中铁二十五局集团第五工程有限公司  郭明俊

摘要：隧道先进的地质预报技术是隧道施工过程中必不可少的重要环节，对于预防和控制隧道施工过程中的地质灾害，实现安全生产，提高施工综合效益具有十分重要的作用。本文首先分析了地球物理方法中地质分析法、TSP法、地埋雷达法等先进地质预报技术在隧道施工中的应用现状，然后深入分析了上述应用优势和非应用现状。为该领域的相关研究提供具体的参考资料，对隧道建设先进地质预测技术的未来技术需求、压力等发展趋势进行预测。
关键词：隧道先进地质预报技术； TSP法；地质雷达；应用现状；发展趋势
        引言
        近年来，我国加快了交通运输网络的建设，基础交通设施在日趋完善，新的公路和铁路运输网络也在不断向西部偏远山区扩展。不同类型的隧道在建立运输网络中起着越来越重要的作用。预计近几十年来，我国将在铁路运输、公路运输、水资源管理、水力发电、能源开采和城市工程等多个领域完成隧道的建设。近来，高难度的隧道工程，例如我国的深层和大型山区隧道和海底隧道，正在不断出现，伴随而来的对工程地质勘察工作的挑战也在不断增加。但是，由于施工区地质条件的变化和变化以及现有地质勘探方法的局限性，不可能及时准确地识别出不良的地质体，例如节理、断层、溶洞和碎石等安全隐患，严重时发生滑坡、涌水涌泥等灾害，严重影响隧道施工安全。在修建隧道时，必须事先做好全面的准备调查工作，在施工过程中，全面了解和掌握隧道施工时前方可能存在的不良地质状况，减少地质灾害发生的隐患，将地质灾害发生的可能性降到最低，确保施工安全。
        一、隧道超前地质预报技术简述
        （1）超前地质预报技术概念
        目前，超前地质预报技术作为目前应用最广泛的地质预报技术，具有传统技术不一样的优势，其主要是根据隧道表层、隧道内部以及局部地表条件的地质调查结果，进行海拔高度预测以及其他一系列工作。地质分析方法可以有针对性并全面地判断施工区的工程地质情况，对危险等级进行分类，识别高风险区，最重要的是可以调查和预测前方的不良地质体，减少其对正常施工产生的影响。为了保证隧道施工过程中所选择技术和措施的科学合理性，有必要建立相应的先进地质预报方案，减少隧道施工事故的发生，保障施工进度和人员安全。通过这种预报，尤其对于埋深浅、地质状况不太复杂的条件下，测量的准确性大幅度提高；但是其局限性在于，不适合地质结构复杂多变的地区，在这种地区往往预测的准确性较低，而且工作难度过高。
        （2）超前地质预报技术主要使用的物探法简述
        超前地质预报分析技术中，物探法则是一种主要间接的测试方法。由于隧道工程中不同种类的岩石和土壤的物理特性有所不同，因此物探法主要是使用不同的检测方法或检测设备来检测隧道内部的物理变化。此方法统称为地球物理方法，此方法不会影响隧道工作面的施工，且不会破坏地质，因此近年来此方法得到了迅速推广和发展。在物探法中经常使用以下两种方法：
        第一，TSP法。该方法最早出现于上世纪九十年代后期，由瑞士Amberg测量技术公司开发，当时，TSP法是世界上比较先进的预测系统。TSP（隧道地震勘探）是一种多波多分量检测技术，利用反射波特征原理检测隧道前岩石的变化，该反射波特征主要是由不均匀地质体产生的地震波对周边地区的地质条件进行测量。TSP法主要用于100至200米的中远距离地质勘探和预测，主要用于检测距离、其抗干扰能力、分辨率在同类技术中优势明显。目前，TSP法已广泛应用于法国、日本和其他国家的公路和铁路隧道、水路隧道的中，并成功进行了多次有效的地质超前预测，同时，TSP方法已成功应用于我国的隧道、公路和铁路隧道工程，在我国迅速发展，并且拥有了一批专业的工程技术人员。
        第二，地质雷达方法。地质雷达方法进行地质预报的手段主要是借助电磁波，其具有成本低，易于使用和可操作性强的优点。由于隧道前方岩体具有不同的电磁特性，不同电磁波会由此产生，地质雷达法正是借助此不同进行探测。但是，在复杂的地质环境中，电磁波会迅速衰减，直至消失，因此，在地质条件较好的岩石地区才建议使用此方法，如开挖前进行检测和隧道过程中周围10-30m范围内检测周边地质条件。
        二、隧道超前地质预报技术发展趋势
        从超前地质预报技术的发展角度来看，该技术本身仍然有许多亟待解决的问题。