隧道超前地质预报综述

COMMUNICA110NS STANDARDIZAnON 金美海，李星平，张长亮 (重庆交通大学 ．重 庆 400074) 摘要：隧道超前地质探测技术主要包括常规地质方法、3"-程物探方法、数值分析方法等，在预报时一定要结合隧道掌子 面前方的具体情况进行合理 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ，进一 步拓宽隧道超前地质预报概念的含义。特别是在 复杂地质条件 隧道施工过程 中，在加 强 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 地质分析 的同时．应结合 工程物探 对隧道不 良地质进行超前地质探测预报研 究，以为 隧道工程的快速掘进、支护材料 的提前准备以及灾害事故的有效预防提供可靠的地质资料与信息。 关键词 ：隧道 ：超前地质预报 ；应 用 中图分类号：U452 文献标识码 ：A 文章编号 ：1002—4786(2007)07—0088—03 Review of Anticipating Geological Prediction in Channel JIN Mei—hai，LI Xing—ping，ZHANG Chang—liang (Chongqlng Jiaotong University，Chongqing 400074，China) Abstract：Anticipating geological prediction technologies in channel include geological technology，en— gineering geophysics，numerical an山sis and SO on．Before geological prediction，specific situation in chan— nel should be combined to rational design SO as to expand the definition of anticipating geological predic- tion in channe1．Especially in complex geological construction，according to the geological analysis and en— gineering geophysics， geological prediction should be pre-conducted for unfavorable geology in channel， which will provide reliable geological data and information for rapid excavation of channel project，prepara— tion of support material and prevention of disaster． Key words：channel；anticipating geological prediction；application 1 前言 我国75％的国土为山岭和丘陵地区，以往 山区 公路建设中较多采用的是大填大挖或盘山绕行的方 案 。近年来 ，随着我国交通事业的发展 ，隧道的应 0 ●()●0 ●- )●0 ●c：>●0 ●0 ●◇ ●0 ●◇ ●0 ●◇ ●0 ●-c ：>●0 ●<)0◇ ●c：>●◇ ●0 ●0 ●0 ●0 ●0 ●0 ●◇ ●0 ●c：>●<>●0 ●<>●0 ●◇ ●0 ●0 ●0 ●0 ●<>●0 ●<>●0 ●<>●0 ●-<>● 随着我国城市人 口密度 的不 断 增大 ，加 之城市 土地资源贫 乏 、建设资金不足，又存在历史 文化保护的问题 ，选择以公共交 通为主导的现代城市客运交通模 式 ，是符合我国现代城市社会和 经济发展趋势的。其中，大城市 应坚持以发展公共交通为主．轨 道交通为骨干 ．形成多种客运交 通方式协调发展的综合客运交通 体系模式；中小城市应坚持以发 展公共交通为主。公共汽车交通 为骨干，多种交通相结合协调发 展的交通体系模式。 5 总结与展望 本文在对城市客运交通方式 特点和客运交通模式选择影响因 素分析的基础上 ，提出了适合中 国大城市及 中小城市客运交通发 展的基本模式。在下一步的研究 ]二作中，应在我 国城市客运交通 现状分析的基础上，建立一套模 式评价体系，完善评价方法和评 价指标，为模式的选择提供一种 定量的决策依据。 参考文献 [1】裘 瑜 ，吴霖生．城市公共 交 通运营管理实务[M】．上海 ：上海 交通大学 出版社 ，2004． 『2】覃 煜 ，晏克非．轨道交通 与 常规公交衔接系统分析『J]．城市 轨道 交通研 究 ，2000，12(2)： 13—15． [3】毛保华，姜帆．城市轨道交 通【M】．北京：科学出版社，2001． 作者简介：王晓雷(1979一)，硕士学位 主要研 究方 向为交通规划与管理。 收稿 日期 ：2006—11—08 COMMUNICATIONS STANDARDI~TION：No：7,20070S~E，岫．167) 维普资讯 http://www.cqvip.com 用越来越广泛，建设规模越来越大。采用隧道 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 能够较大地提高线路线形 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，缩短行车里程．还 可避开山区公路滑坡、崩塌、碎落等常见病害．改 善行车条件，并且可以避开大面积开挖扰动山体， 减少对植被的破坏，避免产生大量弃渣土石填充山 谷河滩，有效地保护生态环境。总之，隧道方案的 优越性在实践中已经得到了充分的证明。 我国西南地区和西北地区多为山区或重丘区 ， 地质条件极为复杂，在山岭高速公路隧道建设中经 常遇到岩溶 、断层 、煤层、采空区、滑坡、富水断 层破碎等不良地质和特殊地质问题。为确保施lT安 全，保证施工质量和进度，必须对不良地质和特殊 地质进行超前探测预报研究。 2 隧道超前地质预报的目的和探测的主要 内容 在隧道施工过程 中，特别是在复杂地质条件 下，为了防止正常施工下工作面开挖出现不测事故 (诸如出现断层 、破碎带、采空区、溶洞、含水集 水区、高应力地带以及其他不良地质现象等)，必 须进行必要的隧道超前地质预报。其工作目的可归 纳如下 ： a)充分贯彻信息反馈修正设计思想，及时掌握 围岩动态和支护结构的工作状态，利用量测结果修 改设计．指导施工： b)预见事故和险情，以便及时采取措施．防患 于未然 ； c)为确保隧道安全提供可靠的地质信息： d)量测数据经分析处理与必要的计算和判断后． 进行预测和反馈 ，以保证施工安全和隧道稳定： e)为隧道的快速掘进 、工程支护材料的提前准 备以及灾害事故的有效预防提供可靠的地质资料与 信息； f)积累资料，为以后的设计施工提供工程类比 依据。 隧道超前地质预报探测的主要内容有 ： a)断层的构造及断层破碎带 ； b)煤层、瓦斯、天然气、硫化氢赋存条件及采 空区状况 ； c)岩溶 、空洞 、裂隙及其规模和充填情况 ； d)地下水赋存状态及可能突水、涌水的位置以 及水量的大小 ： e)软弱围岩及不同类别围岩的界面： f)其他不良地质情况。 3 隧道超前地质预报方法 隧道超前地 质探测技术主要包括常规地质方 法、工程物探方法、数值分析方法等。 3．1 常规地质方法 常规地质方法主要有三种，相互问的比较见表l。 表1 超前导坑法 正洞地质素描 水平超前探孔 地质素描是 对开挖 面的 水平超前探孔方 法是 地质情况如实、准确的 反映。素描的主要内容 在隧道内安放水平钻 超前导坑 法可分为超前 包 括地层岩性 、构造发 机进行水平钻进 ．根 平行导坑和超前正洞导 育情况(含断层 、贯穿 据隧道中线水平方向 工作 坑。平行导坑的布置平 性节理、夹层或岩脉)、 上的钻孔资料来推断 方法 行于正洞．断面小而且 地下水的出水状态、围 隧道前方的地质情 或工 与正洞之间有一定的距 岩的稳定性圾初期支护 况。钻孔的数量、角 作内 离，在施工过程中通过 采用的方法等。正洞地 度圾钻孔长度可人为 对导坑中遇到的构造、 质素描是利用所见正洞 设计和控制。一般可 容 根 据 钻 进 速 度 的 变 结构面或地下水等情况 已 开挖 段的 地 质情 况 ， 绘制地质素描图 ，对正 预报前 方可能 出现 的不 化 、钻孔取 芯鉴 定 、 洞的地质条件进行预报 良地质条件(断层等)。 钻孔冲洗液的颜色、 针对断层而言．叉分断 气味、岩粉以及在钻 层露头作网法和断层前 探过程中遇到的其他 情 况来判断 兆特征法 a)平行导坑超前 的距 离 越长 ．预报也越早 ．施 工中就有充分的准备时 a)不占用施工时问，设 间．b)可以增加工作面 ， 加快施工进度．还可以 备简单．不干扰施工， a)可以反映岩体的大 起 到排 水减 压放水 ．改 出结 果快 ．预报 的效果 概情 况 ．比较 直观 ， 善通风 条件和探明地质 好 ，而且为整个 隧道提 施工人员可根据现场 构造条件的作用；c)采 供了完整的地质资料； 的地质情况来安排下 优点 b)断层露头作图法对结 ～步的施工组织：b) 用超前平行导坑进行预 构 面向开挖后方倾 斜的 水平超前探孔可以与 报 比较直 观 ． 精度高． 断层预报效果较好 ． 因 长管棚钻孔相结合． 预报的距离长 ． 便于施 为断层先在隧道 底出 简化施工 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 ， 加快 工人员安排施工计划和 露 ．对 岩体稳定性影 响 施工进度 调整施工方案 ；d)超前 不大时就可以发现 正 洞 导 坑 布置 在 正 洞 中，其作用与平行导坑 相 比．效果更好 a)在复杂地质条件下 8)对与隧道夹角较大而 预报效果较差，很难 8)成本太高．有时需要 又向前倾的结构面容易 预测到正洞掌子面前 全洞进行平导开挖．成 产生漏报：b)对于向掌 方的小断层和贯穿性 缺点 大节理，特别是与隧 本更高 ；b)在构造复杂 子 面前方倾斜 的结构 面 道 轴 线 平 行 的 结 构 地区准确度不高 因为先在顶部出现．预 面 ． 其预报无反映； 报时效果相对较差 b)钻孔与钻孔之问的 地质情况反映不出来 3．2 工程物探 方法 3．2．1 声波测试 声波对裂隙反应很敏感。遇到裂隙即发生介面 效应(反射、折射和绕射)，耗损波能，使波形变 得复杂 ，波速减缓 ，此外 。声波速度 的大小还 与 岩体的强度有关 。 3．2．2 红外探测 该方法利用所有物体都发射出不可见的红外线 能量，该能量的大小与物体的发射率成正比，而发 co u^ NlI cINS sT l【}lzATlQN_ Nc)_71 (IssUE=I、嗽 ) 维普资讯 http://www.cqvip.com 射率的大小取决于物体的物质组成及其表面状况的 原理 当隧道掌子面前方及周边介质单一时，所测 得的红外场为正常场：当前方存在隐伏含水构造或 有水时，所产生的场强会叠加到正常场上，从而使 正常场产生畸变 据此可7-0断掌子面前方一定范围 内有无含水构造。 3．2-3 弹性波法 弹性 波超前预报技术按观测系统可分为地震 反射法(负视速度法)和水平声波剖面法。 当弹性波向地下传播 ，遇到波阻抗不同的地 层界面时，将遵循反射定律发生反射现象。一般 介质的波阻抗差异愈大，反射回来的信号就愈强。 下面重点介绍TSP系统的T作原理(见图1)。 TSP方法属于多波多分量高分辨率地震反射法。地 震波设计的震源点(通常在隧道的左墙或右墙处 ， 大约24个炮点)常由小量炸药激发产生。当地震波 遇到岩石波阻抗差异界面(如断层 、破碎带和岩性 变化等)时．一部分地震信号反射回来，另一部分 信号透射进入前方介质。反射的地震信号将被高灵 敏度的地震检波器接收。利用TSPwin软件对接收到 的数据进行处理，便可得出隧道工作面前方不良地 质体的性质(软弱带、破碎带、断层、含水等)、位 置及规模 I冬I 1 TSP203腺 理 罔 TSPwin软件处理流程包括11个 主要步骤 ，即： 数据设置一带通滤波一初至拾取一拾取处理一炮能 量均衡一p估计一反射波提取一P-5波分离一速度 分析一深度偏移一提取反射层。通过速度分析，可 将反射信号的传播HCf．3转换为距离(深度)，并可采 用与隧道轴的交角及隧道丁作面的距离来确定反射 层所对应的地质界面的空间位置．且根据反射波的 组合特征及其动力学特征解释地质体的性质。 通过TSPwin软件处理，可以获得P波、SH波、 SV波的时间剖面、深度偏移剖面、提取的反射层、 岩石物理力学参数 、各反射层能量大小 ，以及反射 层在探测范围内的2D或3D空间分布。通常地质条件 下．TS1：'203超前地质预报系统可以预报150m～250m 的距离．在地质条件较好时，可以预报更长的距离。 3．2。4 电磁波法 电磁波法是利用电磁波在不同介质中产生透 射、反射的特性来进行地质预报工作的，目前常用 的方法有地质雷达法。地质雷达法通常是一种地下 甚高频至超高频段电磁波反射探测法。其探测原理 为：发射机通过发射天线向隧道掌子面前方地层定 向发射电磁波，当电磁波在传播路径上遇到有电性 差异的界面时即发生反射，从不同深度返回的各反 射波由设置在发射天线旁的接收天线所接收。另外 天线最先接收到从发射天线经两天线所在介质的表 面传播到接收天线的直达波．以此作为系统的时间 起始零点。经过信号处理后，对于直达波之后反射 回来的各个不同时问的反射波．取其时间的一半 ， 乘以该介质的电磁波传播速度即得反射 目标的深 度．再根据反射的信息特征判别反射目标的性质。 4 隧道超前地质预报的工程应用 广渝高速公路华蓥山隧道全长4 700m，左线实 际长度为4705．95m，有线实际长度为4 684m，左右 线间距为40m．是目前国内已建最长的大断面双车 道公路隧道。华蓥山隧道地质条件 、水文条件复 杂 ．岩溶发育 ，其中龙王洞背斜两翼均穿过龙潭组 高瓦斯突出煤层．茅 口灰岩与栖霞灰岩分界上下各 50m及石灰系中统黄龙组赋存有天然气的硫化氢有 害气体．滞留系中统韩家店组高应力地带易产生岩 爆 ，造成塌方事故。因此 ，隧道 内既有水 、瓦斯 、 天然气、硫化氢等有害气体，又有高应力地段的岩 爆、塌方以及油气溢出等地质灾害与隐患。为了保 证隧道施工安全 ．全隧道应用了地质雷达探测 技 术，实践证明该探测是成功的 ，预测基本可靠，对 隧道安全施工起到了积极作用 。 以下为东 口左线地质雷达超前探测与施工揭露 情况的对比(见表2)。 C( NICATIONS STANDARDIZATION~NO，7,2007(ISSUE No,167 维普资讯 http://www.cqvip.com 试谈收费路的设置与 管理 宋艳玲 (交通部科学研究院 ，北京 100029) 摘要：道路收费政策的实施，需要在周密的战略决策的基础上逐步展开，采取一揽子方案的解决措施，包括道路收费 加上改善公共交通措施，开展道路使用者选择行为、市场价格信息作用的调查与研究等，以便使预期的道路收费方案能够 真正有效，预期的道路收费的效益能够在实施过程 中得以实现。 关键词：收费路；通行费；电子收费；政策 中图分类号 ：U412．366．1 文献标识码 ：C 文章编号：1002—4786(2007)07—0091—05 Setting and M anagement of Toll Road SONG Yan-ling (China Academy O±Transportation Sciences，MOC，Beijing 100029，China) Abstract： The implement of road toll policy needs the base of careful decisi0n—making to develop． Measure which includes road toll for improving public traffic，and developing road user selection behavior， investigation and research of market price information function etc should be adopted in order to realize the prospective road toll scheme，then the benefit can be gained in the course of practice． Key words：toll road；policy；electronic toll collection；policy 表2 (续) f 2 ZK37+127围岩软弱带 2o4 3 7+ ． J 5 2 ～ i J 3 ZK36+80旱 裴耆害 卜 一 4 ZK36+760 顶板滴水 210 JZK36+760 82 ； ZK36+358顺层裂隙滴水 216 fZK36+355．98 — — ZK36+069～隧道 顶 部 及 周 边 zzo i zK 9~ 6 041 发生岩爆 7 zK36 0 + 1O 041～继续发生岩爆 221 zK 埘 36+ 1 046 — — 8 ZK35+890岩层破碎垮落 223 I ZK35+889 ． 94 — — — — _ _ ———— ⋯ 9 ZK35+754拱顶出现小坍塌 226 l ZK35+753． — — — — — l—— ————— 10 ZK36+691嚣麓 板’煤 226 l ZK36+690·72 — — — — ZK35 668～为 含 泥 水 岩 隙且 f l】 zzs l ～ 665 H{ 5 结语 隧道超前地质预报方法并不限于以上所列的各 种方法，在预报时一定要结合隧道掌子面前方的具 体情况进行合理设计，进一步拓宽隧道超前地质预 报概念的含义，特别是在复杂地质条件隧道施工过 程中．在加强工程地质分析的同时，应结合工程物 探对隧道不良地质进行超前地质探测预报研究．为 隧道工程的快速掘进 、支护材料的提前准备 以及灾 害事故的有效预防提供可靠的地质资料与信息 参考文献 [1]李小红．隧道新奥法及其量测技术[M】．北京：科 学 出版社 2001． 『21张继奎．浅论圆梁山隧道TSP地质预报技术『J]．隧 道建设，2004，24(4)：56—60． 作者简介 ：金美海(1981一)，男 ，工 学硕 士，2002年毕业于 中南大学铁道 工程专 业．主要从事公 路隧道设计及 监控方 面的研 究 收稿 日期 ：2006—11—16 ∞ Ml II( NS STAndARdIZATION No~2007(ISSUE No 167) 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