长距离隧洞超前地质预报的信息解读与应用

长距离隧洞超前地质预报的信息解读与应用

管亚春

云南玺程勘察设计有限公司  云南昆明  650233

摘要：随着城市化发展步伐不断加速，以及对自然资源需求的不断提高，越来越多的工程建设项目需要穿透复杂地形和地层。在这种背景下，隧洞建设成为连通山脉、跨越河流和城市地下设施连接的重要手段之一。为了有效避免或减缓工程建设中的地质风险与意外，超前地质预报技术便成了工程勘察、设计与施工阶段必不可少的技术手段。特别是在长距离、地质条件极为复杂的隧洞项目中，其重要性愈加突出。

关键词：长距离隧洞；超前地质预报；信息解读；应用策略

引言

随着建设的快速发展，长距离隧洞的建设日益增多。然而，隧洞建设过程中的地质问题是一大挑战。为了保障隧洞施工的安全与顺利进行，地质预报显得尤为重要。本文将重点解读长距离隧洞超前地质预报的信息，并探讨其在实际应用中的价值。

一、地质预报信息解读

（一）地质构造

地质构造是决定隧洞围岩稳定性的关键因素。在分析地质构造信息时，必须仔细研究岩层产状、断层和裂隙等要素的特征及其相互作用。这些因素直接影响着隧洞施工的难度和安全性。岩层产状反映了岩层的空间位置和走向，对隧洞掘进的方向和坡度有直接影响。如果岩层产状复杂，可能存在较大幅度的倾斜或弯曲，这将增加围岩的不稳定性，导致施工过程中的安全风险增加。断层是地质构造中重要的结构面之一，它破坏了岩层的连续性。断层的存在可能导致围岩的破碎和松动，进而影响隧洞围岩的稳定。因此，在隧洞设计施工过程中，必须充分考虑断层的分布和性质。结构面是岩石结构中的划分，虽然单个结构面对围岩的影响有限，但结构面的发育程度和组合方式会对岩体的整体稳定性产生影响。在隧洞施工中，需要对结构面进行细致的观察和分析，评估其对围岩稳定性的影响。

（二）岩石性质

岩石性质是隧洞施工中至关重要的考量因素。岩石的性质多样，包括岩石的强度、风化程度等，这些性质直接影响着隧洞围岩的承载能力[1]。岩石强度是指岩石抵抗外力作用的能力，是评估围岩稳定性的重要指标。在隧洞施工过程中，需要根据岩石强度来选择合适的掘进方法和支护措施，以确保施工的安全性和经济性。岩石风化程度反映了岩石受自然因素影响后的变化程度。不同风化程度会导致岩石的性质发生变化，进而影响隧洞施工的过程和难度。对于高度风化的岩石，其承载能力和稳定性可能较差，需要采取更为复杂的施工技术和措施。

（三）地下水状况

在隧洞施工过程中，地下水的影响是不可忽视的。由于地下水存在，可能会导致围岩软化、涌水等地质问题，这些问题不仅会影响施工进度，还可能对施工人员和设备的安全构成威胁。因此，对地下水状况进行预报显得尤为重要。通过预报地下水的状况，可以及时了解水位、水质、水流速度等参数的变化情况，从而预测可能出现的地质问题。一旦预测到可能出现的问题，施工单位便可以提前采取相应的应对措施，如加强支护、设置防水设施等，以确保施工的安全性和顺利进行。在隧洞施工中，对地下水的监测和预报是一项重要的技术工作。借助现代科技手段，如地质雷达、钻孔水位观测等，可以实现对地下水状况的实时监测和动态分析。这些技术手段的应用，为隧洞施工提供了有力的技术支持，有助于减少地质问题的发生，保障施工的安全和顺利进行。

二、地质预报应用

（一）辅助设计

地质预报信息在隧洞设计中起着关键作用，为确保隧洞的稳固性，设计阶段需要准确理解地层结构及其物理性质。这不仅有助于预见潜在风险区域，还能提前进行干预以减少灾害发生概率，保障工程实施中的人员安全及设备完好。借助 地面穿透雷达及地下取样等多种方法获取精确地质资料。设计师们可以根据这些详细的地质数据制定更科学合理的设计方案，从而提高隧洞的整体性能和耐久性。利用先进的探测技术，比如三维激光扫描技术和地质力学分析工具，可以对复杂地层构造有深入认识，这为隧洞建设提供更为准确的支撑参数。通过建立基于地质信息的专业模型，并对其进行动态仿真测试，在项目初期即识别并评估可能出现的问题，及时采取补救措施。

（二）指导施工

地质预报信息不仅是前期设计的关键参考，还直接关系到施工方案的优化以及现场管理水平的提升。通过对地质情况的预先预测和分析，施工方能够提前准备应对不同地质条件的具体策略，从而显著提高工程的进度和安全性。例如，在得知具体岩石强度和裂隙分布的信息后，施工单位可有针对性地采用适当的支护方式，选择最优开挖方式，以达到节约成本同时提升工作效率的目的。施工前，工程师可根据地质预测数据调整参数及设备配置，从而避免不必要的时间浪费和资源消耗[2]。现场施工过程中，施工人员也需要充分利用地质预报信息。在地质变化较大区域进行施工作业时，依据详细的地质预报，可实时指导工人采取针对性的支护措施或调整开挖工艺，降低事故发生概率并确保人身安全。

（三）监测与预警

在隧洞施工过程中，定期比对和分析现场实际揭露的地质条件与前期的地质预报信息显得尤为重要。当施工中遇到实际情况超出预期的地层结构或是水文地质变化时，能够即时辨识潜在问题。这一动态监测体系不仅能帮助技术人员准确识别异常迹象，如岩层突然变化、地下水渗漏等问题，并能通过综合判断快速启动相应的应对方案。这样，不仅可以防止小问题恶化为影响全局的安全事故，而且有利于保持施工进程按计划有序进行。及时预警机制是其中的一个关键环节。通过有效的通信手段和技术工具，工地上的监测系统与管理部门之间建立起无缝连接，使得任何不利变化都能即刻反馈给负责决策的团队。这些预警信号促使工程管理人员能够立即响应，调度资源和设备到关键地点，采取加固或调整开挖方向等紧急措施。这种方法能够大大减少施工延误并提升整体工程的安全性能。

三、案例分析

在某长距离隧洞的建设过程中，地质问题成为影响施工进程的重要因素。通过进行超前地质预报的详细勘察，工程师们发现了该区域的岩层产状极为复杂，并且存在大量的断层发育。这些地质情况严重威胁到隧洞施工的顺利进行和人员安全。根据地质资料的分析和解读，设计人员果断决定对隧洞的结构设计进行优化，以适应复杂的地质条件。在施工现场，为了确保工人的安全以及工程的顺利进行，采取了多项针对性的安全措施。这些措施涵盖了施工流程的每一个环节，确保施工过程的安全可控。在实际施工过程中，监测与预警系统的建立起到了至关重要的作用[3]。通过这一系统，工程师们及时发现了一处潜在的地质问题，并立即采取了相应的处理措施。这不仅避免了可能的安全隐患，而且确保了隧洞施工的顺利进行。

结论：综上所述，长距离隧洞超前地质预报信息的解读与应用对于保障隧洞施工安全、提高施工效率具有重要意义。通过准确解读地质构造、岩石性质、地下水状况等信息，可以为隧洞设计、施工提供有力支持。同时，在实际应用中，应充分利用地质预报信息，辅助设计、指导施工、进行监测与预警，确保隧洞建设的顺利进行。

参考文献：

[1]谢东元,黄勇,王士发,张焱光,肖若.复杂地质条件隧洞开挖超前地质预报实践与应用[J].红水河,2020,39(6):99-101

[2]李和谋,张晓静,唐明武,等. 超前地质预报技术在昌波水电站导流隧洞施工中的应用[J]. 四川水力发电,2024,43(4):143-147.

[3]罗宇,胡帅.玉瓦水电站引水发电隧洞TRT技术地质超前预报[J].资源环境与工程,2016,30(3):385-388