[超前地质预报]隧道超前地质预报技术

自然界的地质条件是极其复杂的，在隧道施工过程中，经常会遇到断裂带、破碎带、突涌水、溶蚀溶洞等情况，对隧道安全施工构成不小的威胁。

要想对隧道前方这些“病灶”做出充分的判识与预测，就需要我们“隧道医生”也就是地质工程师们，采取 隧道超前地质预报技术 ，使用各种类型的“检查手段”对隧道前方开展各项“医学检查”，以获取多源地质信息，再从这些数据中将可能威胁施工安全的“病灶”逐一排查，若遇到“疑难杂症”，还需要开展“专家会诊”来进行综合研判。

预报技术不仅可以有效避免施工过程中灾害的发生，还能在一定程度上减少因灾害造成的损失，是保障隧道安全施工建设的“定心丸”。

隧道超前地质预报示意图

就像医生给人体做检查一样

地质工程师

对隧道进行检查

也需要各式各样的方法手段

让我们一起看看

地质工程师们的“装备库”吧

地质调查法——望闻问切

地质调查法 是隧道超前地质预报中最直接、最基础、最重要的方法。它和中医中的“望闻问切”类似，主要是通过实地调查、肉眼观察来实现，主要工作就是为断续开挖的隧道掌子面做素描。

在地质工程师们的解读下，看似杂乱无章的隧道掌子面，转眼就会变成整齐美观的地质素描卡片，每张卡片都蕴含着诸如地层岩性、岩体完整性、岩体结构面等一系列地质信息。

然而，掌子面地质素描是一项贯穿隧道开挖始终的工作，这一张张卡片不仅记录了隧道岩体丰富的地质信息，也见证着隧道开挖直至贯通的全过程。

掌子面素描与素描卡片

物探法——给隧道做“CT”

物探法 是隧道超前预报中使用最普遍、最主要的方法。如果说掌子面素描是停留在表面的检查，那么物探法就和我们医学检测中的B超CT相当，它能达到一种无损检测的效果。具体而言，就是通过地球物理仪器向掌子面前方发射并回收信号，来实现检测。

“HSP”三维成果展示

物探法根据信号源的不同又可以分为 “弹性波反射法家族”和“电磁法家族” 。弹性波发射法更适用于探测前方岩体中发育的断层破碎带、节理密集带等，电磁法则更适用于探测前方岩体中富水带。

之所以称为“家族”，是因为这两大家族中，根据适用条件、预报距离等又可分成很多方法，比如说“弹性波反射法家族”中就有 TSP 、负视速度法、HSP等，“电磁法家族”中有瞬变电磁、地质雷达、红外探水等，在这里就不再详细赘述。

超前地质预报系统数据采集

超前地质钻探法——微创手术

超前地质钻探法（超前水平钻），乍一听就知道这是要“开刀”做手术了，因此超前地质钻探可以说是隧道超前地质预报中最硬核的手段了。就像在掌子面进行“微创手术”，通过一个直径约10厘米的小孔，钻探深度可以在几米甚至几百米不等，通过钻进速度或是取出岩芯来判识掌子面前方的地质情况。

隧道掌子面超前水平钻

超前地质钻探占用时间长、费用高，一般不会轻易使用。只有在判识掌子面前方为断层破碎带、富水岩溶发育区、煤层瓦斯发育区或重大物探异常段落等地质条件复杂地段的情况下，才会使出超前水平钻这一“大招”。