隧道超前地质预报的重要意义与地质雷达法应用分析

重要意义
目前我国仍处在经济的快速发展过程中，对于交通和其他基础设施的建设需求很大，尤其是在中西部山区，在建和拟建隧道数量众多。很多隧道不仅很长，埋深也很大，在修建和运营过程中岩爆、塌方、断层等地质灾害时有发生，严重威胁着施工安全和人员安全，所以进行超前地质预报是必不可少的环节。
 
隧道超前地质预报是指利用钻探和现代物探等，探测隧道、隧洞、地下厂房等地下工程的岩土体开挖面前方的地质情况，力图在施工前掌握前方的岩土体结构、性质、状态，以及地下水、瓦斯等的赋存情况、地应力情况等地质信息的一种手段。
 
通过超前地质预报工作，可以更多的掌握和反馈掌子面前方一定范围内围岩的地质条件，为进一步的施工提供指导，可以为各类突发地质灾害发生提供预警。做好隧道超前地质预报工作，预测前方不良地质以及隐伏的重大地质问题，以便采取积极措施，降低地质灾害发生几率，避免施工及运营过程中发生涌水、瓦斯突出、岩爆、大变形等地质灾害。
 
总之，隧道超前地质预报可以为调整和优化隧道设计参数、优化隧道施工组织、制定施工安全应急预案提供依据，实现隧道工程安全、质量、工期、环境和投资控制目标，将直接或间接地创造巨大的经济效益和社会效益。
 
地质雷达法
地质雷达法是目前最主要的物理勘测方法，其实质是利用不同介质界面的电磁特性差异而反射产生的电磁波探查各种介质从而进行地质预报，并通过数据反演，找出不良的地质体。
 
其主要工作方法是首先通过地质雷达自身携带的宽带天线向需要探测的目的介质发射高频宽带短脉冲电磁波，此电磁波经过不同介质层位或目的体反射后返回为接收天线所接收。
 
由于电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态的变化而变化，因此可以根据电磁波的物理特性如时间、振幅、波形等，确定不良地质体的规模、性质等参数。当掌子面前方为完整岩体时，电磁波的波形较均匀、完整，当出现不良地质体时，大多出现能量团分布不均匀，波形杂乱等特点。
 

 
此方法一般用来探测掌子面前方10——30m隧道周围的地质状况。其优点是耗时短、现场操作简便，分辨率高，能反映围岩内部特征，尤其对含水带、破碎带有较好的识别效果。
 
工程应用
1.工程概况
某在建隧道全长超1800米，进出口与村道相通，测区属溶蚀峰丛洼地、槽谷地貌，洞身地段多为峰丛、洼地，地形起伏较大，局部为陡崖。测区内沉降建造复杂多变，褶皱断裂非常发育，水的赋存方式主要为地表水、孔隙水、基岩裂隙水及岩溶水。
 
2.现场测线布置
现场测线要充分考虑技术条件与现场实际，确保布置方式能够满足检测需求。根据现场掌子面的具体情况和隧道地质复杂程度，方案布设2条测线，具体测线布置图如下：
 

 
3.探测结果
通过现场检测获得的电磁波形图可知，掌子面前方2～25m范围内围岩整体上节理、裂隙发育，岩石较破碎，极可能存在软弱夹层，波形图反映情况来看，可能存在碎裂带，局部可能存在溶洞。掌子面前方25～30m范围内围岩整体上破碎，岩石节理、裂隙发育，可能存在破碎带、软弱夹层，局部可能存在溶洞。
 


综合运用
隧道超前地质预报应以地质分析为基础，运用地质调查与物探相结合、长短探测相结合、洞内与洞外相结合、物探与钻探相结合、超前导洞与主洞探测相结合、地质构造探测与水文探测相结合的综合预报方法，并相互验证。