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（一）膨胀性围岩
膨胀性围岩本身具有潜在应力以及湿胀干缩、往复变形的特征，干燥土质的膨胀性岩层，岩质相对较硬，容易开裂，具备明显的水平、垂直的裂缝，当受到水的浸湿之后，裂缝会产生变窄或是闭合活动，强度出现明显的减低。软质膨胀性围岩受到断裂以及褶皱的作用会产生明显的破碎带，隧道在进行开挖以后，破碎带受到风化与水的影响，体积会发生膨胀，隧道的衬砌与支撑就会受到相当大的膨胀压力。所以，在进行围岩施工的过程中，经常会出现初期围岩变形过大，发展的速度过快等多种不良现象，导致围岩的压力增加，进而造成围岩出现普通开裂、围岩膨胀、坍塌、坑道下沉、衬砌变形、隧道底部隆起以及破坏等多种形式的地质危害。
（二）岩爆
岩爆是在进行高地应力环境下的地下工程洞室开挖的过程中，由于开挖卸荷所产生的周边脆性围岩发生巨大的应力分异现象，围岩中原本储存的弹性应变能被快速的释放，同时出现爆裂松脱、弹射、剥离以及抛掷等强烈的破坏现象，这是一种由于动力失稳造成的地质灾害。岩爆对施工人员以及机械设备的安全有着巨大的威胁，对工程的进度有直接的影响，所以必须要对容易出现岩爆现象的部位做好预测活动，对已经确认会出现岩爆的部位做好防治措施。
（三）流沙
流沙是由砂土或是粉质的粘土在受到水的作用后，丧失了内在的聚力而形成的，主要表现为浆糊状。流沙本身具有多样性，主要的原因就是地质受到河水的冲击后，随着地质的变化而形成的一种砂层，在受到水流的侵袭后，砂层会进行整体的流动，导致了流沙层的形成。
（四）瓦斯
地下坑道内部的有害气体总称为瓦斯，主要的成分就是沼气（甲烷CH4），人们也习惯性的称沼气为瓦斯。在煤系地层之中，在进行隧道开挖的过程中，经常会出现瓦斯，瓦斯对在隧道内部施工的工作人员以及机械设备的安全都有直接的威胁。
二、特殊地质环境下的地质灾害施工对策
（一）膨胀性围岩的施工对策
在膨胀性底层中进行隧道开挖的过程中，尽量采取短台阶法或者是中央导坑法，开挖的部分不能太多。在开挖的过程中需要及时的对围岩进行约束，可以采用锚喷构筑法进行施工，运用钢拱架式隔栅进行支护，当膨胀的压力较大的时候，可以在隧道的底部加设锚杆，在隧道的顶部也可以加设斜向的超前锚杆或者是小型导管，以此来形成闭合环。斜向锚杆的间距、范围、杆长和外斜的角度都需要按照隧道的设计规范来进行设定。在开挖的过程中应该避免扰动围岩，防止围岩遭到水的浸湿，所以最好可以采用无爆破掘进法进行施工。
（二）岩爆的施工对策
岩爆产生的主要原因就是围岩的应力远远超过了围岩的强度，而且围岩又是坚硬、脆弱的岩石。可以根据发生岩爆的具体环境进行分析，对岩爆进行防止的主要办法就是改善围岩的应力条件以及对围岩进行加固。以下就是岩爆的施工对策。
1、改善围岩的应力
必须要对隧道的位置进行科学、合理的布置，使隧道的轴线方向尽可能的与主应力方向形成平行线，选择合理、科学的洞形，可以采用高压注水法、钻孔泄压法、岩面喷水以及分布开挖使岩体逐渐的软化。
2、对围岩进行加固
对已经开挖的洞壁进行加固，对掌子面的前方进行超前加固，进行加固的主要方法是钢丝网锚喷、锚喷、钢支撑、锚杆锚固以及钢纤维喷混凝土等。
3、采取防护措施
在隧道中安置钢丝保护网，用来保护施工人员和机械设备的安全。
（三）流沙的施工对策
当在进行隧道施工的过程中，一旦遇到流沙的时候，一般情况下都需要及时的进行排除，尽快的将流沙通道封闭，特别是流沙出现在开挖面附近的时候，更是需要采用有效的措施进行排除，不然就会遭受流沙的影响，导致封洞处理，强制停止施工。必须要对形成流沙的原因以及流沙带来的危害有所了解，对隧道周围的砂层、地下水位等地质情况都要有充分的了解，在进行实际施工的时候，采用科学、合理、有效的措施来进行处理。
（四）瓦斯的施工对策
当前，防止瓦斯的主要措施有通风稀释瓦斯，安装瓦斯报警器，进行超前钻孔排放瓦斯，对瓦斯的浓度进行测试，来判断是否会出现瓦斯爆炸的情况，在隧道内部严禁使用会令瓦斯发生爆炸的热源。在进行隧道掘进的过程中，避免瓦斯出现燃烧或爆炸的主要办法就是加强通风的效果，减少瓦斯的浓度。在条件允许的情况下，可以采用以下的措施。
1、瓦斯排放
如果瓦斯的含量较小时，可以进行自然排放，如果瓦斯的含量较大，喷发强度较大，而且持续的时间过长的时候，可以进行插管排放，如果开挖面的瓦斯含量大、裂缝较多、分布范围广的时候，就需要将坑道封闭，进行瓦斯排放。
2、水力冲孔
在挖开进行之前，可以采用高压水枪，进行高压水射流冲孔，使瓦斯得以解析、排放。
3、煤层注水
在进行开挖的过程中，可以对煤层进行注水活动，让煤层逐渐湿润，以此来改变煤体的物理性质，降低、消除原本非常突出的威胁。
4、深孔松动爆破
可以在开挖的过程中，运用炸药将煤体前部的应力集中部位进行破坏，以免出现瓦斯突出的危害。
结语：
由于隧道地质本身就具有复杂、多变的特性，在对特殊地质下的公路隧道进行施工的过程中，除了要按照常规的施工办法进行施工之外，还必须要采取一些特殊的措施进行加固和施工。本文列举了几种在隧道施工的过程中经常出现的地质灾害的特点和防治方法，希望能够尽量减少地质灾害的出现，降低灾害所造成的损失，保证施工的质量和安全。
参考文献：
[1]于宁，朱合华，苏生瑞.公路隧道施工中的地质灾害及相应措施的分析[J].地下空间，2003（2）.
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1 前言
近几年来，随着高速公路施工技术水平的不断提高，高速公路网越来越密布，许多地形地质条件较差的崇山峻岭也通过桥梁和隧道的连接修建起了高速公路，与此同时，也引发了不少的地质灾害，造成安全事故的不断发生，因此，在高速公路施工中，地质灾害的预报和防治成为了重中之重，特别是高速公路浅埋段隧道的地质灾害分析和防治成为了目前高速公路施工技术人员和有关专家探讨的热点问题，所以，探究隧道浅埋段地质灾害以及防治施工技术具有实际意义。
2 工程概况
某隧道浅埋段（右线为YK40+100~YK40+550，左线为ZK40+100~ZK40+550），该段长为450m，埋深大约为20m，整个浅埋段都穿越了沥碧峡背斜轴部，因此严重受到地质情况影响；隧道轴线和地表河流不足100m,一些支流和隧道轴线交叉，这段围岩主要是白云质灰岩、灰岩，岩溶较发育，而岩溶管道和岩石裂隙产生了出大量地下水通道，其地质示意图如下：
图1 地质示意图
3 隧道浅埋段地质灾害分析
3.1 该段地质灾害特征
事实上隧道浅埋段发生的地质灾害和本地地质有极大关联，本文所研究隧道地质主要是岩溶，在这种特殊地质环境下隧道地质灾害不但体现出岩溶隧道与浅埋隧道地质灾害，同时还具备极强突发性、灾害演变速度快及灾害影响范围大等特征。
1）突发性强；因为突泥及溶洞涌水灾害大都发生在开挖到支护之前，此时支护结构还在施工中，突发灾害必然危害到隧道结构与施工安全。
2）影响范围较大；灾害不但会破坏洞内，还会随之出现沉陷、水田失水及房屋开裂等各种现象，具备极大危害性。
3)演变速度较快；因处于浅埋段，上层覆盖的岩层较薄，隧道中发生小塌方都极可能快速演变，成为灾害性大的冒顶塌方，演变成严重地质灾害事故。
3.2 致灾机理
在开挖隧道之前，底层中岩体在较为复杂原始应力中处于平衡状态，一旦开挖后该平衡必然被破坏，就回重新分布应力，导致围岩发生变形。一旦变形发展为岩体所能够承受的最大极限，必然破坏岩体，因此要分析浅埋段地质灾害就必须要分析其应力。
3.2.1 极端围岩应力的模型
在确定浅埋段围岩压力主要有几种计算模型：
1）全自重模型；洞室上作用竖向的荷载主要是覆盖全部自重所引起，因此计算公式为：
（1）
式子中的q为竖向荷载，单位KN/m2；r为围岩重度，单位KN/m3；H为隧道埋深，单位为m；q0为地面荷载，单位KN/m2。
在浅埋隧道中大都使用全自重模型，普遍认为H
2）松动模型
学者太沙基研究发现松动区范围不但和岩体层系具有关系，还和岩体强度有关，因此依据研究各种数据，提出了岩石不同对开挖松动引发出来的松动区范围，具体如下表所以：
表1太沙基对岩石分类表
当岩体具备了水平层系时，其松动高度可以近似和0.5B相等，如图2所示，
图2松动模型
3.3 致灾因素
岩溶隧道中建设难度较大的就是浅埋岩溶隧道，不但具有浅埋隧道与岩溶隧道地质灾害特征，还结合地质情况变得更为复杂。该案例工程就具备较为复杂地质情况，不管是水文地质情况还是灾害发生统计分析，在同类隧道浅埋段都具有较强代表性。该工程施工中发生过几次地质灾害，分析发现主要致灾因素主要为如下几个方面：
1）溶洞；在发生的几次地质灾害中溶洞是一个主要方面。在YK40+532处出现涌水主要根源就是隧道施工中穿透了侧壁溶洞，破坏了原有岩溶的水通道，将地下水承受状态改变了，导致隧道的用水量急剧增加，降低了地表水位而发生沉陷。
2）水；在隧道地质灾害中水多诱发灾害成为了一个主要因素，更是影响隧道稳定性之重要因素。一般而言该处的水主要是地下水，因隧道的顶部所覆盖岩层比较厚，因此岩石的渗透性比较差，或者因隔水层原因都可能造成地表水稳定性差。对于浅埋段的隧道而言，地下水与地表水在隧道灰岩透水性好、埋深浅等都会影响到隧道，相比之下地表水影响隧道尤为严重。
3）地质构造；地质构造按照生产时间上划分成原生构造和次生构造，地质学研究主要是针对次生构造，而从岩石的有无变形以及变形方式都是用来判断原生构造。地质构造中出现断层、构造性节理、及裂隙等都能够诱发地质灾害。该案例工程因为位于山峡的背斜轴部，因此地质构造影响比较严重，围岩的自吻能力比较差，诱发地质灾害出现。
4）工程因素；该因素主要包含设计与施工两个方面；设计上主要涉及到隧道断面形式、超前支护结构以及支护结构参数的选择等等，主要根源是地质勘测上不能够达到百分之百准确，因此设计存在偏差，导致施工和设计不相符合，一旦调整不及时就可能发生支护结构偏弱而失稳。
4 地质灾害的防治技术
4.1 地质灾害预报技术
发生地质灾害一方面是因为不良地质条件，而另一方面主要是缺乏了比较详细地质资料，造成支护参数发生偏差。相比之下发生偏差是导致地质灾害主要因素，因此就要采用一定技术避免灾害发生，目前使用较广的就是超前地质预报技术，有力补充了地质勘测资料不足点，有效降低了发生地质灾害的发生。本案例中就使用了TSP―203超前的地质预报系统，对浅埋段进行测试。开挖前通过预测与探测工作面的地质与水文情况，能够取得围岩的类别和断层带以及破碎带的性质、位置、规模等信息，并依据信息综合分析，做出判断及预报成果。本案例将位置设定在左线的ZK40+584，而接收位置设定在掌子面的ZK40+584处，对前方113m实施超前预报，设计了炮点24个，接收器一个，采样间隔62.5us，记录时间为451.125ms，总共采样7128个。对采集TSP数据通过TSPwin软件进行处理，最后获得到P波、SV波及SH波的时间深度偏移剖面、时间剖面及反射层提取物的参数等。
图3 波速分布
图4 深度偏移剖面示意图
4.2 超前支护技术
浅埋段的自稳能力差，常常发生开挖面的围岩失稳，因此是施工中要采用锚杆、钢支撑及喷射混凝土层等各种初期支护，但是仅仅靠这种措施也还难以稳定围岩，所以还要在开挖之前就使用超前支护技术，这种技术有如下几种。
表2 超前支护措施
本案例中选择管棚法，就是将钢管安插到钻好的孔中，沿着隧道开挖的轮廓外有规则的排列形成了钢管棚，在管内注浆，和型钢钢架共同组合成了预支护系统，用来支撑与加固稳定性较弱的围岩。为了确保开挖之后管棚钢管长度足够，纵向的两组管棚钢长度都超过了3.0m，当然如果要考虑到防塌和放水，其钻孔环向距应为30―50cm，如下图所示。
图5 管棚形状
5 结束语
总之，要确保公路质量必然要重视隧道浅埋段地质灾害，就要对该段所处环境、水文等进行分析，结合施工实况制定出合理施工技术，降低地质灾害的发生几率，确保整个公路工程施工进度和质量。
【参考文献】
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[3]陈建勋,杨忠,袁雪戡.秦岭终南山特长公路隧道大埋深段施工监测及分析[J].建筑科学与工程学报,2009,23（3）.
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公路承载国家经济发展和交通运输的重要的任务，是国民生活的最基础设施。我国经济的发展使公路交通网密布，公路线穿越各类地形地貌，其中公路隧道穿越煤系地层和煤矿采空区的现象日益严重，必须引起重视。从我国公路统计资料来看，国内公路穿越煤系地层采空区的研究已被提上建筑工程的日程，并且先后作了大量的研究工作，其研究内容包括公路隧道穿越煤层的施工技术监测、揭煤防塌技术、煤层凸起预测技术、瓦斯防爆技术隧道涌水、变形整治等等【1】。目前，对公路穿越煤层的研究、发展重点在隧道遭遇采空区引起的地质灾害上，虽有重大研究发现，但是，还没有比较完善理论指导系统和科学的处治技术，而大量的研究成果未应用于工程实际操作中去，缺乏对煤系地层变形的有效控制、遭遇煤矿采空区的有效施工结构设计、整治采空区各种病害的措施以及施工综合技术。
公路穿越煤系层的采空区对整个公路工程具有重要的影响，轻则发生施工事故，重则影响交通运输造成生命财产的巨大损失，因此对采空区的治理是整个公路工程施工的关键。公路隧道遭遇采空区会带来洞害、水害、气害、隧道坍塌等地质灾害，由于其形成原因、位置和特征不尽相同，因此具有各自的特点且处治方式因其特点而异【1】。
对公路隧道穿越煤系地层所遇到的主要问题有：①公路隧道路线无法清晰的盘查，因此对地层没有全面的了解，使工程的规模、施工挖凿程度和范围等缺乏详细精准的数据参数；②公路隧道穿越煤层勘查所需要考虑的因素较多，其中在路线设计上，必须遵循《交通隧道规范》、如何有效避开煤矿采空区等；③处理公路隧道穿越煤系地层引起的变形、沉降、坍塌、混凝土开裂、爆炸等灾害，一般处治起来难度较大、工期长、投资高。
2.公路隧道穿越煤系地层相关地质灾害处治技术
2.1公路穿越煤系地层的有效前期处治技术
煤系地层岩层层数密集，厚度不一，稳定性差，大多呈碎片状、鱼鳞状、粉状等，坚固系数较低，煤系地层瓦斯含量和浓度高。为防止引起相关地质灾害，必须使用前期的有效技术，降低灾害发生率。其具体防治技术操作为：①超前钻孔。为更好的了解煤层层数位置、层厚、走向、倾斜角度、所含煤质、岩性、岩层底板结构，需要进行超前钻孔，在距煤层10米左右的垂直处进行钻孔，3孔为一组，统计每组数据，以此来验证煤层的各项安全指标，找到煤层畸变位置，从而避开危险源，提高揭煤施工的安全系数。②预测孔位及孔的各项参数。钻孔结束后，在开挖煤层继续打凿2个以上的预测孔，通过预测孔预测煤层与瓦斯的安全距离，以确定首次排放瓦斯的排量，降低突出危险率。③对煤层厚薄程度分别采取相应的措施。煤层较厚时，采用中部隔墙开挖法，冲煤层的中部进行揭煤、危险预测、瓦斯排放等工作，其目的是掌握最优质、最精确的施工作业参数；煤层较薄时，采用震动性放炮法，对瓦斯预测和钻屑进行大范围的预测，降低突发性事故发生率。
2.2煤矿采空区固岩技术
煤矿采空区主要由各类岩层密布而成，煤层采空区一般位于隧道的中部，对整个隧道起着支撑作用。而岩层一般由于其松散的结构没有自稳能力，因此，为防止坍塌事故的发生必须对采空区实施固岩技术，以巩固公路施工隧道的安全环境。其具体操作为：首先，对岩层钻孔排水，对已经有塌方迹象的位子坐支护，并用水和注浆混合注入岩层，使岩层更加固结。其次，揭煤施工完成后，用M7.5的砂浆砌成片石蹲，以中轴线为基准进行两侧的布置，形成墩台间距为5米的支撑空间，做好重力支撑。最后，在采空区高空采用顶板且不留缝隙，用浆砌片做为片石保护在周围【2】。
2.3煤矿采空区隧道底部防沉技术
煤矿采空区隧道底部一般存在地面不平整、有一定倾斜角度，隧道底板承载力低，易出现沉降。为防止隧道底部沉降，必须在采空区底部设立标高，在地表钻洞注浆，将底板与注浆严密结合，从而加固底板与标高之间的衔接，防止煤矿采空区隧道底部下沉。
3.工程实例――南山隧道煤系地层塌方处治技术应用
南山隧道穿过低缓丘陵地貌区，隧道平远端洞口段左、右线线间距约为18m，梅河高速端洞口段左、右线线间距约为14m；南山隧道地面最大高程约为287m，隧道最大埋深约为55m；左、右线隧道平远端位于圆曲线上，左、右线隧道梅河高速端均位于缓和曲线上。其地质构造主要由块石、粘土、风化岩组成，必须运用塌方处置技术来防止沉陷、坍塌【3】。
南山隧道设计标准为：（1）公路等级：高速公路双向四车道；（2）设计速度：100km/h；（3）隧道建筑限界净宽：0.75m+0.5m+2×3.75m+1.0m+1.0m=10.75m。隧道建筑限界净高：5.0m，具体设计详情图如下：
其具体操作为：①搭建隧道平台与止浆墙，用符合混凝土修筑止浆墙与塌方壁相连接，从地面砌浆台，且浆台厚度为50厘米厚度，连接易塌方岩层；②采用长管棚顶加固，管棚长度结合塌方程度来确定，接下来在棚顶钻孔，注入水玻璃双液浆，形成注浆压力0.5～1.0Mpa，支撑岩层顶部；③加强洞内支护支撑，基于凌家山隧道的长度，支护混凝土厚度采用40厘米、钢拱架密度为30厘米/平方米，对围岩进行二次加固，并采用灌注浆的方式来填充支护，从而达到预期效果【4】。
4.结束语
综上所述，公路隧道施工涉及各方面极为细小的因素，必须加强地层多引发带来的地质灾害的勘测，加大对煤矿采空区的治理。在进行公路隧道穿越煤系地层的施工时，要及时分析采空区积水、岩层突起、瓦斯浓度、塌方等发生的各类施工因素和环境因素，减少地质灾害的发生，全面了解煤系地层的详细结构和预防措施，降低人员伤害，提高工程质量，维护生命安全。
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本文以西部地区某大型隧道为例，进一步分析地质灾害对其造成的影响并寻求解决措施。首先，该隧道正在建设中，途径多处大型山脉，施工情况较为复杂。主要的走向是由东向南，其内部的车道能并排行驶两辆车辆，隧道总长度近四千米，高度达五米以上，在施工的过程中进场出现地质问题。
1.2地质情况。
该隧道位于的地区具有丰富的地下水资源，岩洞内的变化多样，稍有不慎就会出现大面积的坍塌，所以在施工的过程中，一定要注意严格控制施工的每一处环节，避免人为因素造成的施工质量问题。隧道所经过的地势条件极为复杂，有些岩石的稳定性极差，往往会产生牵一发而动全身的情况，所以在施工的过程中很难对其中的岩石开展施工，在施工前要进行严格的测量，在地质条件如此之差的环境中开展施工，施工人员首先要具备丰富的专业技能，其次要保证施工过程中的态度端正。在施工中，经常会出现不同种类的岩石，这些岩石都是经过几百年甚至上千年的演化而来的，所以又在一定程度上增加了施工的难度。该隧道所位于的山脉曾经遭受过断裂的影响，所以表面以炭灰板岩为主，经过长时间的风化影响，岩层表面已经出现破碎的现象，并逐渐延伸为一条断裂带，同时内部还分布着不同种类的孔隙水。
2施工过程中发生的主要灾害及防治措施
2.1洞口滑坡。
洞口滑坡是最为常见的地质灾害。在施工中经常出现，因为施工时需要进行坡脚的开挖工作，对隧道两侧会产生不同程度的影响，如果开挖的面积较大，就会产生震荡，洞口就会出现不同程度的滑坡，这种情况在雨季较为常见，因为雨季的降雨量较为丰富，对隧道内的土层会产生一定程度的影响，例如土质疏松等，工程施工在这种情况下就会变得极为不利，土质层中包含大量的雨水，就会顺着斜坡流向隧道内，如果有施工人员在其内部进行施工，那么后果会更为严重，极容易出现伤亡的情况。要想解决这一问题，就要充分考虑到施工时的挖掘环节。首先要避免在雨季进行施工，如果工期在雨季，那么在施工前，首先对洞口进行加固处理，这样做能够有效地防止滑坡的产生。当发生降雨时，土层就会变得更加潮湿，其摩擦力以及粘聚力都会在一定程度上得到减弱，土壤自然而然就失去了支撑，滑落到隧道内。在实际施工时，应该对可能发生的情况做好充分的预防，例如根据不同的部位区分，画出曲线图，这样就能够有效的避免了施工过程中可能出现的滑坡，在对隧道进行挖掘的过程中，找出发生滑坡可能性最小的地区，降低事故的发生率。
2.2塌方。
塌方主要与岩性有关。据统计，较大规模的塌方均发生在碳质板岩中。塌方的部位多数就是涌水部位，而且也受岩层层面或贯穿性节理面控制，大多数出现在右侧和顶部。地下水是促使各类地质灾害发生和发展的主要因素之一。裂隙水对洞口滑坡和洞内崩塌的形成起重要作用。砂岩及灰岩中赋存有裂隙水，由于裂隙水压的作用，水沿裂缝的楔入作用使岩体凝聚力降低，90％以上的塌方发生在碳质板岩中，板岩层面为软弱层，遇水易膨胀软化，透水性弱，形成较好的滑动面，发生顺层的滑动，而且由于结构面较发育，岩体的抗剪强度较低，塌方极易发生。而在灰岩和砂岩中，主要表现为掉块现象，仅局部地段出现塌方。层状结构的岩体主要岩石类型为碳质板岩。围岩中节理组合明显使岩体成为多面体，再与岩层的层面组合，使岩体的完整性受到破坏，岩体结构成为块状、碎裂状、角砾状、糜棱状。而经构造作用改造的岩体易发生风化作用，变得异常疏松破碎，抗剪强度降低，稳定性变差，隧道开挖过程中易出现塌方，在洞口则易发生滑坡。
2.3涌水。
在石灰岩地区，由于贯穿性溶缝的存在，使得山体里的积水会沿这些溶缝喷涌而出，由于水量和水压都很大，威胁人身安全，施工被迫停止。因为水量较大，有的地段在初期支护后，喷射砼表面仍出现大量渗水，渗漏水大多呈线状，局部呈股状。砂岩地区由于其孔隙率大，地下水的储存相当丰富，虽没有灰岩地区的水量大，但砂岩地区的地下水也相当的丰富。水流富集部位受岩层层面或贯穿性节理面控制。隧道开挖中总是右侧首先出现新的地层，而隧道中涌水也大多数出现在右侧和顶部。虽然初期支护已将大部分水流引走了，但是在涌水量较大的部位，特别初期支护渗水仍然严重的地方，在浇筑二次衬砌混凝土的时候需要考虑几方面的要求：一方面由于喷射钢纤维混凝土表面不可能是很平整的一个面，尽管在铺设防水板时对凹陷处放松驰一些，但由于混凝土浇筑时是由一端向另一端浇筑，担心防水板极可能被混凝土撕裂；另一方面担心防水板被喷射钢纤维混凝土外露的钢纤维划破；再则铺设防水板的搭接头处，由于是人工现场粘结，在初期支护渗水严重处，不能完全保证胶水遇水后其接头粘结的牢靠性。因此，在涌水量大且初期支护渗水严重部位在原设计基础上增设了一层防水层，从实施效果来看，取得了很好的防、排水效果。
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1)结合承德市在建的山岭公路隧道如伊次梁隧道、茅荆坝隧道等，对隧道施工工作面前方地质情况，特别是对可能发生的地质灾害如软弱不良地质段、突水等情况进行超前地质预报；2)物探方法（主要指地震方法）及相应的先进仪器在隧道地质灾害超前预报中的应用；
3)隧道灾害治理方法：根据对公路隧道施工前方的地质预报，提出正确的施工方法，特别是对于公路隧道地质灾害的避免方法，以减小经济损失与人员伤亡。
2.本课题的创新点和研究必要性
隧道工程施工地质超前预报工作是选择正确施工方法与支护方式的必要条件和前提，施工方法和支护方法的正确选择是隧道减轻和避免地质灾害的途径。
随着物理探测技术及仪器的发展，采用先进的物理探测技术，结合以前已经应用的种种地质超前预报方法，形成新的综合的隧道地质超前预报方法，提高地质超前预报的准确性，已经非常必要和可能。并且，综合测试预报方法已经在铁路隧道施工过程中得到初步尝试，在公路隧道施工工程中应用却还不常见。同时，原有的物探方法(如声波探测，浅层地震探测等)在隧道施工超前地质预报应用时占用较长的时间和预报距离较短等，没有得到施工单位的广泛的应用。
本课题将结合承德市在建公路隧道工程，在公路隧道施工中，将具有国内国际先进水平的测试仪器T202(TuelSeismicPrediction)测试仪器应用于公路隧到施工地质超前预报，并进行全面的地面与洞体内的地质分析，形成公路隧道施工地质超前预报的综合方法，减少物理探测方法占用施工时间，并根据超前地质预报给出正确的施工和支护方法，为公路隧道经济快速施工提供有力技术支撑。
3.研究技术路线
依据公路隧道的地质条件，拟采用全面超前地质预报技术路线，即全面隧道施工地质灾害超前预报技术路线。主要包括以下几方面内容：
1)河北省内公路隧道灾害发生的形式及传统处理方法
a)根据河北省已建及在建的公路隧道，调查隧道在施工过程中地质灾害产生的形式，分析灾害的发生原因及现行处理办法。详细了解施工单位对于工作面前方地质状况估计的原有方法及效果，以及对于不良地质段产生地质灾害的防治技术及效果。在调查基础上，对这些防治方法进行综合分析，并对其中适合推广的技术进行归纳总结。
b)对近年内国内外的公路隧道施工地质灾害超前预报方法及超前支护等处理方法进行分析与总结。
2)公路隧道洞区主要不良地质分析与宏观预报
主要包括如下工作：
a)深入的隧道地面地质调查
b)隧道地质条件分析
c)宏观预报
在隧道所在地区地面地质详细、深入调查的基础上，通过隧道地质条件分析，宏观预报隧道施工过程中可能出现的主要不良地质体的成因、性质、类型、位置和规模。
d)长期超前地质预报
在宏观预报的基础上，应用T探测和地面地质体投射法等技术手段，对隧道围岩不良地质体进行长距离超前地质预报。
e)短期超前地质预报
在长期超前地质预报的基础上，运用掌子面编录预测法和不良地质前兆预测法等技术手段，对隧道不良地质体进行短距离超前预报。预报距离一般为掌子面前方15～30米以内。
3)公路隧道施工地质灾害临近警报
在长期、短期超前地质预报的基础上，应用施工地质灾害的一系列监测、判断技术手段，对可能发生的施工地质灾害及时发出临近警报。主要包括如下内容：
a)塌方地质体性质鉴定和监测技术
主要包括：断层破碎带和岩溶陷落柱等塌方不良地质体性质的鉴定和区分技术，涌水量、岩爆等的监测预报技术。
b)施工地质灾害能否发生的判断技术
这是施工地质灾害警报技术中最关键的技术，也是第二步的工作。主要包括：塌方、突泥突水等重大施工地质灾害发生可能性的一系列判断技术。
4)公路隧道施工地质灾害预防及处理方法
通过隧道地质超前预报技术，对公路隧道施工前方不良地质段提出正确的开挖支护方法及相关超前处理措施，防止地质灾害发生。系统总结利用综合探测技术对公路隧道施工地质灾害的预报与防治技术。
4.主要经济技术指标
1)运用T（TuelSeismicPrediction）探测应达到的主要技术指标
①探测距离一般为掌子面前方300～500米，最大可达1500米；但有效预报距离仅为掌子面前方100米。
②最高分辨率为1米3的地质体；
③预报不良地质置的精度可达90以上；
④预报不良地质体规模的精度可达85以上。
2)地面投射法应达到的技术指标
①有效预报距离可达掌子面前方150米，最高分辨率为1米地质体；
②对不良地质性质的判断，精度一般可达到基本正确；
③对不良地质位置的判断，精度一般可达以上90以上；
篇6
关键词: 地质雷达; 隧道; 超前预报; 地质灾害
中图分类号： TN95 文献标识码： A 文章编号：
隧道开挖中常常遇到岩溶发育、出现大的空洞，充水或者充泥，有时地下暗河发育；也会遇到构造带，或者岩石破碎，同时地下水发育，这给隧道开挖和建设造成很多困难，同时也给隧道运营造成一定的隐患。因此需要采用一定的手段对这些地质构造和地质灾害进行探测和预报，提前采取措施来排除灾害。 1 地质雷达工作原理
地质雷达俗称探地雷达，它的工作原理为由控制单元向地层发射一组以某一频率为中心的高频电磁波，电磁波在传播的过程中，遇到不同的介质分界面时，一部分电磁波能量会转换成反射波返回地面，另一部分能量则透过界面继续向前传播，再次遇到界面时，又一部分电磁波产生反射返回地面。在电磁波传播的过程当中，当遇到不同的岩层或岩层的节理发育程度不同时，电磁波的反射系数、衰减系数、以及反射波频率是不一样的。雷达天线接收器接收到反射波，并输送到控制单元，将信号进行显示，对电磁反射波所带信息进行分析，就可获得被探地层的层厚、岩层完整性以及岩层含水情况，具体预报原理如图1所示。
地质雷达工作时,利用一个天线发射高频宽频带电磁波,另一个天线接收来自地下界面的反射波。一般来说发射天线和接收天线之间距离都很小,甚至可以合二为一。当地层倾角不大时,反射波的全部路径几乎是垂直地面的,因此也常把接收到反射波的旅行时间称为“双程走时”,在测线不同位置上“双程走时”的变化就反映了地层的构造形态。而通过多条测线的探测,则可了解场地目标体深部的平面分布情况。通过对电磁波反射信号的时频特征、振幅特征、相位特征等进行分析,便能了解地层的特征信息。
点测则是将雷达天线固定在掌子面一点，然后发射电磁波，根据天线接收器采集到的电磁波波形进行具体判断分析。
雷达的探测原理及工作方法见图1 。
图 1 雷达的探测原理及工作方法 2 应用实例
文中数据均来自山西省一条隧道 ,笔者将施工预报中遇到的一些典型雷达图像摘录进行研究与分析。此次探测仪器为美国劳雷公司生产的 SIR - 20 型地质雷达 ,天线主频为 100 M Hz 。 2. 1 岩溶发育的雷达图像
图 2 显示测线掌子面开挖后出露岩层为薄至中厚层状大冶组灰岩 ,层间平直 ,大量粘土充填 ,岩体破碎 ,节理裂隙发育且较多被方解石充填 ,岩体湿润。
图 2雷达实测图像
从图 2 中可见 4～25 m 范围内雷达反射波较强 ,波形杂乱无章 , 存在明显的异常 ,经现场多次测试 ,重复性极好。该地段现场地质情况较差 ,掌子面有大量泥质粘土充填 ,且处于易出现溶蚀的灰岩地段 ,而前方异常区的范围较大 ,结合现场地质情况和雷达反射波图像 ,推断掌子面前方出现溶洞的可能性极高。图 2 所示异常区内波形杂乱 ,相对介电常数不稳定 ,推断该溶洞可能为充填型溶洞 ,且充填物质不均匀。施工单位及时采取了短进尺、强支护等避险措施 ,在后期的开挖中也验证了推断结果 ,避免了事故的发生。 2. 2 裂隙发育的雷达图像
图 3 显示掌子面开挖后出露岩层为中薄 - 厚层状灰岩 ,层间泥质充填 ,底部岩体较破碎 ,节理、裂隙发育 ,拱顶处岩体完整性相对较好 ,掌子面渗水 ,岩体湿 润程度较高。
图 3 雷达实测图像
此次探测深度约为 35 m ,从图 3 中可以明显看出2～20 m 范围内 ,反射波同相轴错断 ,波形较杂乱 ,反射界面不连续 ,局部雷达波振幅较强 ,推断该处节理、裂隙发育 ,岩体较破碎 ,有泥质充填现象 ,且局部岩体的湿润程度较高(即相对介电常数变化较大) ,导致反射波振幅增大。解释结果与现场掌子面出露情况相符 ,并且在进一步的隧道开挖中也得到了较好的验证。 3 结语
超前预报应以现场地质调查、钻孔资料和理论分析为手段重点研究岩溶裂隙发育特征、规律及可能含大流量高压地下水的构造、裂隙发育规律，建立岩溶地下水流域单元识别，给出在隧洞涌水情况下潜在的流域袭夺或越流补给规律，预测潜在涌水点的分布与隧洞施工期和运营期涌水量及其动态变化。
雷达图像具有多解性 ,在后期解释时应与测区实际的地质情况相结合 ,注意排除图像中的干扰因素 ,才能做出合理的推断解释 ,达到准确预报的目的。在隧道开挖过程中 ,掌子面常常参差不齐 ,连续测量时雷达无法贴紧掌子面 ,对后期图像会造成较大的干扰 ,造成解释困难 ,在这种情况下最好选择点测方式 ,如果选用连续测量方式 ,应该尽量对掌子面进行清平。 参考文献
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我国公路隧道施工主要会遇到以下六种不良地质灾害：
（一）塌方。塌方是公路隧道施工中最常见的不良地质灾害。塌方是指建筑、山体、路面、矿井、隧道等因非人为因素产生的自然下塌的现象，在公路隧道施工时经常会碰到隧道顶部突然坍塌、隧道壁松动等情况，这种情况轻则产生工程损失，重则伤及施工人员与通行人员的性命，是公路隧道施工中最为危险的不良地质灾害。隧道塌方的产生主要是由于山体本身的稳定性不高，且施工人员对隧道的稳定工作没有做好。
（二）涌水。涌水是公路隧道施工中第二常见的不良地质灾害。涌水是指隧道下的地下水极速涌出，从而破坏隧道的现象。涌水的产生主要是由于隧道的施工破坏了山体结构，导致山体压力不均，使地下水由于压力过大出现井喷。
（三）偏压。偏压是指隧道的两侧对称位置压力不均。偏压的产生主要是因为山体两侧很难保持平衡，导致隧道两侧的负荷量不同，从而使得隧道两侧压强不同。
（四）岩爆。岩爆是指开挖隧道时，开挖部位周边的岩石发生爆裂的现象。岩爆的产生主要是因为隧道施工时的爆破打乱了周边岩石的结构，使脆性岩石发生爆裂。
（五）断层。断层是指地壳岩石因受力产生过度的形变，从而引发地壳岩石的破裂且破裂面两侧产生位移的现象。
（六）岩溶。岩溶现象主要出现在山区的溶洞中，岩溶是因为岩体受到岩溶水的腐蚀而产生的。
二、对于不良地质灾害的预测方法
（一）塌方的预测方法。塌方尽管是一种突发现象，实际上是有迹可循的。会发生塌方的隧道主要会出现以下现象：一是隧道开挖后隧道顶部的岩石不断剥落甚至破裂；二是在固定好隧道支架后支架钢筋出现扭曲变形，并且喷射的混凝土出现破裂脱离的现象；三是测量到的变形速率居高不下，或者变形值突然增大。因此在施工过程中可以经常对施工周边环境进行觋测，看是否有前文所介绍的现象，以此来预测是否会发生塌方，也可以通过分析测量到的形变速率与形变值进行预测，还可以使用先进的测量方法进行预测，如微地震学测量法、声学测量法等。
（二）涌水的预测方法。任何隧道多多少少都会存在涌水的问题，涌水的预测关键是要对涌水量进行预测。涌水量可以通过建立数学模型、参照其他类似地貌、根据水平衡原理、利用地下水动力公式、使用数值方法进行预测。
（三）偏压的预测方法。偏压隧道的预测是最为直观的，由于偏压是因隧道两侧的负荷量不同导致的，在隧道施工之前，可以先观测山体的形态是否近似对称，若不对称，则可以采取山体两侧的土壤及岩体进行密度分析，并注意测量山体两侧的压力值，以此来预测隧道是否会出现偏压现象。
（四）岩爆的预测方法。公路隧道施工之前可以先使用超前钻孔对山体进行探测，根据探测的结果分析山体的岩体结构、岩体性质，以此来预测公路隧道施工时是否会发生岩爆。’使用地质雷达、红外线、岩体电磁辐射监测器也可以达到同样的效果。除此之外还可以使用微重力法、数值分析法，如塌方预测一样使用声学预测法和微地震预测法进行预测。
（五）断层的预测方法。在公路隧道施工之前应对山体及山体下的地壳迸行断层探测，断层可以通过浅层地震勘探、电法勘探、地质雷达和井间层析成像进行探测，并可以结合李四光教授的断层参数预测预报技术进行断层预测。
（六）岩溶的预测方法。岩溶的预测要综合各距离区间的预报结果进行预测，距离在两百米以上的地质预报可以使用地质素描法、地质作图法等；距离在三十米至两百米的地质预报可以使用声波反射法、深孔水平钻探法等；距离在三十米以内的地质预报可以使用地质钻探法、地质素描法、红外线探测法、地质雷达等。
三、不良地质灾害应对措施
（一）塌方的应对措施。公路隧道在施工过程中发生塌方现象时，应及时进行补救，以免导致施工人员的伤亡以及隧道塌方程度变大。对于小型的塌方，应该及时固定隧道支架，重新喷射混凝土，使用临时支架直至混凝土凝结稳定，及时处理塌方所产生的建筑垃圾。对于大型塌方，应在塌方部分使用钢拱架进行固定支撑，在钢拱架外侧使用钢筋网二次加固，并及时快速地处理塌方产生的建筑垃圾，然后分三至四次输送混凝土形成护拱，在塌方部位完全固定时才可进行下一步公路隧道的施工。
（二）涌水的应对措施。对于涌水的应对措施要分成两个方面，并且两个方面要同时进行，一个方面是排水，可以通过钻孔徘水、导坑排水、井点排水和深井排水排出涌出的地下水；另一个方面是一止水，可以通过注浆止水法进行止水。
（三）偏压的应对措施。对于偏压较严重的隧道可以采用超短台阶法施工工艺、短台阶预留核心土法、反压护拱施工方法、减载反压技术、洞外注浆固结法和护拱技术进行施工。对于一般的偏压隧道，可以通过加强隧道体的稳定性来抵抗压强。
（四）岩爆的应对措施。首先，在选取隧道位置时应尽量避开容易产生岩爆现象的位置，在情况不允许的情况下，应该尽量将隧道开挖方向设置成与最大地应力方向平行，除此之外，还要考虑设置合适的隧道形状以分散地应力。在公路隧道施工时要注意加强隧道体的稳固性，改变围岩的物理性质，使围岩变成非脆性岩体，还可以通过钻孔泄压法、巷道切割槽缝法等方法分散地应力。
（五）断层的应对措施。对于出现断层的隧道，应该通过微震爆破技术、综合控制爆破技术进行爆破开挖，采用喷锚网联合支护、钢架支护与超前支护，通过半断面微台阶法、上下断面顺序开挖法进行施工。
（六）岩溶的应对措施。对于小型溶洞，可以使用C25喷射混凝土进行填充，对于小型的隐伏型溶洞，应该使用普通混凝土进行注浆；对于中型溶洞，可以采用岩溶管道处治技术进行旅工与治理；对于大型干溶洞，可以采用托梁+板跨方案、钢管群桩加固方案、桩基托梁方案、填筑方案和跨拱方案。
四、总结
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1复杂地质环境对隧道施工的影响
我国南北跨度大,地质条件复杂,多种地形、地貌共存,而复杂的地质环境往往会对铁路施工工程带来较大的困难,不仅会增加施工难度,还会增加施工成本,为了缩短施工路线,提高线路标准,铁路工程存在很多隧道施工。同时我国经济发展迅速,交通运输业发展较快,现代铁路网基本成熟,在这种情况下要求建设四通八达、纵横交错的铁路网。但铁路隧道一般建立在高山、河谷附近,地质条件复杂,导致隧道施工难度不断增加[1]。铁路隧道施工中,经常出现多种地质问题,如喀斯卡特地质隧道施工中,出现岩溶、突泥涌水问题,活动断裂层区域隧道施工出现高地温灾害、断层破碎带等情况,还有国内的很多隧道建设中,出现偏压、岩爆、瓦斯爆炸等地质原因导致的施工问题,如不能有效处理这些地质问题,很容易造成不同程度地人员伤亡、机械设备损坏以及人力资源浪费,另外,也会带来较大的社会经济损失,由此可见在铁路隧道中,复杂地质环境会对施工建设带来高难度性,要想解决隧道施工中的问题,就要对复杂地质环境进行分析,提高施工技术水平。
2复杂地质环境下的铁路隧道施工技术
复杂的地质环境会对隧道施工质量产生直接影响,因此,做好地质勘测工作极为必要。一般情况下,铁路隧道的地质勘测由设计单位专业人员负责,主要从以下几方面开展地质勘测工作:首先,根据中国地貌图对当地的施工地质进行预测,并着重分析可能出现的相关地质灾害或意外事故,事先准备测量仪器,制定简略方案,对当地隧道建设的实际情况进行可行性分析;其次根据区域地形地貌进行地质探孔布置并打设地质探孔,通过直观的地质探孔芯样进行判断隧道线形范围内地质状况;最后根据综合分析,先确定隧道施工范围内的破碎带、岩溶、涌水量、软弱围岩等不良地质范围,确定隧道涌水量,而后综合确定隧道里程范围内的围岩级别,形成设计地质资料[2]。
3超前地质预报
3.1超前地质预报的目的
主要是为了探明地质问题,为隧道施工或者施工设计变更提供参考数据;降低地质灾害发生率,提高施工安全性;为编制竣工文件提供地质资料。
3.2超前地质预报工作内容
主要预报断层界面和的基本情况、山体岩溶的发育情况、地质灾害的发展详情以及含税构造层的情况,具体包括位置、规模以及性质。
3.3超前地质预报方案
在超前地质预报方案的设计上,综合应用长短结合、上下对照、定性与定量相结合方法,依据多方法、多频次相互印证的原则,以此来提高预报方案的精确度。在方案设计上,要考虑隧道施工当地的地层岩性和水文地质,并给分析隧道设计方案的可行性,完善预报方案。超前地质预报方案的设计要坚持因地制宜的原则,随时根据异常段落进行动态调整。以地质调查法为基础,以宏观预报指导微观预报,长距离预报指导中短距离预报。针对隧道内部可穿越型的溶岩地层段,依据当地地质条件以及施工方案进行合理处理。
4施工技术
在铁路隧道施工中,还要重视施工技术的应用,要根据不同的地质环境或地质要求,选择合适的隧道施工技术,做到因地制宜,提高隧道施工的质量与工作效率,减少地质灾害的发生,提高隧道施工的经济效益。不同地质条件下的隧道施工都有不同的注意事项,综合来看,隧道施工技术主要表现以以下几方面。
4.1预加固处理技术
加固处理技术包括洞内加固和洞外加固,两种加固技术的要求以及具体施工都存在较大的不同。预加固处理一般采用注浆进行加固,在实际施工中,要确定合适的加固处理方案。在隧道挖掘中,可以实施地表注浆加固暗挖方案,可以对地质较软或者是上体破坏严重的隧道地表进行注浆固结,而后进行隧道暗挖,这种预加固化处理方式可以提高隧道的自身承载力,改善岩体的物理性质,提高开挖的安全性,并且也可以防止地表水渗透到软围岩中,提高施工的安全性。注浆加固处理包括钢管桩注浆以及帷幕注浆等注浆方式,每一种注浆的时间、注浆顺序等都存在差异,在注浆过程中要关注注浆要点,及时做好注浆准备工作。注浆需要设计注浆孔,注浆操作的过程中要严格按照操作工艺要求进行注浆,确保各种物质(水泥∶水玻璃∶水∶缓凝剂=1∶1∶2∶0.02)的比例正常,提高注浆质量,缩短注浆时间。
4.2超前支护技术
超前支护技术主要是发挥超前注浆导管以及悬臂支护能力,通过控制小导管来进行支护准备工作,完成支护防加固的要求,并且在隧道拱形开挖过程中,超前支护技术以外廓衬砌,减少对后续施工的影响;超前支护包含超前小管棚、超前大管棚,施工中应控制管棚的外插角,注浆量,确保超前支护效果。
5应用实例
以青藏铁路西格二线关角隧道为应用实例,该隧道全长32.645km,位居我国已运营铁路隧道的第一位。设计为单线双洞,线间距40m,采用钻爆法施工,共有10座辅助施工斜井。隧道地处青藏高原东北缘,洞(井)口海拔在3400～3800m之间,自然环境极为恶劣,高寒、干旱、缺氧、常冬无夏,极端最低气温-36℃。关角隧道地层包含有沉积岩、岩浆岩、变质岩三种,各岩层之间的构造比较复杂,出现不同的断层共计17条,特别是二郎洞断裂带(F3)为区域性深大断裂,长达2355m,施工难度大,存在软弱围岩大变形、突水涌水、围岩失稳等风险。隧道主要不良地质有洞口浅埋和基底细砂土,断层及其破碎带、岩溶、突涌水、高地应力等。关角隧道施工中通过综合地质预报,查明隧道地质情况,不良地质段施工采用注浆和超前加固等措施,圆满完成了施工任务。
6结语
为了实现我国经济的快速发展,满足现代运输业的发展需求,要重视现代铁路隧道的建设。在复杂地质条件下进行的隧道施工工程,要根据地质要求选择合适的施工技术,相关人员要严格按照隧道施工要求灵活运用施工技术,从多方面、多层次地分析复杂地质因素,以此来提高隧道施工的质量和施工安全性,实现完善我国的交通网结构的发展目标。
参考文献
篇9
1.3施工图设计阶段——详查工点地质条件通过初步设计阶段的各种地质工作，已经基本查明路沿线的地质条件，但是工作深度和广度还不够。本阶段应详查工点地质（桥位、隧道、深路堑、高填路堤、陡坡路堤、支挡构造物），进行重要工点1：2000地质测绘。采用调查、测绘、槽探、坑探、钻探、物探等综合勘察手段。查明场地岩土体组成、性质、分布以及风化层、不良地质、特殊性岩土等工程地质条件在路线纵横方向的变化。
1.4施工阶段——遵循信息化施工、补充勘察、动态设计原则由于地质条件的复杂性和勘察周期的制约，有些复杂场地（岩溶、破碎带、岩性纵横向差异大的地区）或地形困难场地（陡坡、鱼塘等）在设计阶段难以布置充分的勘察工作量，无法查清场地详细工程地质条件。在施工期间，可以进行补充勘察，如对岩溶发育区或岩性差异大的场地逐桩钻探，对原进场困难场地通过施工便道进场钻探。施工中发现新的地质问题也要补充勘察。应该把施工期间的勘察工作视作设计期间勘察工作的重要补充。
2山区高速公路的质量控制
2.1高填路堤的质量控制控制高填路堤的施工质量主要是确保高路堤的稳定性。高路堤稳定性的影响因素主要有：路基填料、边坡坡度、地基性质和水文状况，所以在高路堤填筑时采取的主要质量控制措施为：①设计时，应对高路堤进行稳定性验算；②高路堤填筑前仔细进行工程地质勘察，彻底处理下卧层确保地质承载能力；③通过试验检测选择适宜的路基填料；④严格执行路基施工规范，加强对密实度的控制与检测；⑤加强对高路堤的沉降观测与监控；⑥加强高边坡的超前防护。
2.2桥梁施工的质量控制除了传统的质量控制外，对桥梁特别是大型桥梁采取施工控制措施。桥梁施工控制是确保桥梁施工宏观质量的关键措施之一，也是桥梁建设的安全保证。大型桥梁施工控制是一个施工量测判别修正预报施工的循环过程，施工控制的最基本要求是确保施工中结构物的安全，其次必须保证结构物的外形和内力状态符合设计要求。影响桥梁施工控制的因素主要有结构参数、施工工艺、施工监测、结构分析计算模型、温度变化、材料收缩与徐变、施工管理等，所以，必须建立完善、有效的控制系统才能达到预期的控制目标。
2.3公路隧道的质量控制根据公路隧道建设的实践，应将隧道开挖及初期支护质量、隧道防排水施工质量、隧道施工监控测量作为主要质量控制目标，公路隧道的质量控制必须重视以下几个关键问题。
2.3.1严格实施信息化施工公路长大隧道主要按新奥法设计与施工，新奥法是一种现代先进设计与施工一体化方法，基本特征是采用现场监控、量测信息来确认和修正预设计的依据，并对隧道施工方法、断面开挖步骤及顺序、初期支护参数等进行合理调整。
2.3.2加强隧道地质勘察，超前预报水文地质情况为减少隧道施工的盲目性和事故发生率，保证隧道工程施工的顺利进行，应对开挖工作面前方一定距离工程、水文地质条件进行验证，及时超前预报，有的放矢地采取应对措施。预报内容是尽可能采取各种手段探明前方可能出现的坍塌、冒顶、涌水、溶洞、断层、瓦斯等地质灾害，并分析其对工程施工的影响程度。
2.3.3安全生产，制定险情预案隧道是具有一定危险性的地下工程，必须建立健全一系列安全生产管理制度和组织管理体系，层层检查落实，每个生产环节都要严格遵守国家和行业有关的安全生产法律、法规、标准和规范，确保人员和工程安全。
2.3.4综合治水隧道病害大多与水有关，隧道施工中防水、治水直接关系到工程质量和隧道的运营安全。公路隧道防排水是一项系统工程，总体上应遵循“以排为主，防、排、截、堵相结合”的综合治理原则，对地表水、地下水妥善防治。
3山区高速公路的质量监督措施
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一、我国铁路隧道施工技术概述
随着我国交通运输事业的快速发展，铁路隧道工程越来越多，对铁路隧道施工技术水平的要求也越来越高，很多隧道需要穿过多种多样的地质条件，因此，只有不断加大隧道施工的技术投入力度，组织相关技术人员进行技术攻关，不断提高铁路隧道施工技术水平，才能够适应铁路运输事业发展的需要，满足人们对铁路运输的需求，助力社会经济的发展、具体说来，在铁路隧道的施工过程中，需要克服各种各样的复杂地质条件，如岩溶、高地温、放射性气体、软弱破碎带、特殊岩层、云母片岩等不利于施工的地质条件。如果在隧道施工过程中不能很好地克服这些复杂的地质条件，就可能会导致突泥、涌突水、岩爆、瓦斯爆炸、高地温灾害等一些突发性的灾害事故，不仅会降低铁路隧道工程建设的经济效益与社会效益，浪费大量的人力、物力、财力，延误工程的施工工期，甚至会造成人员伤亡，给人们的生命财产安全带来极大的威胁。
铁路隧道施工过程中的地质灾害具有突发性、多变性、复杂性、危害程度大、危险系数高等特点，因此，解决这些复杂的地质问题是隧道施工过程中的关键问题，也是确保隧道施工顺利进行的基础，只有加强复杂地质条件下的铁路隧道施工技术研究，才能够促进铁路隧道施工工程的顺利进行，保障人民的生命财产安全，不断提升铁路隧道的施工技术水平，促进我国铁路运输事业的发展。
二、浅埋偏压隧道的特点
浅埋偏压是复杂地质条件的一种，建设浅埋偏压隧道需要克服这种复杂地质，才能够避免发生突发性安全事故，确保人们的生命财产安全。为了更好地解决浅埋偏压隧道中遇到的问题，突破这种不良地质条件的限制，提高铁路隧道的施工技术水平，我们需要了解浅埋偏压隧道的特点和浅埋偏压隧道下的施工要求。浅埋偏压是一种不利于施工的复杂地质条件，在这种复杂地质条件下施工容易发生地质变形，并且地质变形的幅度通常比较大，往往会在短时间内发生较大的安全事故，对人们的生命财产安全造成极大的威胁。与其他隧道相比，浅埋隧道的埋深相对较浅，其覆盖层因而也会较浅，这就导致浅埋隧道难以独立成拱，容易导致地表沉陷或塌方，在施工过程中容易因为地层损失导致地表移动，不仅会对铁路隧道施工，对周边环境也会造成极大的危害。一旦在铁路隧道施工中遇到这样的地质条件，对支护、开挖、排水、衬砌等施工技术与施工方法都带来了极大的挑战，加大了铁路隧道施工的难度系数。因此，一定要充分认识到这种复杂地质条件的危害性，认清这种地质条件的特点及特性，对可能会发生的各种地质灾害做到提前预知，采取积极有效的施工技术与施工方法，制定出有针对性的施工方案，避免发生一些突发性事故。在隧道开挖的过程中，要通过围岩的地质资料，准确掌握各个地段的地质特点，并定期做好地质变形监测，防止在施工阶段发生地质灾害。要通过研究围岩的特点及变形情况，分析围岩的变形时间与变形规律，制定出正确的施工参数，并根据施工的具体条件对施工参数适时调整，使施工参数更加符合隧道施工的要求，制定出完整的、系统的、科学的施工方案，避免在施工过程中发生地质灾害。
三、软弱围岩隧道的特点
在明确软弱围岩隧道的特点之前，我们需要对隧道围岩有一定的了解。隧道围岩是建立在应力的基础之上的，是指隧道工程中存在应力的那部分岩体，能够对隧道的稳定性产生很大的影响。不同的地质条件下，围岩的特点及稳定性都有着很大的不同，因此，我们需要在研究软弱围岩隧道之前对各种地质条件进行分析，根据不同的地质特点选择合理的施工方法，改善围岩隧道的稳定性，使其能够产生合理的应力，对施工过程以及施工技术进行科学的管理，提高铁路隧道施工的经济效益与社会效益。此外，要根据隧道的地质条件以及具体的施工要求，合理确定围岩隧道的荷载量，保证隧道的荷载量能够在隧道结构所能接受的合理范围内，要对隧道工程的衬砌结构进行合理的分析，掌握好衬砌的种类与尺寸，根据衬砌结构的特点选择合理的劳动定额，再以此确定围岩隧道的消耗标准。
根据围岩隧道的特点，在施工技术方面要不断加以改进，尤其是隧道周围的地质判别技术方面。隧道地质判别技术对于施工能否顺利进行以及隧道工程的效益都有着非常大的影响，是施工中的一项非常重要的施工技术与施工工序。但是，隧道地质判别技术无论是国内还是在国外，都处于探索和研发的初级阶段，这项技术的研究还不够全面、成熟，很多国内外的地质判别和预测技术主要还是依靠一些地质判别仪器进行零星的预报工作，不够全面、系统和科学。总而言之，地质判别技术在目前，尚处于一种发展阶段，作为地下科学方面的重要组成部分，地质判别技术只有不断提升技术水平与应用水平，才能够满足铁路隧道施工的要求，形成一系列完善、完整、完备的科学技术体系。
四、隧道施工技术的改进措施
1、加强地质工作
地质条件的复杂是影响隧道施工最重要的因素，要改进隧道施工技术，就要在地质工作方面有所加强。现阶段，我国对地质工作研究较少，大部分隧道施工缺乏地质工作这一环节或者只关注地质环境的前期勘探，所以在这方面的工作急需加强。
一般而言，较科学的隧道地质工作应包含三个方面的内容：前期的地质情况预测，施工中围岩的进一步调查及地质灾害监测，探讨与围岩相匹配的施工技术等。前期预测是指在施工前，由专家和隧道工作者运用仪器探测和地面调查等方法，初步了解施工地的地质构造，判断隧道可建与否以及运用何种施工技术进行钻探；施工过程中，对岩石的调查和鉴定包括岩层自身结构、受力状况和岩层周围的地质状况，如地下水等，随着施工进展对其进行深入调查。对地质灾害的监测主要是指通过深入隧道，对塌方、突水、瓦斯爆炸等地质灾害进行监测，具体内容即是对岩层破碎带和不稳定的岩溶等进行识别，对地下水位进行监测以及对断层和煤系地层的确认识别，以保证施工阶段的安全性；经一系列识别监测后，在地质状况相对稳定的情况下，还要寻找与该岩层结构相对应的施工技术，以免在施工中诱发地质灾害。我国的地质工作还处于完善阶段，加强地质工作，对于铁路隧道施工的顺利开展和降低安全隐患有着重要的现实意义。
2、改进施工技术
在铁路隧道施工过程中会遇到很多不同的地质灾害，如塌方、突水、岩爆以及随之产生的泥石流等，要确保施工工作的顺利、高效开展，除加强地质工作之外，还要采取安全有效的技术措施。总体来看，首先要改进预加固技术，即对相对脆弱和易破碎岩层进行注浆加固，增强其受力能力和稳定性，从而增强施工过程中其抗压能力，提高安全性；其次要改进支护技术，超前支护，加固施工设备，保障工作人员的生命安全；最后，要改进控制方法，采用自动化监测进行临空面控制，远离施工洞口，保障施工安全。以具体防治措施为例：塌方多是由于围岩脆弱、易破碎，在修建隧道时，可采用提高围岩的强度和抗压性的措施进行注浆，利用施工中常用的超前长管棚、超前锚杆及加固注浆、超前小导管注浆等施工措施加以预防；对于瓦斯地层，则需要降低瓦斯压力，采取钻孔排放的方式，减轻施工压力，同时要对其进行安全监测，利用瓦斯测定仪对其进行不间断地浓度监测，确保施工安全；对于石膏地层和山谷等地下水位较高的地段，或在岩层软弱、复杂的地质隧道施工过程所引起的渗漏水问题，应采用积极有效的防排水措施予以处理，某些地段还需加强通风，以确保隧道内铁路运行安全。
结束语
总之,随着我国经济的快速发展,国家交通网络的逐步形成,铁路覆盖的面积也快速增长,而针对我国广袤的地理环境,对复杂地址条件下铁路隧道施工技术的分析讨论显得格外重要。这对我国的经济发展以及我国的社会建设有着积极重要的作用,对我国铁路道路的发展更是具有进步发展的意义。
参考文献
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[2]孙会良,郝建中.《浅谈沿黄公路大断面黄土隧道扩挖施工技术》[J].科技情报开发与经济,2009(2).
作者简介
姓名：王斌
篇11
一、数值模型的建立
ADINA软件提供两种求解渗流问题的方法，一种是利用多孔介质材料来分析渗流问题。另一种方法是利用渗流方程与温度方程相同的原理，用温度场的求解方法（seepage材料），采用热传导单元来求解渗流问题得到渗流速度和浸润面的形状，本文是采用第二种方法来模拟地下水运移。
隧道正常开挖轮廓边界尺寸为12.38×10.35m2，本次数值模拟选取隧道右洞断层带，隧道埋深80～90m，选取断层带里程300米范围内进行模拟。由地表水位观测得知，该地区地下水位在地表下5m左右，隧道与地下水位之间的垂直距离约75～80m。建立模型时，竖向从地下水位面开始向下延伸150m，水平向从隧道中心向两边分别延伸80m。该里程围岩类别为Ⅵ级，围岩密度取2200 kg/m3，渗透系数取5.6x10-4 m/s。初始水头压力大小选了150m（1.5MPa），设置为直角三角形不均匀荷载，两边对称设置（见图一，图二）
图一 隧道开挖前ADINA模型 图二 隧道开挖后ADINA模型
2模拟计算分析与结果
图三 隧道开挖前、后总水头等值线云图
云图中看到开挖前从1.40 MPa递减至0.20 MPa，开挖后从1.30 MPa递减至0.10 MPa。开挖前后，水头压力变化的总体趋势不明显，开挖后水头压力整体减少了0.10 MPa。距开挖区较远的位置，水头变化较小。开挖周边区域，由于隧道开挖，致使地下水从已完成的开挖面流失，水头压力明显降低。在水压力作用下，地下水从两侧涌向隧道临空面，主要汇集于两侧拱腰，流速为0.075～0.1m/s，一些地下水自上而下向洞顶渗漏，水量较小，流速在0.05m/s左右。取平均流速0.075m/s，裂隙率为5%，根据公式：Q=vA，估算涌水量为6480m3/d。
二、解析法涌水量估算
采用解析法，即古德曼经验公式法： 来计算断层带的最大涌水，其中渗透系数为5.6x10-4 m/s，通过简易提水试验得到，含水层厚度取75m，洞身横断面换算成等价圆直径为10.35m，求得最大涌水量为6566 m3/d，这与数值模拟结果略为相同。
三、结语
通过对比，我们发现adina软件数值模拟结果与解析法估算涌水量较为接近。模拟结果显示，隧道易发涌水部位在两侧、顶部三个方向，其中两侧水量较大，流速为0.25～0.4m/d，隧道右线正洞正常涌水量预测值为3504.05 m3/d，最大涌水量预测值为5034.59m3/d，在断层破碎带最大涌水量明显增大，峰值达6566m3/d。
在富水地带的隧道开挖过程中，短时间内，结合隧道富水段勘察资料和现场实际统计，利用adina数值仿真，可较为准确的预测涌水和突泥不良地质灾害发生，有利于我们采取恰当措施，确保隧道安全施工。
参考文献：
[1]毛正君、杨晓华、王晓钟.2012.乌鞘岭地区高速公路沿线地质灾害发育特征及防治措施[J].水土保持研究.19（1）202～205
篇12
1、隧道涌水问题现状
隧道工程是一项技术复杂涉及学科众多的学科，目前在隧道施工过程中遇到的涌水地质灾害问题日趋突出，被勘察设计部门列为隧道修建过程中必须首先考虑的重点问题之一。解决这一问题的关键之处在于，做好隧道修建过程中可能的涌水段的识别、涌水原因的分析以及提出行之有效的治理措施。
在隧道掘进施工过程中如果发生涌水，不仅恶化作业环境，影响隧道的正常施工，还会致使掌子面围岩强度和稳定性降低，给钢丝网片铺设、架设拱架、喷射初衬混凝土等施工带来困难，特别是在涌水量非常大，水头压力非常高的情形下，安全事故、质量事故发生的概率成倍的增长。在隧道的施工建设过程中涌水造成的影响集中表现为以下几个方面：掌子面发生坍塌，危及施工安全；隧道内大面积积水，施工设备被淹没，无法正常使用；围岩中的松散物质被涌水带出，形成突泥或泥石流，埋没隧道；涌水长时间侵蚀围岩，降低围岩强度和稳定性；长时间涌水造成地表水源干枯，影响周围居民的正常生产、生活；地下水大量流失造成地面塌陷、地表开裂。
自2010年9月21日乌鞘岭隧道正式到了VI级围岩施工，由于受到涌水、突泥等地质灾害的影响，比较大的暂停工就发生了10余次，掌子面在166天了才掘进了196米，每天掘进平均不到1.2米，工期严重延误，成为各级部门关注的重中之重。为了保证总工期目标的顺利实现，必须对涌水、突泥等地质问题做非常深入系统的研究，并且提出为之有效的防治措施，从而在理论和技术方面为乌鞘岭隧道施工的顺利进行提供强有力的支撑。另外，随着理论研究的不断深入以及实践经验的不断丰富，我国地层较为复杂的山岭地区，很多已经规划好的，但是由于技术条件欠缺而不能修建的隧道工程，也将逐渐启动实施计划，因此，此研究结果也会为今后类似地区或者类似条件下的隧道修建提供宝贵的经验。
2、乌鞘岭隧道涌水特征
乌鞘岭隧道地处于祁连山区，该地区海拔高度约为3000m，常年气候干燥寒冷，风沙很大，日照时间长，紫外线辐射强烈，昼夜温差很大，热量损失速度快，降雨量非常少，而且降雨时间分布不均匀，根据《甘肃省武威市祁连山地区森林资源调查报告》 ，乌鞘岭隧道从祁连山国家自然保护区横穿而过，祁连山地区以山地草原为主，在乌鞘岭隧道南边的山坡上最为明显，主要以段花针茅和克氏针茅较为常见，除此之外，还包括一小部分的芨芨草和寒地蒿等植物，在局部地区还会发现数量稀少的乔疏木，主要有鬼箭锦鸡儿、黄委陵菜等。
乌鞘岭隧道涌水段Ⅵ级围岩里程为YK2390+220～YK2389+890 和ZK2389+940～ZK2390+240 ，通过F4断层及其影响带（详见图2.1）。该断层是乌鞘岭断褶皱带的南缘断裂，地表摆动线度较大，断层明显控制了第四系地貌，测绘范围内地表均被第四系堆积层覆盖，沿断裂见断层泉水溢出，是一条早～中更新世断裂，乌鞘岭隧道洞身约在马莲台公路里程YK2389+900～YK2390+100附近呈交80°夹角穿过了该挤压破碎带。断层走向85°～120°，倾向55°～70°，断层破碎带宽150～500m。
图2.1 乌鞘岭隧道围岩地质纵断面图
3、乌鞘岭隧道涌水原因分析
隧道在掘进过程中，遇到围岩结构比较松散或者破碎，再加上开挖方式不合理，支护结构闭合不及时，极有可能发生塌方，常会遇到的危险结构有：岩体松散段、软弱夹层段、断层破碎段等，如果软弱破碎围岩中富含大量地下水，或者围岩裂隙非常通透，与隧道上部地表水或地下暗河相连通，则在隧道开挖时，地下水或地表水会通过裂隙突然涌进隧道。隧道在掘进过程中，会出现很多不可预见的因素，最终导致隧道周边围岩及掌子面坍塌或发生涌水、突泥等地质灾害，从工程地质方面分析，这些不确定因素包括：隧道周边围岩的性质、岩石的构造、地应力、地表水的补给、地下水的运移规律等，在隧道开挖时，以上诸多因素共同作用，最终导致隧道围岩失去稳定性，发生坍塌或涌水。
隧道断层带发生涌水的原因与隧道开挖区的水文地质环境有着密切的关系，例如隧道周边的水源补给条件、周边围岩的存储条件、断层裂隙之间的联通条件等。
4、结语
（1）乌鞘岭隧道在通过F4断层后，掌子面涌水量突然猛增至6000m3/d左右，有时甚至达到8000m3/d，涌水常发生在掌子面靠近拱腰处，出现突然，涌水量大，持续时间长，常带动散碎围岩倾泻而出，形成泥石流现象。
（2）隧道断层带涌水与隧道开挖区的水文地质环境有着密切的关系，经分析，乌鞘岭隧道断层带发生涌水的原因主要有以下三点：
①补给水源
乌鞘岭隧道周边无小溪、河流、湖泊、池沼等水源，地下也无暗河存在，地下水的来源主要是大气降水，隧道所在区域虽然气候干燥、降雨较少，年平均降雨量仅为400mm左右，但是，涌水塌方段刚好位于山体低洼地带，形成很大的汇水区，降雨及远山地表水均可汇集于此。
②存储条件
断层段岩体受反复地质运动的影响，地质构造极为复杂，受两边岩体挤压和多次竖向拉伸作用影响，岩石破碎，透水能力强断，裂隙空间大，地下水在该区域运移通畅，储存空间广泛。
③连通条件
隧道涌水段山体中断层带及其影响带内劈理、揉皱等次级构造较发育，透水性强，且山体内这些断层、相互交接，部分互通向上延伸于地表，向地下延伸极远，深于隧洞所在部位，形成隧道与地表水之间连通的通道，使地下涌水得到源源不断的补充。
参 考 文 献
[1] 毛正君、杨晓华、王晓钟.2012.乌鞘岭地区高速公路沿线地质灾害发育特征及防治措施[J].水土保持研究.19（1）202~205
[2] 蒋树屏.我国公路隧道建设技术的现状及展望[J].国际隧道研讨会暨公路.第Z1期
篇13
Application of the TSP geological forecast method in Yuelongmen mountain tunnel
Gao Yong1
(1. China Railway nineteen Bureau Group seventh high-rise Co. Ltd., Zhu Hai, 519020,China)
Abstract: Hydrogeological and engineering geological conditions of tunnels, in karst-developed areas, are always highly changing and complex. In engineering investigation work, it is difficult to prove positions, sizes and properties of bad natural geological bodies, which may induce geological hazards in the course of construction. In order to avoid security accidents triggered or produced by rough construction such as water flush, mud ( sand) rush, collapse etc, it is urgent to do research on the predictions of bad natural geological bodies in the construction period. TSP can effectively predict positions, sizes and properties of bad natural geological bodies which are located 100~ 150 m ahead of the tunnel working face. Using TSP geological forecast technology to probe Yuelongmen tunnels, several TSP forecast examples of the railway tunnel in a karst zone were thoroughly analyzed, the exact responses of underground river and karst caves were established, and the distinguishing rule was obtained. Future work for similar geological forecasts could be guided to some extent.
Key words: TSP; karst tunnel, karst caves;
0前言
随着我国基础建设的步步展开，作为基础建设中的重中之重，铁路隧道的数量正在迅速增加，施工的难度相应也越来越大。在山岭隧道的施工经常遇到危害主要表现在以下个方面: 突水、涌泥、洞穴充填物及坍塌、洞顶地表塌陷。这些都与施工过程中遇到的不良地质体有直接的联系. 所以在岩溶区山岭隧道的施工过程中，对于各种不良地质体的预报对隧道安全施工有着举足轻重的作用.纵观隧道的修建历史, 开挖可能遇到的施工地质灾害的超前预报和控制技术是制约长大隧道发展的关键因素之一[1]. 我国从80年代以来, 在大秦线军都山隧道、京广线大瑶山隧道、朔黄线长梁山隧道、南昆线米花岭隧道、西康线秦岭隧道, 渝怀线圆梁山隧道等工程中, 开展了超前地质预报的研究工作, 积累了一定的经验, 预报准确度达到了70% ~90%[2]。目前国内外, 长期超前地质预报主要采用TSP 隧道地震法或浅层地震仪等仪器探测等方法,短期超前地质预报主要采用地质雷达探测和掌子面编录预测法等方法[3]. 超前地质预报作为隧道信息化动态设计和施工不可或缺的部分, 已经得到了工程界的广泛认同.
1TSP法基本原理简介
TSP（Tunnel Seismic Prediction ahead）法，即隧道前方地震预报或超前地质预报，它的基本原理如下：在隧道掌子面附近边墙一定范围内布置激发孔，通过在孔中人工激发地震波，所产生的地震波以球面波的形式在隧道围岩中传播，当围岩波阻抗发生变化时（例如遇岩溶、断层或岩层的分界面），一部分地震波将会被反射回来，另一部分地震波将会继续向前传播。反射的地震波由高精度的接收器所接收并传递到主机形成地震波记录。
图1TSP法工作原理示意图
地震波在岩层中传播类似于几何光学中光的传播, 仿照几何光学研究地震波运动学, 可以把光学中的惠更斯原理( 波前原理) 、费马原理( 射线原理) 和斯奈尔定律( 反射一折射定律) 引用到地震勘探领域中来.。在成果解释中, 以P 波资料为主对岩层进行划分, 结合横波资料对地质现象进行解释。纵波波速计算公式如下：
（1）
式中: L 1 为震源到传感器的距离( m) ; T1 为直达纵波的传播时间( s) .
已知地震波的传播速度就可以通过测得的反射波传播时间推导出反射事件与接收传感器的距离以及与隧道开挖掌子面的距离, 即产生反射事件地质体的位置, 反射波传播时间计算公式如下：
（2）
式中: T2为反射波传播时间( s) ;
L 2 为爆破孔到反射事件的距离( m) ; L 3 为传感器到反射事件的距离( m)
接收到的地震信号包括入射波遇到反射界面返回传感器的时间信息和反射系数等振幅信息. 通过对每个反射界面入射波、反射波和透射波的分析, 可以得出产生反射事件的地质体的性质和规模. 其中, 最主要的参数为反射事件的反射系数和透射系数如下：
（3）
（4）
式中: Ad 为入射波振幅; Ar 为反射波振幅;At 为透射波的振幅;R 为反射系数;T 为透射系数.
为了更好的为隧道建设服务, 降低地质灾害的发生概率, 减少损失, 在对前人研究成果不断总结提炼的基础上, 结合笔者具体的预报工作和判识经验,总结出TSP 对不良地质的判识原则如下:
( 1) 2D 结果图中横波速度下降, 纵波速度略微上升或者下降;
( 2) 深度偏移图中有较强的负反射, 而且反射面后一段距离内反射面较少;
( 3) 对于未充填型干溶洞及储运水溶洞, 两侧岩体强度较高和完整性较好的反应, 充填型溶洞需另加研究.
( 4) 对反射层浏览中溶洞壁反射信号的强度进行数据对比, 其横波强度要大于纵波[4-6].
2应用实例
2.1工程概况
跃龙门隧道穿越安县、茂县两个地区，隧道进口位于安县茶坪乡金溪沟附近，隧道出口位于茂县土门乡土主庙附近。本隧为双洞分修隧道，左、右线线间距为29.999～62.493m，设计为单面上坡，隧道最大埋深约1445m。隧道左线进口里程D2K91+004，出口里程DK110+985，左线全长19981m，其中进口段双线车站隧道573m，车站隧道单双线过渡段63m，单线隧道19345m；左线隧道轨面高程为981.482~1327.751m。右线进口里程YD2K90+999，出口里程YD2K111+041，右线全长20042m。
2.2仪器设备
TSP203 Plus仪器主要由三分量检波器、记录单元及起爆装置组成。三分量检波器用来接收地震波信号；记录单元将接收到的地震波信号进行放大、模数转换和数据记录，同时还进行测量过程控制；起爆装置则用于引爆电雷管和炸药,人工激发地震波。
2.3观测系统
在隧道右线正洞YD2K91+859的左边墙和右边墙位置分别布置一个地震波信息接收孔，孔径为50mm，孔深均约1.8m,孔高约1.8m；在YD2K91+875～+909段的左边墙，按约1.5m的间距布置24个激发孔分别激发地震波，孔径约45mm，孔深约1.5m，每个激发孔向下倾斜约10º；每个激发孔装填的药量约100g。
2.3 预报结果及分析
表1超前地质预报解释成果表
跃龙门隧道1横正洞右线大里程方向
设计里程范围 设计地质情况 预报围岩级别 预报里程范围预报 预报地质情况 预报围岩级别
YD2K91+914~
YD2K92+206 测区属构造剥蚀中～高山地貌，隧道洞身穿越寒武系下统清平组粉砂岩、磷灰岩、石炭系下统总长沟群灰岩、二叠系下统灰岩。岩体总体上比较破碎，节理裂隙发育，稳定性差。段内以富水可溶岩为主，水量大。 Ⅲ级 YD2K91+914~
+988 预报里程段围岩较破碎，岩质较硬，节理裂隙较发育，局部含泥砂质夹层，局部含少量水，预报围岩级别为Ⅳ级，其中结合TSP速度图谱分析，D2K91+930～+965段围岩条件相对变差，节理裂隙发育，溶蚀裂隙较发育，岩溶弱发育，含水（推测呈局部滴水状）。受其影响该段围岩稳定性较差，提请施工时注意加强支护防止坍塌，并对D2K91+930～+965段采用钻探法对围岩破碎程度及含水量进行核实，雨季注意水量变化。 Ⅳ级
YD2K91+988~ YD2K92+206
预报里程段围岩较完整～较破碎，岩质硬，节理裂隙少量发育，无水或含少量水，应注意雨季水量变化。 Ⅲ级
整个预报里程段主要通过灰岩段。段内岩体较破碎，节理裂隙较发育，围岩稳定性较差，其中D2K91+930～+965段围岩条件较差，围岩含水，提请施工单位在该里程段施工过程中应特别注意该段围岩情况，及时支护，以防止工程地质灾害的发生，并特别注意采用钻探法对该段围岩含水量进行核实。
整个预报里程段施工中易产生塌方、拱部掉块等地质灾害（应特别注意D2K91+930～+965段围岩情况）。施工过程中应采用超前钻探和加深炮孔法作进一步的探测，同时应短进尺、多循环、弱爆破、加强支护防止坍方、沉陷及漏水等工程地质问题发生，确保工程及施工安全。
图2 TSP法反射层位及物理力学参数成果图
3 结 论
本文应用TSP203超前地质预报系统对隧道掌子面前方的围岩进行了预报，从预报提取出的成果和实际开挖的地质情况相对比发现，预报的效果是比较理想的，主要得出以下结论：
（1）TSP隧道地震预报技术是目前最先进的物探方法之一，特别是在等长宽比很大的山岭隧道中预报距离长，操作简单，成果丰富，对施工影响小。
（2）TSP预报可以给施工带来时间和空间的超前性，帮助施工人员对掌子面前方地质有较准确地了解，从而有效的减少塌方，涌水，突泥等地质灾害的发生。
（3）TSP预报系统可以对隧道掌子面前方围岩的工程地质情况有比较准确的预报和探测，具体包括：①软弱夹层的分布；②断层及其影响带；③破碎、裂隙发育带；④含水情况；⑤岩溶；⑥围岩类别及岩性变化等。
参考文献
[1] 李术才, 李树忱, 张庆松, 等. 岩溶裂隙水与不良地质情况超前预报研究[ J] . 岩石力学与工程学报, 2007, 26
( 2) : 217225.
[2] 王梦恕. 对岩溶地区隧道施工水文地质超前预报的意见[ J] . 铁道勘查, 2004( 1) : 7.
[3] 刘志刚. 概论岩溶或地质复杂隧道隧洞地质灾害超前预报技术[ J] . 铁道建筑技术, 2003( 2) : 1-4.
[4] 凌建明, 谢经保, 郑悦锋, 等. 基于地下水变位的路基顶面当量回弹模量预估[ J] . 同济大学学报, 2005, 33( 2) :162-165.
