及物理力學參數探測結果。

3超前地（dì）質探測預報結論

綜合（hé）隧道PDK193+436～PDK193+316段（duàn）物探法和超前鑽探法（fǎ）預報成果，結合掌子麵（miàn）地質隧道素描和地（dì）質勘察相關資料，綜合（hé）地質探測預報結論如下。（1）PDK193+380～PDK193+322段岩性主要是石英砂岩，局部夾頁岩（yán），圍岩（yán）較破碎，接力裂隙發（fā）育。（2）PDK193+376～PDK193+355段和PDK193+325附近（jìn）裂（liè）隙發育（yù）或存在夾層、含水（shuǐ）。施（shī）工過程中采用加深（shēn）炮孔進一步驗證表明：PDK193+382～PDK193+324段原設計圍岩級別為Ⅳ級，實際（jì）綜合預（yù）報（bào）分析該段圍岩級別亦為Ⅳ級，與原設（shè）計（jì）相符。（3）DK193+340～DK193+370探測（cè）預報為，岩層緩傾，地下水較發育，頁岩岩（yán）質較軟，遇水易（yì）軟化，圍岩局部穩（wěn）定性較差。施工中（zhōng）應注（zhù）意（yì）降水量及圍岩含水量的變化（huà）和影響，做好防排水措施，及時支護，防止掉塊、局部坍塌及湧水等；探測預報段落局（jú）部可能存在少量瓦斯氣體聚集，施工過程中應（yīng）進行瓦斯監測，做好（hǎo）通風處理措施。

4結束語

綜合超前地質預報施工是一道重要的（de）施工工序，通過綜合超前地質預報分析，同時（shí）對現場實（shí）際開挖的情況進行評估，提高了預報的準確（què）性。新建貴陽—南寧客運專線貴（guì）州段站前工程GNZQ-6標段九萬大山1號隧道采用地質調查、加深炮孔（kǒng）、超前水平鑽孔、TSP地震波探測法（fǎ）等手段，對超前地質預報信息進行綜合分析、相互驗證，對隧道掌子麵前方（fāng）不良地質進行預報，使得該工程提前采取相應對策（cè）和措施，保證了隧道施工的安全。