崇靖高速布孟2号隧道超前地质预报

崇靖高速布孟2号隧道超前地质预报

王海波1陈鹏2

1.浙江吉宁高速公路有限公司湖州310007;2.湖南致力工程科技有限公司长沙市410205

摘要：地质雷达探测占用工时较短，有较高的准确性，对于防治隧道施工过程中的地质灾害、实现生产安全、提高施工的综合效益具有重要的意义和作用。本文以崇靖高速布孟2号隧道为研究对象，通过地质雷达开展隧道超前地质预报工作，并结合现场开挖有效识别掌子面前方的不良地质，为隧道施工提供指导。

关键词：崇靖高速布孟2号；超前预报；地质调查

1.项目概况及地质预报原理

隧道施工过程中的溶洞、断层破碎带等不良地质体进行及时、准确地预报，对隧道施工安全有重要意义[1-2]。布孟2号隧道起于崇左市大新县下雷镇吉门村布给屯西南侧约300m处，终于崇左市大新县下雷镇吉门村布江屯西北侧约500m处，隧道设计为分离式长隧道，左线进口桩号为ZBK100+083，出口桩号为ZBK102+458，设计长度2375m，进口路面设计高程为508.40m，出口路面设计高程为445.97m，最大埋深约263.43m；右线进口桩号为YBK100+103，出口桩号为YBK102+490，设计长度2387m，进口路面设计高程为507.90m，出口路面设计高程为445.24m，最大埋深约225.89m。隧道大致走向约为273°。查明开挖工作面的前方地层岩性变化和水文地质特征，保证隧道施工安全，特开展崇靖高速布孟2号隧道超前地质预报。地质雷达工作场地条件宽松，受外界环境的影响较小;因此探地雷达在隧道超前地质预报中的应用十分广泛[3]，其工作原理如图1所示。

2.地质预报分析

2.1掌子面围岩情况

右洞掌子面开挖至YBK100+165，揭露围岩岩性主要为中～微风化灰岩，灰～灰黑色，中厚～厚层状构造，隐～细晶质结构，岩质较硬，节理及溶蚀裂隙发育，裂隙间由方解石脉或钙质物等充填（其中掌子面中偏左侧自上而下发育宽约20cm溶蚀裂隙，硬塑状泥质物、粉砂充填，与隧道轴线斜交），整体围岩岩体大部较完整，局部较破碎，稳定性较好，无水。

2.2测线布置

本次探测采用的是美国GSSI生产的SIR-20型地质雷达系统进行野外检测，现场检测配备中心频率100MHz天线，根据探测前方的岩性特征及现场的工作条件，最远探测距离可以达到35米左右。由于现场条件限制，本次测量工作采用点测方式，按0.2m的点间距，沿隧道掌子面布置了两条测线，如图所示。

图1地质雷达探测原理图图2雷达探测线布置示意图

2.3数据分析

通过对现场探测数据的分析处理，得出雷达预报探测效果图：

图3、图4为右洞掌子面上下两条线采集的地质雷达剖面图，采样时窗为600，探测深度33m，通过对比分析：

AA’测线显示，掌子面前方约0～9m范围内，雷达波反射信号以较低频为主，反射信号较强，振幅较大，但同相轴尚较连续，推测此段围岩岩性与现掌子面岩性类似，局部岩溶裂隙较发育，可～硬塑状泥质物充填；其余位置雷达波反射信号除YBK100+185断面右侧约0.1～0.3m宽度呈明显异常外前后大体一致，总体以高频弱反射信号为主，振幅变化幅度不太大，同相轴连续性较好，推测其余围岩除YBK100+185断面右侧溶沟发育，局部溶蚀裂隙稍发育外完整稳定性较好；

BB’测线显示，掌子面前方约0～9m及中偏左前方约23～32m两段范围内，雷达波反射信号以较低频为主，反射信号较强，振幅较大，同相轴大部较连续，局部较杂乱，推测此两段围岩岩性与现掌子面岩性类似，局部岩溶裂隙发育，可～硬塑状泥质物充填；其余位置雷达波反射信号除YBK100+185断面右侧约0.1～0.3m宽度呈明显异常外前后大体一致，总体以高频弱反射信号为主，振幅变化幅度较平缓，同相轴连续性好，推测其余围岩除YBK100+185断面右侧溶沟发育，局部溶蚀裂隙稍发育外完整稳定性较好。推测该区域内有溶蚀沟槽或中～大型溶洞发育。

3结论及建议

3.1结论

经本次地质雷达探测，结合现场地质调查成果及相关详勘资料综合推测：

1）YBK100＋165～YBK100＋174段围岩以中、微风化岩体为主，中厚～厚层状构造，块状结构，岩质较硬，节理发育，局部溶蚀裂隙发育，硬塑状泥质物等充填，岩体大部较完整，局部较破碎，围岩自稳能力较好，无水，综合推断该段围岩级别为Ⅳ级。

2）YBK100＋174～YBK100＋185段围岩以微风化岩体为主，中厚～厚层状构造，块状结构，岩层结构面结合好，岩质较硬，局部节理、溶蚀裂隙稍发育，岩体大部较完整，局部稍破碎，围岩自稳能力好，无水，综合推断该段围岩级别为Ⅲ级。

3）YBK100＋185～YBK100＋198段围岩以中、微风化岩体为主，中厚～厚层状构造，块状结构，岩质较硬，节理发育，局部溶蚀裂隙发育，硬塑状泥质物等充填，岩体大部较完整，局部较破碎，围岩自稳能力较好，无水，综合推断该段围岩级别为Ⅳ级。

图3布孟2号隧道右洞雷达探测成果图(AA’)

图4布孟2号隧道右洞雷达探测成果图(BB’)

3.2建议

1）隧道前方33m（YBK100＋165～YBK100＋198段）范围内围岩岩体大部较完整，稳定性较好，局部较破碎，施工单位应根据围岩结构的变化及完整性与稳定性情况合理把握开挖进尺，遇岩溶发育区应遵循“弱爆破、短进尺”的原则，控制单循环进尺量，开挖后及时跟进初期支护，防止垮塌事故。2）加强施工管理，规范施工，施工时需完全清除拱顶危石和碎石（现开挖段隧道局部岩溶很发育，顶部发育较深溶沟，爆破后很可能会存在孤石，请施工单位注意防范），确保安全后方才立架施工，防止因排险不净或上部围岩松动突然掉落而造成人员或机械损伤

参考文献(References)

[1]吕军，刘涛影.六月田隧道进口超前地质预报研究[J].地球,2016(10).

[2]施鹏超,池昌峰,杨永龙,袁丽伟.探地雷达在隧道超前地质预报中的应用[J].西部探矿工程,2019,31(03):170-172.

[3]朱金富.隧道施工超前地质预报方法技术[M].武汉:中国地质大学出版社,2017.