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超前地质预报综合物探技术在六郎隧道施工中的应用 苏 彦 喜 （中铁十七局集团云桂铁路项目经理部二分部） 摘 要：六郎隧道岩溶高度发育，岩溶水丰富，运用超前地质预报综合物探技术，通过采用不同的预报手段和不断的总结改进，目前已成功提前探测出多条溶腔和断层，为后续施工提供了技术保证，加快了施工进度，保证了施工安全。 关键词：六郎隧道；超前地质预报；溶腔；物探 一、工程概况 六郎隧道位于红石岩～南盘江区间，起讫里程为DK573+807～DK587+897,全长14090m。本隧速度目标值为200km/h,预留250km/h的提速条件。本隧道设置一横洞+一贯通平导的辅助坑道模式，于隧道左线线路中线左侧30m设一贯通平导，平导进口里程PDK573+830,出口里程PDK587+920，全长14090m，平导设32个横通道与隧道正洞相连，正洞轨面设计高程=平导坑底面高程+2.1m，平导纵坡与正洞纵坡相同。于DK582+300左侧设置横洞一座，横洞长244m，交角为90°。六郎隧道共设置3个工区进行施工，为别为六郎隧道进口工区、六郎隧道横洞工区、六郎隧道出口工区。 隧道主要穿越三叠系中统法郎组B段（T2fb）岩性为黄灰色薄至中厚层状泥岩、砂质泥岩、钙质粉泥岩、粉（细）砂岩，该套地层中普遍含钙质；个旧组二段（T2g），岩性为灰色、灰白色厚层至块状泥岩、白云岩、局部夹泥灰岩、钙质泥岩等。隧址区地下水类型划分为：松散岩类孔隙潜水、碎屑岩类孔隙裂隙水、碳酸盐岩类岩溶水等三种类型，预测隧道正常涌水量约为7.9×104m3/d，雨季最大涌水量约为58×104m3/d 六郎隧道地质情况复杂，主要不良地质现象为岩溶及岩溶水，施工中可能发生突泥、突水现象， 主要工程地质问题有地表水的漏失、软质岩及软弱夹层、构造破碎带及构造裂隙水、崩塌落石、隧道发生岩爆的可能等。 二、超前地质预报的目的 由于六郎隧道地质条件很复杂，隧道穿越富水溶腔及断层，岩溶发育的复杂多变、可能会产生大量突泥、涌水，施工必须进行超前地质预报,以减少或避免因突泥、涌水而造成的损失，为制定施工方案和措施提供必要的参数,如地下水压力、水量、管道岩溶的大小、方位等；做好地质超前预报不仅保证了安全同时也节约了成本，通过超前地质预报，提前探明前方围岩情况，针对围岩情况，做好相应的支护准备，以减少没有必要的人员、物质、设备的投入，加快了工程进度。 三、各种超前地质物探手段的原理 1、TSP203探测 六郎隧道TSP探测采用瑞士安伯格公司生产的TSP203Plus隧道地质超前预报系统，TSP203Plus可以预报隧道掌子面前方0～150m范围的地层状况，可以满足长期（长距离）超前地质预报的要求。 TSP203Plus探测是根据地震波的回波原理，人工制造一系列有规则排列的轻微震源，这些震源所激发的地震波沿隧道前方及四周传 图1 TSP203Plus主机图片 播，遇到不良地质体分界面（如地层层面、节理面、岩溶面，特别是断层破碎带界面等）产生反射、透射、散射等现象，由三维地震波接收器在计算机的监控下采集反射回来的地震波数据。这些回波信号的传播速度、旅行时间、波形、振幅和方向与相应的不良地质体的性质和分布状况紧密相关，通过分析可以得到前方地层的地质力学参数。TSP203Plus是一种专门为隧道地质超前预报而设计的检测系统并被普遍采用，但在应用中，要充分考虑其边界条件，即：被探测物有足以使地震波反射的界面，而且这个界面的法线与隧道轴线的夹角越小效果越好；探测岩溶时，岩溶应有一定延伸，形成界面，否则探测效果不好；另外探测效果还与溶槽洞穴的发育状态有关；探测的分辨率与探测深度成反比，与探测目的物的体积成正比，物探称之为洞径比，即探测深度与被探测物的直径之比，一般洞径比大于20时分辨率严重降低。 TSP203地质预报系统探测、解译距离远,分辨率高,系统智能化程度高,数据记录基本采用自动记录系统,试验过程简单,对施工影响较小RPD-150C多功能钻机系统具有探测准确、探测结果受外界影响小等优点RPD-150C多功能钻机系统与TSP203地质预报系统有很大的互补性,综合两种手段,可以及时预测预报到大部分地质不良地段,为隧道工程的施工奠定基础B段（T2fb）岩性属于泥质灰岩，节理较发育，岩溶较发育。 1、TSP203探测的应用 （1）探测时间 现场探测准备时间为 2011 年 1 月 21～22 日，1 月 23 日正式测试，201 年 1 月 24 日～1 月 25 日进行资料处理与报告编制。 现场工作布置情况 六郎隧道进口平导现场掌子面宽度 5.m，高 6m。本次探测掌子面的里程桩号为：PDK574+013。共布置 18 个有效炮孔，接收孔与最近炮孔距离 15m。 仪器及现场工作