隧道超前地质预报原理与方法

因此，采用科学的、先进的隧道超前地质预报方法来 准确地预报隧道所通过范围内的不良地质体的性质、规模 和状态是非常必要的。
2、物探方法在隧道超前地质预报中的重要性
• 按照《铁路隧道超前地质预报技术指南》铁建设【2008】 105号中的规定： 隧道超前地质预报应采用地质调查与勘探相结合、物 探与钻探相结合、长距离预报与短距离预报相结合、地面 与地下相结合、超前导坑与主洞相结合的指导思想，通过 对各种方法的预报结果综合分析解释，相互印证，有利于 提高预报的准确率，积极为隧道的安全施工提供必要的技 术支撑。
二、工程物探ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ法的分类
根据观测天然或人工地球物理场的类型不同,工程物探 方法分类如下:
⒈ 直流电法: 电测深法、电测剖面法、 高密度电法、自然电场法、充 电法、激发极化法等。
⒉ 电磁波法:可控源音频大地电磁波、地质雷达法、瞬变电磁法等。 ⒊ 弹性波法:地震波法(直达波法、折射波法、反射波法、瑞雷波法、 弹性 CT法) 、声波法等。 ⒋ 磁 法:探测铁磁性埋设物体和磁性岩(矿)体。 ⒌ 放射性法:探测具有放射性的物体和岩(矿)体。 ⒍ 测 井:电测井、声速测井、放射性测井、超声成像测井等 。 ⒎工程质量无损检测:桩基小应变检测、桩基大应变检测、桩基声波透 视检测、隧道衬砌雷达检测等。
物理勘探:利用物理学的原理、方法和专门的仪器,观测 并综合分析天然或人工地球物理场的分布特征,探测地质体或 地质构造形态分布的勘探方法,简称“物探”。物理勘探应用 领域:工程领域、石油领域、煤田领域、矿产领域等。
• 工程物探:应用于工程地质、水文地质勘探和工程质量无 损检测、物性参数测试等的物理探测方法,简称“工程物 探”。隧道超前地质预报的物探方法属于工程物探领域。
1、弹性波反射法 (常用的方法:地震反射波法) 2、电磁波反射的法(常用的方法:地质雷达法) 3、红外探测法(常用的方法:红外探水法) 4、高分辨直流电法(常用的方法:三极空间交汇探测法) 说明:瞬变电磁法还不太成熟,还未列如《铁路隧道超前地质预报技术指南》,
本次就不介绍方法。
四、物探方法在隧道超前地质预报中的重要性
2012年6月
汇 第一部分 隧道超前地质预报的物探方法
报 第二部分 隧道超前地质预报的物探方法原
内
与施作要点
容
第三部分 隧道超前地质预报综合方法运用
第一部分 隧道超前地质预报的物探方法
一、物探方法的定义和物探方法的应用条件 二、工程物探方法的分类 三、隧道超前地质预报工作中常用的物探方法 四、物探方法在隧道超前地质预报中的重要性
一、物探方法的定义和物探方法的应用条件
1、物探方法的定义 物探方法:利用物理学的原理和专门的探测仪器,观测并
综合分析探测空间物理场的分布特征,确定被探测体的形态和 性质的探测方法 。物探方法应用领域:军事领域、医学领域 、地质勘察领域等。
物探方法在地质勘察领域的应用:
《铁路工程物理勘探规范》TB10013-2010
三、隧道超前地质预报工作中常用的物探方法 工程物探方法都是应用于地表和井中的勘探方法,要
在隧道中采用物探方法进行隧道超前地质预报,我们必须 对那些用于二维地表探测的物探方法进行适当的探测装置 和处理软件改进,使其适合三维隧道场地条件和施工环境 的隧道超前地质预报工作。
从多年的实践努力和经验来看，我们认为： 能在隧道 内进行隧道超前地质预报工作的工程物探方法有:
• 根据上述规定可以看出：物探方法在隧道超前地质预报中 占有非常重要的地位，再加上物探方法具有施测快捷、预 报结果提供及时、费用低（相对超前钻探而言）等特点， 物探方法在隧道超前地质预报中得到了广泛应用。
根据铁路隧道的开挖方式、工期要求和各物探方法的 优缺点，我院认为:隧道内的物理探测应采用长距离预报（ 弹性波反射法）和短距离预报（地质雷达法或红外探测法 ）相结合的综合物探方法。
根据隧道的风险等级和不良地质情况采用不同的综合 物探预报方法，具体规定如下表（表-１）。
隧道超前地质预报采用综合物探方法一览表 表-１
序号
适用条件
适用风险等级
软弱夹层，非可溶岩接触带 坍方风险及变形风
，地表物探异常带、差异风 险为中度。
1
化带及可能出现其它不良地
质体。含炭（煤）地层。
非可溶岩地段断层及其破碎 风险为高度、突水
各位领导和专家 下午好
中国中铁二院工程集团有限责任公司
China Railway Eryuan Engineering Group Co. Ltd.
隧道超前地质预报方法与施作要点
中国中铁二院工程集团有限责任公司
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⑵ 地形变化产生的异常畸变,不显著改变探测对象的 异常形态或可以进行校正。
⑶ 存在电、磁、振动等干扰时,探测对象的异常能够 从干扰背景中区分出来(满足一定的信噪比)。
由于上述原因,各种物探方法都有自己应用条件、探 测精度。因此,我们常常根据探测对象所具有的不同物理 性质,采用两种或两种以上有效的物探方法或不同的装置 形式进行探测并对资料进行综合分析,消除多解性,得出物 探结果来满足不同的探测目的。
• 综合物探:根据勘探对象所具有的不同物理性质,采用两 种或两种以上有效的物探方法或不同的装置形式进行探测 并对资料进行综合分析作出物探结果的勘探方法。
2、物探方法的应用条件
⑴ 被探测对象与相邻介质应存在一定的物性差异(如 :电阻率、波阻抗、介电常数等),并具有可被探测的规模( 需满足一定径深比)。
2
带、可溶岩岩溶中度发育地 突泥风险为中度及 段、可能出现的节理密集带 以上。
1、隧道超前地质预报工作的必要性 ⑴ 由于隧道深埋于地下，工程地质条件和水文地质
条件复杂多变，而目前地质勘察工作又受技术、地形和工 期所限，期望在施工前查明隧道围岩的状态、特性，特别 是要准确地预测隧道施工中可能发生的地质灾害的位置、 规模和性质是十分困难的；
⑵ 由于地质灾害体的存在，仅依靠施工揭露再行处 理的办法，带有很大的盲目性，常常发生各种突发事故， 造成投资增加、人员和施工设备伤害、工期延误等诸多问 题。