苏宇
重庆市市政设计研究院重庆市400020
摘要：在公路隧道施工中，采用先进的地质预报技术对施工区域进行超前预报，效果良好。先进的地质预报技术为公路隧道施工提供了科学合理的勘测数据，在很大程度上减少了施工事故的发生，保证了施工的质量和安全。本文介绍了三种常用先进地质预报技术的基本情况和工作原理，并根据TGP超前地质预报方法在实际工程中的操作进行了分析。
关键词：公路隧道；超前地质预报；TGP超前地质预报；实例应用
在隧道施工过程中，经常出现软弱围岩、断层破碎带、涌水等不良地质现象。如果在施工前未进行论证，将会给施工带来严重的隐患，影响安全生产。因此，在隧道施工中，对开挖工作前的地质资料提出了严格的要求。实践证明，探地雷达作为一种高效、准确的隧道探测方法，能够准确提供地质信息，有效地保证施工安全。
1超前地质预报技术的勘测的现状及原理
隧道地质超前预报技术不同，方法也不同。为了获得准确的隧道地质调查预测数据，应根据施工区域的地质特征及其他环境因素选择最合适的预测方法。先进的地质预测技术是指通过相应的技术和手段，对隧道施工区的地质环境进行调查。根据调查数据，对问题区域的位置、特征和规模进行了分析，并根据预测数据安排了合理的施工方案。目前，在公路隧道施工中，最常用的先进地质预测技术主要包括地质预测技术、探地雷达预测技术和超前预报法。
1.1地质法预报技术
地质预测技术是通过隧道工作面的地质勘察资料和隧道外地质勘察资料提供与结构分析相关的问题和地质填图，以推断隧道地质信息。该方法的优点是技术难度不大操作简单方便，不会对施工产生不利影响。但这种方法存在一些明显的缺点，这种方法的适用范围较小，隧道埋藏较浅且隧道里程较短的工程使用，结果才会比较准确。若是在隧道埋藏较深且地理环境较复杂的区域使用，不仅操作的技术难度较大，且得出数据的准确性也较低。
1.2探地雷达法预报技术
探地雷达预测技术是基于连续扫描电磁波反射曲线叠加法在隧道工作面前方反射和传播电磁波的技术。根据实测的反射脉冲波，计算隧道面与反射面之间的距离。电磁波对水的识别能力也比较强，因此在断裂带或含水地区，利用探地雷达方法测得的数据精度较高。但在短距离使用该方法时，由于隧道施工设备的影响，测量结果的精度会产生偏差。
1.3超前预报法
超前预报法是提前在隧道用少量的炸药，并把它当做震源，当震源产生的地震波经过性质较差的地质时，会产生反射波，根据反射波方向、传播速度、反射波的波形和时间等数据进行综合分析计算，得出地质情况或界面情况的隧道相关图形进行预测。
2TGP超前地质预报的工作方法与技术
TGP原理意为隧道地质超前预报系统。隧道地震波超前预报方法是通过运用地震波在不相同、断开的地质界面发生反射的原理，完成隧道超前地质预报的工作。地震波的震源是通过采用数量较小的炸药来代替，炸药的引发装置呈直线布置在洞壁的侧面上。通常有24个炮孔引发装置，引发炮点装置的数量是根据所采集地震波信息量的数据来决定的。在炮孔内装有地震波的接收装置，在隧道施工的实际操作中会在洞的左右两边都设置接收器，地震波的传播方式通常是以球面的形式进行传播的，当地震波在传播的过程中碰到不同的界面，这时会产生一些信号反射波，其余的地震波会继续向前传播，在整个地震波的传播过程中，会重复进行着信号反射和余波继续传播的现象，相关的检测仪器会接受每次反射回的信号波，因此就可以利用检测的时间、反射波的波形以及反射波的强度不同的变化等，完成超前预报隧道掌子面前方地质情况的检测。
TGP隧道地质超前预报的工艺流程，炮孔和接收孔按以下工序进行布置，在隧道边墙侧面，从距离掌子面10cm位置，向洞口方向打炮孔，炮孔间距及孔深按规范及设计要求进行，在靠近洞口的炮孔往洞口方向20m处，对称于隧道中线进行布置接收孔两个，孔深2m，孔径50mm，将乳化炸药、雷管、信号线绑扎在一起，将炸药推入激发孔孔底，将耦合剂黄油推入接收孔孔底，并安装检波器。
3隧道超前地质预报技术的应用
3.1隧道基本情况简介
某段高速公路的隧道左线全长6015米，右线全长6058米，隧道所经过的山体中的岩石是变质岩，第四系的松散的岩石分布在隧道所穿过山体的山间和河谷内。
3.2隧道超前地质预报技术的应用
在本段隧道的超前预报中主要采用了TGP超前地质预报方法，对于全段隧道采取分段定性分析的办法对隧道前方的围岩情况进行了分析，本文所分析的预测数据是ZK13+947-ZK14+097段隧道。
在本段隧道进口的左线布置了隧道地质超前预报，在本次的地质超前预报中，一共布置了19个炮孔和两个接收孔在对面掌子面的左侧的壁洞上。
3.3超前地质预报分析与推断
实例工程的隧道ZK13+763-ZK14+040全长277m，隧道的围岩是V级围岩，岩石的类型主要是紫麻粒岩夹片麻岩，岩体结构是破碎形状，岩石中的裂隙比较容易生长，隧道的围岩极易发生破碎问题，岩洞内很可能含有地下水。隧道ZK14+040-ZK14+320全程长度280m，在这段隧道中隧道的围岩为IV级围岩，隧道岩体中的裂隙较易生长，岩体的形状结构为块状镶嵌式，隧道的围岩极易产生破碎的问题，隧道的岩洞内可能有含量较少的地下水。由超前地质预报勘察得出的数据可以知道，本段隧道有两条强烈的反射界面，根据地质剖面图和超前地质预报的结果综合分析，本段隧道的超前地质预报的结果如下：
（1）ZK13+947-ZK13+979段隧道全长为32m。根据地质超前预报的结果显示，在这段隧道中检测时纵波的传播速度4760m/s，横波的传播速度2410m/s，动弹性的检测模量39711MPa，动剪切性的检测模量14955MPa，隧道中岩体的泊松比为0.328,根据这些检测数据可以分析出和掌子面岩体的特性是基本一样的，岩体中的裂缝都容易生长，在隧道的ZK13+963-ZK13+970地段反射点较为密集，是裂缝较多的。