1. 綜（zōng）合超（chāo）前地質預報在岩溶隧道施工中的應用意義

在當前我國岩溶地區的隧道施工（gōng）體係中，綜合超前地質預報（bào）技術具有較為顯（xiǎn）著的戰略（luè）應用（yòng）意義。一方麵，這項技術的使用能夠結合岩溶地區的實際情況，靈活使用最合適的勘察（chá）探索技（jì）術，掌握岩溶地區的（de）地質情況，明確區域內不良地質環境的具體位置，給後續施工活（huó）動提供較好的數據支撐，保證施工活動（dòng）可以規範進（jìn）行，避免出現各類安（ān）全隱患和質（zhì）量問（wèn）題。另一方（fāng）麵，這項技術的廣泛應用也（yě）能夠顯著提高施工安全。這主要是（shì）因（yīn）為超前地質預（yù）報能夠在施工活動開始之前，進行（háng）岩溶（róng）隧道區域的地質探測，提前（qián）感知（zhī）區域（yù）內的不良地質（zhì）問（wèn）題，充分保證施工安全性。特別是在使用了超前地質預報技（jì）術以後，施工（gōng）團隊就可（kě）以提前感知可能存在的安全隱患，並做好（hǎo）相應的安全防（fáng）範工作。

2. 綜合超前地質預報在岩溶隧（suì）道施工中（zhōng）的應用實例（lì）

為明確綜合超前地（dì）質預報技術的具體（tǐ）應用，這裏也分析了單一技術和組合技術在實際工程項目中的應用，探索這項技術的應用（yòng）細節（jiē）內容，有利於提高（gāo）我（wǒ）國岩溶地區（qū）隧道（dào）施工的整體技術水平。

2.1 單一技術的應用

綜合超前地質（zhì）預報（bào）包含的技術有很多，這裏也針（zhēn）對地質雷（léi）達法的單一技術應用進行分析。我國向家包二號隧道工程項目處於岩溶地區（qū），存在大型溶洞、落水洞等不良地質（zhì）情況。為了明確這些不良地質的具體分布現狀，隧道工程也（yě）使用了地（dì）質雷達法進行地（dì）質勘察。在使用這項技術的時候（hòu），工程施工方使用了美（měi）國 SIR-20 雷達主（zhǔ）機，同時還配置了 100MHz的天線，可以進行多次預報，同時在後續施工過程中也（yě）可以結合實際施（shī）工現狀進行預測性對（duì）比，避免出現一些不必要的失誤。

在本次地（dì）質預（yù）報過程中，雷達天線（xiàn）在岩溶管道、溶洞、暗河等區（qū）域產生了非（fēi）常強烈的（de）反射信號，可以精準（zhǔn）識別（bié）岩溶隧道中的水分。但在使用這項技術的時候，還需要注（zhù）意檢測範（fàn）圍的問題。在本次工程項目（mù）中，地質雷（léi）達法（fǎ）隻能檢測 20m左右的岩溶隧道（dào），並給（gěi）出比較詳細的地質預報（bào）信息。在一些圍岩破（pò）碎的特殊（shū）區域（yù），地質雷達法隻能預報 15m 左右的地（dì）質信（xìn）息。本次（cì）使用地質雷達法的具體原理如 圖 1 所 示（shì）。

在使用這項技術以後（hòu），可以在隧道的上方（fāng）與下（xià）方區（qū）域（yù）產（chǎn）生反射地震波。由於岩層中岩性變化突出區域（yù）的介質密度和傳播（bō）彈性波速（sù）度乘積存在較（jiào）大的差異（yì）（也（yě）被稱之（zhī）為聲（shēng）阻抗），最終反射地震波的能力也存在顯著差異。通過這個特點，地質雷達法（fǎ）也能（néng）夠較好地甄別岩溶地區（qū）的不良地質帶位置，給後續進行隧道施工提（tí）供較好的數（shù）據參（cān）考。

2.2 組合技術的（de）應用

綜合超前（qián）地質（zhì）預報體係本身包含多項（xiàng）技術，同時各個技術也具有相應的特點。因此，在具體使用這項技術體係時，如果能夠靈活發揮（huī）多個技術（shù）的（de）戰略價值，最終形成組（zǔ）合技術體係，也具有較強的應用意義。結合綜合超前地質預（yù）報體係的相關內容（róng），這裏則提出“地（dì）質調（diào）查法 +TSP+TEM+ 超前鑽探（tàn）”的組合技術模式。

在技術理（lǐ）論與原理方麵，主要是使用地質調查法來獲（huò）取岩溶地區的基本地質信息，對於區域地質情況有較好的掌握。接下來則可以使用 TSP 進行長遠距離的（de）輔助探（tàn）測，並使用 TEM 技術針對重點區（qū）域（yù）進（jìn）行詳細探測，最終通過超前鑽探活動來（lái）驗證預報結果的精準（zhǔn）性與可靠性。這套技術實現了多（duō）個技術的互補，提高（gāo）了地質預報的精準性，可以實現地質預報的定量分（fèn）析。

我（wǒ）國滬昆客運專線中的某岩溶隧道工程就使用了“地質調查法 +TSP+TEM+ 超前鑽探”的組合技術模式。這裏也結合工程實（shí）踐活動來明確這套組合技術模式（shì）的實際應用。

第一（yī），地質調（diào）查。相關勘察人員在（zài）工程項目施工之前，先對區域地質（zhì）情況進行了全麵的調查，發現區域構造（zào）體係為中新（xīn）華夏係，同時區域內存在（zài）較多的斷層（céng）破碎帶。經過進（jìn）一步分析以（yǐ）後，發現（xiàn）區域岩體破碎情況比較突（tū）出，同時圍岩的穩定性也不高，岩體（tǐ）出（chū）現了顯著的強風（fēng）化情況。

第二，TSP分析。在本次（cì）岩溶（róng）隧道工（gōng）程中，相關技術人員還使用了 TSP-203進行了地質（zhì）預報。在具體操作中，需要在（zài）隧道（dào）左右兩側（cè）分別布設接收器，以及直徑為 50mm、深度為 2m、相隔間距為 1.5m 的炮孔（kǒng）。通過 TSP 探測分析以後，相關技術人員就可以明確區域地質的不同層係的力（lì）學（xué）參數和特性，結合相關信息分析得出，區域內存在圍岩破碎、岩（yán）溶發育、富（fù）水等各類情況。

第三，TEM 分析。結（jié）合本次工（gōng）程項目的 TSP 分析結果，就可（kě）以對重點區域進行精（jīng）細化探測。在探測活動開展（zhǎn）過程中，則在隧（suì）道掌子麵中完成測線的布設。其中，各個（gè）測點之間的間距設計為 0.5m，測點距離（lí）地麵為1.5m。通過使用TEM技術以後，就可以得到視電阻等值線（xiàn）圖，如圖 2 所示。第四，超（chāo）前鑽探。在岩溶（róng）地區進行超前鑽探（tàn），需要進行逐樁鑽探，充分明確地質情況。

在本次工程項目中，主要使用衝擊鑽和回轉（zhuǎn）取芯鑽兩種方式配合使（shǐ）用，提高鑽探速度與效率。前者無法取芯，在一般地段可以使用，通過衝擊相聲、鑽速變化、衝洗液顏色、鑽杆振（zhèn）動等要素判斷地質岩體情況。而後者（zhě）主要使（shǐ）用在（zài）特殊地層（比如溶洞、斷層（céng）破碎帶等），真（zhēn）實可靠地提供（gòng）岩層地質情況。

3. 綜合超前地質預報在岩溶隧道施工中的應用保障措施

3.1 切實提（tí）高勘察人員的專業能力

綜合超前地質（zhì）預報體（tǐ）係涉及了多個技術（shù），需要勘察人員具有較高的專業能力才能夠（gòu）真正發揮這些技術的成效。因此，在後續時間裏，岩溶地質勘察團（tuán）隊應該切實提高各個勘察人（rén）員的專業（yè）能力。一方麵，在進行人才招聘的時候，相關機構可以適當提高人才招收的（de）標準（zhǔn），從外部市場環境中吸收一些高素質人才。隨（suí）著我國（guó）高校（xiào）擴招戰略的（de）不斷貫徹，我國市場環境中的高素質人才數量與比例都得到了顯著提（tí）升（shēng），地質勘（kān）探機構更容易從市場環境中獲得高素質人才。另一方麵，機構單位在（zài）平時結合（hé）綜合超前地（dì）質預報體係製定相應的培訓教育活動，同時還要積極（jí）引入一些現實工程（chéng）案（àn）例（lì），提高培（péi）訓（xùn）教育的效果。

3.2 做（zuò）好施工設備的維護保障活動

在進行（háng）超前地質預報活動時，需（xū）要使用較多（duō）的機械設備。因此（cǐ），在平時，相關技術人員也應該做好（hǎo）各類相關設備（bèi）的維（wéi）護保養工作，保證各（gè）個設備都有較好的可靠性。在使用各類設（shè）備時，操作人員也應該嚴格按照既定的規章製度和操作流程進行施（shī）工作（zuò）業，避（bì）免因為自身的不良操作而（ér）對設備帶來損傷。對於施工團（tuán）隊來（lái）說，也應該做好超前地質預報相關設備的管理，及時更新各（gè）類設備的（de）信息，保證設備（bèi）能夠取得較好的應用成（chéng）效。

3.3 靈（líng）活使用（yòng）各類組合技術

對（duì）於岩溶地區的隧道施工來說，使用單一地質預報方法（fǎ）雖然比較便捷，但是在實踐活動中很有可能遇到一些阻礙。比如上文提到的地質雷達法無法探測 20m 以（yǐ）外區域的地質情況。因此，在具體工程實踐過程中，最好使用組（zǔ）合（hé）技術模式。這也需要勘探人員能夠對各項技（jì）術有比較（jiào）充足（zú）的了解（jiě），明確不同技術的（de）使用條（tiáo）件（jiàn）和應用特點，再結合隧道施工現場的（de）實際情況進行針對性（xìng）的（de）調整。在這個過程中，地質勘探最（zuì）好能夠結合不同技術的特點和現場施工環境，製定多套組合技術的方案，並從（cóng）中選擇最合適的勘探組合技術方案。因此，綜合超前地質預報體（tǐ）係的貫徹使用能夠變得（dé）更加靈活，更容易取得預期的效果。

3.4 做好超前地質預報方案的優化設計

岩溶地區的地質環境是（shì）非常複雜的（de），同時不同地區的岩溶地質環境也有所不同，需要施工人員（yuán）結合（hé）項（xiàng）目的實際情況進行超前地質預報技術的靈活組合與全麵分析，才能夠形成針（zhēn）對性較強（qiáng）的（de）施工方案體係。在（zài）這個過程中，技術人員也需要對施工項（xiàng）目區域的地質情況進（jìn）行全麵探索，結合岩溶地區的實際情況選擇最合適的超前勘探技術。在擬定超前地質預報方案時，也需要經過嚴密的技術論證和專家會議，保證最終選定的方案具有較好的合理性，能夠在工程項目中取（qǔ）得顯著應用成效。

4. 結語

綜合（hé）來看，綜合超前地質預報技術在岩溶隧道施工中的全（quán）麵應用（yòng）具有較好的成效，可以在（zài）我國各個地區進行綜合推廣。對於地質（zhì）勘探人（rén）員來說，應充分明確（què）綜合超前地質（zhì）預（yù）報體係的各項技術內（nèi）容，同時還要掌握不同技術特點與（yǔ）應用環境，結合工程項目的實際情況做出針對性（xìng）選擇。在具體使用這項技術時，相關人員還（hái）應該積極處理技術運用過程（chéng）中（zhōng）存在的問題，並不斷積累技術實踐經驗，給岩溶隧道施工提供較為豐富的地質數據資料。這樣以後，綜合超前地質（zhì）預報就可以展現出較強的戰（zhàn）略價（jià）值，有利（lì）於提升我國岩溶隧道施工的安全水平和（hé）整體質量。

作者：唐誌（zhì）傑 （湖南（nán）省煤田（tián）地質局第三勘探隊）

本文刊發於《中國高新科技》雜誌（zhì）2020年第23期

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