隧道施工超前地质预报研究现状及发展趋势.pdf

第 33 卷 第 6 期 岩石力学与工程学报 Vol.33 No.6 2014 年 6 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering June ，2014 隧道施工超前地质预报研究现状及发展趋势 1 1 1 1 1 1 2 1 李术才 ，刘 斌 ，孙怀凤 ，聂利超 ，钟世航 ，苏茂鑫 ，李 貅 ，许振浩 (1. 山东大学 岩土与结构工程研究中心，山东 济南 250061 ；2. 长安大学 地质工程与测绘工程学院，陕西 西安 710054) 摘要：超前地质预报是隧道施工中必不可少的环节，对隧道信息化施工、灾害防治和安全保障具有重要作用。在 收集整理国内外研究资料的基础上，总结钻爆法和 TBM 施工隧道的超前地质预报技术的研究现状。钻爆法施工 隧道超前预报技术取得较大进展，涌现出一批专用的反射地震类、电磁类和电法类超前探测地球物理方法、技术 与设备，逐步形成定量化探测思想和综合超前预报技术。认为基于多元地球物理信息融合与联合反演理论的综合 超前地质预报技术是压制探测多解性、提高预报可靠性的可行有效途径；激发极化技术和核磁共振技术则由于其 参数对水量的响应敏感性在定量探测水量方面显示出较好的应用前景。同时，TBM 施工环境具有其特殊性和复杂 性，少数几项专用探测技术的探测效果无法满足工程需要，总体上处于初步研究阶段，尚没有可用、可靠、有效 的超前预报技术。结合课题组的研究特色，介绍 3 种自主研发的钻爆法隧道超前预报技术的最新进展及其用于 TBM 环境的可行性，提出了四阶段全过程的隧道综合超前地质预报体系，初步形成基于约束联合反演理论的综合 预报方法，在钻爆法施工隧道定量化超前预报方面进行有益探索。最后，对隧道施工超前地质预报的发展趋势及 其中的关键问题进行预测，认为以下 4 个方向是今后研究的重点和趋势：(1) 隧道施工定量化超前预报理论与技 术的发展深化；(2) TBM 施工隧道超前地质预报技术与装备；(3) 钻孔精细超前探测理论与技术；(4) 实时超前地 质预报与施工灾害监测技术。 关键词：隧道工程；隧道施工超前地质预报；研究现状；发展趋势；定量化探测技术；TBM 施工环境超前地质预报 中图分类号：U 45 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2014)06 –1090 –24 STATE OF ART AND TRENDS OF ADVANCED GEOLOGICAL PREDICTION IN TUNNEL CONSTRUCTION 1 1