隧道超前地質(zhì)預報是通過探測隧道開挖面前方的地質(zhì)狀況，有效掌握前方巖土體的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、賦存狀態(tài)，以及地下水、瓦斯等有害氣體的分布規(guī)律和地應力狀態(tài)等關(guān)鍵地質(zhì)信息。這些信息為后續(xù)施工提供科學依據(jù)，有效指導施工決策，最大程度避免在施工及運營階段因地質(zhì)問題引發(fā)的各類災害，為隧道工程的安全建設與平穩(wěn)運營提供堅實保障，確保整個隧道工程順利推進。

?

?

技術(shù)方法

（一）地質(zhì)調(diào)查法

地質(zhì)調(diào)查法是根據(jù)隧道已有的勘察資料、地表補充地質(zhì)調(diào)查資料和隧道內(nèi)地質(zhì)素描，通過地層層序?qū)Ρ取⒌貙臃纸缇€及構(gòu)造線地下和地表相關(guān)性分析、斷層要素與隧道幾何參數(shù)的相關(guān)性分析、臨近隧道內(nèi)不良地質(zhì)體的前兆分析，利用常規(guī)地質(zhì)理論、地質(zhì)作圖和趨勢分析等，推測開挖工作面前方可能揭示地質(zhì)情況的一種超前地質(zhì)預報方法。

?

地質(zhì)調(diào)查法是一種傳統(tǒng)的、實用的、基本的超前地質(zhì)預報方法，具有不占用開挖工作面施工時間、不干擾施工、操作方便、成本較低、預報效率高等優(yōu)勢。但其對于深埋隧道或者復雜地質(zhì)條件下的預報能力有限，且對地質(zhì)工程師的經(jīng)驗依賴性較強。在實際應用中，通常與其他現(xiàn)代地質(zhì)預報技術(shù)結(jié)合使用，以提高預報的準確性和可靠性。

?

（二）超前地質(zhì)鉆探法

超前地質(zhì)鉆探，是借助鉆機在隧道開挖工作面開展鉆探作業(yè)，獲取地下巖土體的直接樣本，以此來預測和評估隧道前方的地質(zhì)條件。此方法廣泛適用于各類地質(zhì)條件下的隧道超前地質(zhì)預報工作，尤其是在富水軟弱斷層破碎帶、富水巖溶發(fā)育區(qū)、煤層瓦斯發(fā)育區(qū)、重大物探異常區(qū)等地質(zhì)條件復雜地段應用廣泛。

?

?

鉆探法可以更直觀準確地反映巖石類型、巖石強度、裂隙發(fā)育程度、地下水情況等重要地質(zhì)信息，適用范圍廣。但此方法不僅因需要占用施工時間影響進度，還由于探測點數(shù)有限，容易漏掉與隧道平行結(jié)構(gòu)面的地質(zhì)問題，且鉆探費用較高，可作為一種重要補充手段來應用。

?

（三）工程物探法

物探法即利用地球物理儀器探測地下巖石、土壤、水等物質(zhì)的物理性質(zhì)差異，從而推斷地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地質(zhì)條件的方法。物探法種類較多，包括地震波法、聲波法、電磁波反射法、電法和紅外探測等，其中地震波反射法、電磁波反射法這兩方法最為常用。

?

地震波反射法原理是通過小藥量爆破所產(chǎn)生的地震波信號沿隧道方向以球面波的形式傳播，在不同巖層中地震波以不同的速度傳播，在其界面處被反射，并被高精度的接收器接收。通過計算機軟件分析前方圍巖性質(zhì)、節(jié)理裂隙分布、軟弱巖層及含水狀況等。

?

地質(zhì)雷達是電磁法的典型代表，是利用高頻電磁波在地下介質(zhì)中的傳播和反射特性來探測地質(zhì)體的位置、形狀和性質(zhì)等地質(zhì)情況。為提高測試結(jié)果的可信程度，科學的進行隧道超前地質(zhì)預報工作，可采用地質(zhì)雷達探測與地質(zhì)法相結(jié)合的綜合預報方法。

?

?

物探法能夠?qū)λ淼狼胺降牡刭|(zhì)條件進行非破壞性的大范圍快速探測，探測深度和分辨率較高，能夠?qū)Σ涣嫉刭|(zhì)體、斷層、面狀破碎帶、圍巖類別及其穩(wěn)定性等進行有效預報，為隧道施工提供重要的超前地質(zhì)信息，但對某些特定地質(zhì)條件的解釋可能存在不確定性，且對儀器和操作人員的專業(yè)要求較高。

?

（四）超前導坑（洞）預報法

超前導坑法主要分為超前平行導坑和超前正洞導坑。其中，平行導坑的布置與正洞平行，斷面相對較小，且與正洞保持一定距離。在施工進程中，需要針對導坑內(nèi)所遇的地質(zhì)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)面以及地下水等狀況繪制地質(zhì)素描圖，借助這些素描圖來對正洞的地質(zhì)條件展開預報。

?

而超前正洞導坑法，是先沿著隧道正洞軸線開挖小導洞，以此探明前方地質(zhì)情況，隨后將導洞擴挖至隧道設計斷面。相較于平行導坑，超前正洞導坑法在地質(zhì)探測和隧道施工方面效果更為顯著，能為隧道施工提供更精準的地質(zhì)信息，有效降低施工風險。

?

超前導坑法進行預報雖優(yōu)勢顯著，但也有缺陷：一方面是成本太高，有時需要全洞進行平導開挖，另一方面是此方法在構(gòu)造復雜地區(qū)準確度欠佳。

?

結(jié)語

隧道超前地質(zhì)預報各類方法各有所長，在實際操作中應采用地質(zhì)調(diào)查與勘探相結(jié)合、物探與鉆探相結(jié)合、長距離與短距離相結(jié)合的綜合預報方法，提高預報的科學性和準確性，且超前地質(zhì)預報成果信息應傳遞順暢，反饋及時，以真正服務于隧道工程建設。

?

此外，還需注意的是，施工階段的超前地質(zhì)預報工作，無法替代勘察階段的地質(zhì)勘察以及施工階段的補充地質(zhì)勘察工作。不能因為開展了施工階段的隧道超前地質(zhì)預報，就忽視勘察階段的基礎地質(zhì)勘察以及施工過程中的補充地質(zhì)勘察。只有全面、扎實地做好這幾項工作，才能確保隧道工程的順利進行，有效保障施工安全與工程質(zhì)量。