Page 203 - 公路桥梁工程与隧道施工

第六章 高速公路隧道施工全过程风险动态分析与反馈设计方法研究

三、综合超前地质预报系统的应用分析

高速公路项目多个隧道施工工程中都采用了综合超前地质预报系统，以超前探测
地层岩性、软弱层的位置，断层破碎带的位置、宽度，岩溶洞穴的位置、充填情况以

及预报富水带的具体位置等，并通过测试分析较准确地预报开挖掌子面前方的不良地
质状况，细化了地质勘察资料，为工程施工提供更准确的地质参考，成功降低了施工
风险。在此仅以长城岭隧道为例进行成果展示。

长城岭隧道位于保阜高速公路冀晋界，该隧道构造单元上位于中朝准地台上的燕
山台褶带，山西断隆和华北断拗三个二级构造单元的结合部，多次构造运动使本区地

质构造复杂多变，穿越隧道的有 F31、F35 两条断裂，有五组节理、裂隙发育。隧道
围岩为太古代阜平群南营组黑云斜长片麻岩、混合岩化片麻岩。隧址区隧道进、出口
部分被第四系残坡积含碎石亚黏土覆盖，洞身部分地段沟谷内有冲洪积卵石、块石积

碎石土，下伏基岩主要为太古代阜平群南营组黑云斜长片麻岩、混合岩化片麻岩。第
四系孔隙水和基岩裂隙水发育。隧址区隧道进、出口部分被第四系残坡积含碎石亚黏

土覆盖，洞身部分地段沟谷内有冲洪积卵石、块石积碎石土，下伏基岩主要为太古代
阜平群南营组黑云斜长片麻岩、混合岩化片麻岩。第四系孔隙水和基岩裂隙水发育。
经 TSP 探测结果分析，与地勘资料预报的围岩类别不符，为准确确定该隧道围岩

地质情况，在地勘资料和 TSP 预报的基础上，利用地质雷达技术重点做好隧道掌子面
的超前地质预报（每 20m 做一次），准确预报掌子面前方的地质情况，为安全施工提

供决策依据。地质雷达法可以在短距离内针对复杂的地质情况做出准确的微观把握，
及时掌握掌子面前方的不良地质情况，提前采取预防措施，从而避免隧道内塌方、涌水、
涌泥等地质灾害现象的发生。在保阜高速公路隧道工程上，用 TSP 和地质雷达法互为

补充，选择了一些代表性的地段进行了探测。
原有地质勘察资料、TSP、地质雷达与实际开挖面相比较可以得出，单一的预

报方法无法完全准确地预报未开挖段的实际情况，但当以地勘资料信息为基础，将
TSP、地质雷达等方法提供的信息预报相结合，即得到更为准确的预报结论。并按照
得出的地质情况分别对开挖段修改围岩支护参数。施工中建议如下：

ZK146+715~ZK146+725，ZK146+874~ZK146+901 段按照Ⅳ围岩支护参数进行施
工，加强支护。ZK146+895~ZK146+919 段按照Ⅴ级围岩支护参数进行施工，同时进

行型钢支护加固，回填注浆处理。做好防水排水工作。根据 TSP 与地质雷达探测结果，
在长城岭隧道施工过程中及时采取防范措施，并制定了相应的应急预案，确保了工程

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