文档介绍：
第 30 卷
第 1 期长春科技大学学报 Vol. 30
No . 1

2000 年 1 月 JOURNAL OF CHANGCHU N UNIVERSIT Y OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Jan. 2000

文章编号: 1008- 0058( 2000) 01- 0087- 04
隧道掘进中掌子面前方岩石结构的超前预报
薛
建, 曾昭发, 王者江, 田
钢
( 长春科技大学地球探测与信息技术学院, 吉林长春
130026)
摘要: 以地球物理勘探方法进行隧道掘进中前方岩石结构的超前预报, 具有快捷、准确和实时处
理及显示的优点。通过该方法可及时、详细地了解开挖掌子面前方岩石结构情况, 为施工单位合理安
排施工进度和减少工程隐患提供依据。以吉林省白山市石碑岭隧道掘进中所进行的超前预报为例,
介绍了地质雷达和地震反射波法在这一领域里的应用。
关键词: 掌子面; 地质雷达; 地震; 超前预报
中图分类号: P633
文献标识码: A

在隧道掘进中, 常遇到不良的地质因素, 如断行多次探测, 成功地预报出断层几十余处, 5~ 10 m
层、破碎带、溶洞、脉岩等。这些地质因素不仅影响宽的破碎带 3 处, 对合理安排掘进速度、避免发生险
隧道的掘进速度, 甚至会造成严重的工程事故。由情和工程事故起到了指导作用。
于隧道施工前的工程地质勘查结果在精度和可靠性
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空间采集中观测系统的设计
上都难以满足施工的要求。如有人做过统计, 隧道
在掘进中所遇到的断层等地质现象比地面测绘时所石碑岭公路隧道高度 8 m, 底部宽度 12 m。地
遇到的要多得多。一般地面测绘所遇到的这类地质质雷达测量时, 在隧道掌子面上设计一条水平横测
现象仅为地下开挖时所遇到的 1%~ 9% , 因而隧道线, 测线距隧道底部高约 1. 5~ 2 m。隧道两壁沿轴
施工的危险性很大[ 1] 。若能准确地在隧道掘进中向布置水平纵测线各一条。地震反射波法仅在掌子
提前了解掌子面前方岩性结构的变化情况, 如预报面上进行, 在距洞底 2 m 左右和 4 m 左右的高度上
掘进前方是否有断层, 破碎带等不良地质构造, 这些布置两条测线。
构造的几何形态如何, 规模的大小, 根据所掌握到的本次工作中采用的地质雷达为 GSSI 公司的
这些地质构造情况, 可及时合理地安排掘进进度、修 SIR- 2 型地质雷达, 使用的天线为 100 MHz 屏蔽
正施工方案、安排防护措施、避免险情发生。天线。天线底部接触掌子面, 雷达时间窗口设为
笔者以吉林省白山市石碑岭公路隧道掘进中所 500 ns。在测线上按 0. 2 m 步距点测。隧道前方与
进行的超前预报为例, 介绍一种采用地质雷达和浅隧道轴向大交角的岩性构造在水平横测线雷达剖面
层地震方法相结合进行隧道掘进中超前预报的技术上将得到显示, 隧道前方与隧道轴向小交角的岩性
方法。该方法快捷简便, 结果准确, 可操作性强。在构造在水平纵测线雷达剖面上将得到显示[ 2] 。
较疑难地段, 如能结合地面电法, 进行综合解释, 可地震反射波法仅在掌子面上进行。要求地震仪