一、超前地质预报技术的实践意义 超前地质预报技术出现在上个世纪中后期,是工程地质的一个分支,我国从上个世纪 70 年代后期逐渐开始重视这一方面的讨论和应用,中国科学院地质讨论所的孙广忠院士等作了大量的工作。进人 21 世纪,伴随着西部大开发战略的启动,修建的铁路、公路将明显增多。由于隧道长度、埋深等各方面因素的影响,地质条件越趋复杂,隧道施工中遇到的问题也会相应地增多,不可预料的地质灾害如突泥、突水、塌方等成为困绕工程施工的主要难题。近十几年来,隧道施工技术已经有了很大的进展,为了保证在隧道施工时的安全和高效,超前地质预报的讨论显得越来越重要。 要保证隧道施工的顺利进行,关键是要预防隧道施工中的地质灾害。如在施工中的塌方是制约快速施工的最主要因素之一,而断层、岩溶是隧道隧洞开挖过程中最常见的不良地质现象,也是引起隧道塌方的“罪魁祸首”之一。由断层及断层破裂带、岩溶陷落柱等引起的隧道隧洞塌方占塌方总数的 90%以上。赋存于断层及破裂带中的溶洞、暗河、淤泥带是隧道隧洞突泥突水等地质灾害的最主要根源,断层破裂带是诱发瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出等地质灾害的最主要地质因素之一。断层破裂带还与岩爆的发生和产生密切相关。可以说,隧道隧洞施工中发生的地质灾害,几乎都有断层、岩溶有关。 鉴于断层破裂带、岩溶对隧道施工的巨大影响。因此,进行断层破裂带、岩溶超前地质预报的讨论具有极其重要的意义。根据隧道隧洞开挖面前方隐伏断层及破裂带、岩溶规模准确定位和评价,实行准确而有效的防治工作,不仅可以减少隧道塌方、突泥等灾害的发生、加快施工进度,而且可以为施工单位节约大量成本,显著提高经济效益。它既可以产生巨大的经济效益,又具有广泛的社会效益。 二、主要地质超前预报的工作方法和手段 目前,常用的隧道长期(长距离)超前地质预报的方法主要有地面地质调查法,断层参数预报法和 TRT、TSP、HSP 等仪器探测方法;常用的隧道短期(短距离)超前地质预报的方法主要有掌子面编录预测法,不良地质前兆法和地质雷达、红外线超前探水等仪器探测法。各种预报手段和方法都有其各自的适用范围和特点,其中 TSP 超前探测是目前预报距离最长、适用范围最广、预报效果最好的超前预报手段和方法。 1.TRT 超前探测技术 TRT 层析扫描超前预报系统可采纳多种地震源产生沿隧道和采矿口传播的信号,这些信号在岩体性质发生改变的地方反射,被用来描述隧道和采矿口前方...