[發明專利]一種隧道施工期構造斷裂綜合超前地質預報方法

在審

• 申請號: 202210351810.6
• 申請日: 2022-04-02
• 公開（公告）號: CN115826061A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 郭建強;趙連軍;陳浩;董聰慧;黃錫陽;萬佳佳;于海亮;康志;侯壯壯;閻長虹
• 申請（專利權）人: 北京城建中南土木工程集團有限公司
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12;G01V3/38
• 代理公司: 上海微策知識產權代理事務所(普通合伙) 31333
• 代理人: 陶亮

本發明涉及G01V9/00技術領域，更具體地，本發明涉及一種隧道施工期構造斷裂綜合超前地質預報方法。包括下面步驟：(1)宏觀預報；(2)地質雷達長距離預報；(3)地質雷達短距離預報；(4)精確預報。本發明以隧道施工過程中掌子面前方的斷裂等不良地質體為探測對象，與現有技術相比，本發明采用定性判斷和定量判斷相合的方式，將現有的多種檢測方法進行有機結合，提出了一套多手段綜合探測方案，并對地質雷達現有探測方法進行了改進和優化，完善了構造發育區隧道施工期超前地質預報機制，提升了預報的精度和準確性，極大的降低了現場探測過程中占用施工的時間，為隧道的順利施工提供了支持，推廣前景好。

技術領域

本發明涉及G01V9/00技術領域，更具體地，本發明涉及一種隧道施工期構造斷裂綜合超前地質預報方法。

背景技術

隨著我國經濟社會的快速發展和城市規模的不斷增加，人民對于城市交通出行的便捷性、運輸量和出行時間提出了更高的要求，城市軌道交通快速發展，城市軌道交通建設進入快速發展階段。然而，在城市軌道交通工程施工建設過程中，常常面臨復雜的地質條件。這些復雜的地質條件往往會誘發多種地質災害，給隧道施工帶來極大的風險，對施工人員及機械設備安全造成極大威脅。

在斷裂發育區進行隧道施工時，斷裂富水性、斷層破碎帶寬度及巖體破碎程度等都不同程度的影響著隧道施工期及運營期的安全，且施工處理周期長、難度大、經濟成本高，因此對斷裂的準確探測、預報便顯得十分重要。

傳統的鉆探受鉆孔間距和數量的限制，存在“一孔之見”的問題，難以對斷裂的發育程度、位置和規模等做出精確的探測和合理準確的評價，使得在進行隧道施工時發生地質災害的幾率大大增加。

隨著地球物理勘探技術的不斷發展和物探手段的不斷豐富，在探測方面取得了長足的進步，目前常用的隧道施工超前預報方法主要有超前水平鉆孔法、地質素描法、紅外地質超前探法、地震波法預報方法，例如：TSP法、TRT法、TST法、垂直反射法等等；及電磁法，例如TEM、GPR等等。雖然上述各種方法均較為成熟且在隧道施工超前預報方面得到廣泛應用，但每種方法在使用過程中均存在一定的局限性，單一的超前預報方法無法準確預報前方的地質情況，但在施工過程中，通過對勘察資料進行分析并結合現場踏勘，對上述幾種超前預報方法進行選擇和方案優化設計，形成綜合超前地質預報方法，對探測結果進行綜合分析，便可得到更精確的探測結果，從而對掌子面前方的地質情況進行合理準確的評價，進而指導隧道的施工。

近年來，在對斷裂發育區隧道施工進行超前預報時，開始采用綜合超前地質預報方法，把不同超前預報方法進行組合，對探測方法進行相應優化，進而對探測結果進行相互補充、相互驗證，使探測結果更為精確可靠。然而，現有超前預報方法針對斷裂富水性、斷裂的發育規模等在探測時存在一定困難，且洞內長距離探測費用高昂，耗時較長，精確度有限，經濟性較差。

雖然單一超前地質預報方法已較為成熟且在得到了廣泛應用，但每種方法在使用過程中均存在一定的局限性和偏差，無法準確預報前方的地質情況。彈性波法雖探測距離較長適用于長距離預報，但工作效率偏低，精確度有限；電磁波法探測效率較高，但易受到環境、鄰近障礙物(如水泵、臺車、挖掘機等)或交流電纜線的干擾。

近年來，在隧道施工期間對不良地質體進行超前預報時，開始采用綜合超前地質預報方法，把不同超前預報方法進行組合，并對現有探測方式進行優化。然而，現有超前預報方法針對斷裂富水性、斷層破碎帶寬度及巖體破碎程度等特點在探測時存在一定困難。此外，不合理的選用超前地質預報方法，也會造成施工成本增加、工期延誤等問題。

發明內容

針對現有技術中存在的一些問題，本發明第一個方面提供了一種隧道施工期構造斷裂綜合超前地質預報方法，包括下面步驟：

(1)宏觀預報；

(2)地質雷達長距離預報；

(3)地質雷達短距離預報；

(4)精確預報。