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［摘要］在隧道工程建設中，地質預報是整個建設施工中首個要解決的問題。目前在地質預報中使用的主要方法有鉆爆法和TBM技術，本文就這兩種方法簡要的做以介紹。并就信息化技術在隧道工程建設中的使用及未來發展方向做出了展望。

［關鍵詞］隧道建設；地質預報；信息化技術：發展方向

改革開放以來，我國的經濟取得了飛速發展。在交通建設、水電工程、能源礦山以及其他領域的發展建設中，都涉及到了隧道工程建設。而我國幅員遼闊，地質差異懸殊，使隧道建設規模和難度都大幅度增加。在隧道工程建設中，首先要解決的一個困難就是了解隧道所處地質條件。因為山高洞長、地形復雜、不良地質、以及隱蔽性等因素，使人們很難準確預測隧道沿線的地質情況。而這一結果，卻對隧道工程建設的順利進行起到關鍵性的作用。地質條件了解的越詳盡，越能保證隧道工程建設的安全進行，更能保證建設人員的人身安全。

1隧道工程地質預報的發展歷程

從20世紀70年代開始，建設人員就開始注重隧道工程地質預報。最先使用的方法有超前導洞法、超前鉆探法。但這兩種方法的時間周期長，作業成本高，逐漸被無損地球物理超前探測技術所代替。地球物理超前探測技術又分為電磁類、直流電法類、地震發射類等類別。而在目前隧道工程建設中，使用的最多的是鉆爆法，這種方法在技術上進展較大，但還存在一些關鍵問題需要技術人員攻克。另一種處于起步階段的技術是TBM環境超前地質預報技術，這種技術因為TBM機械占滿隧道空間，而使其難以被使用在地質預報中。

2隧道工程地質預報當前的進展

2.1鉆爆法超前地質預報動技術的進展。鉆爆法超前地質預報技術包括多種類別，主要有：超前鉆探類、地震反射類、電磁類和其他方法，雖然類型眾多，但都是以地質介質的某一種性質差異為物理基礎的，如地質的導電性質、彈性性質等。每一種方法都有其各自己的適用范圍，有其優缺點，但這些預報方法都是基于對地質資料的分析整理，綜合判斷的基礎上進行的。主要的分析工具和方法有：收集隧道所處地段的地質資料、詳細調查地表特性、隧道內復雜地質編寫記錄、數碼照相，素描或者儀器成像、涌水量的預測、超前炮孔等，將這些方法所獲取的結果加以對比、論證、合理推斷，就可以對隧道施工所處地段的工程水文地質情況有了一個比較詳盡的了解，為超前地質預報方案的制定提供依據和指導[1]。超前導洞法是超前鉆探類的一種，它能得到比較大的斷面，有利于更加全面的展示出隧洞前方的地質情況，能較準確地推斷出不良地質體在主洞里有分布情況，但這種方法耗費的時間周期長，成本代價較高。為了節約費用，一般在實踐工作中如果有并行的數條隧洞，工程人員只需選擇其中的一條來進行超前探洞。超前水平鉆孔法也是超前鉆探類的一種，它的原理與超前導洞法的大致相同，區別是它用鉆探設備向隧洞前方進行鉆探，它的優點是速度快，效率高，能揭露出前方地層的多種性質，如地層巖性、地下水、巖溶、夾層以及巖石強度等，是最直接有效的地質預報方法之一，在工程實踐中被廣泛地使用。但它的缺點是因為鉆探面積小，有可能導致不良地質的漏報。地震反射法對具有彈性差異的不良地質有較為敏感的響應，但對地質中是否含水卻無法辨識。這種方法的主要觀測方式分為直線類觀測、空間觀測和極小偏移距地震觀測，像TSP技術和負視速度法屬于直線觀測方式。TSP技術的優點是對規模較大的不良地質體，特別是對斷層、破碎巖體等與隧道軸線接近垂直的界面有很好的探測效果，缺點是定位不準確，探測結果不可靠?？臻g觀測方式主要有TRT技術和TST技術，這兩種方法有利于獲得速度分布結果，可以提高定位的準確性，但其占用的空間較大，耗費的時間較長。陸地聲納法屬于極小偏移距地震波法，這種方法發出的地震波能量較為集中，適用于中小規模的溶洞探測和與軸線小角度相交的不良地質體。近年來，地震波也被嘗試地用于含水體地質的預報。瞬變電磁法可以對含水體進行識別和定位，采用不接地回線向探測面前方發身一次場，由低阻目標感應渦流產生二次場，通過測量分析二次場隨時間的變化來達到超前地質探測的目的。目前采用的是二維探測，三維探測將是未來的發展趨勢。為了解決不良地質的復雜性和多解性，獲得更加準確的預報信息，技術人員嘗試將多種超前預報技術相互結合，相互補充，對各種結果進行相互驗證。這是未來需要技術人員不斷探索研究的。2.2TBM隧道超前地質預報技術的進展。一般情況下，TBM機械都配備一臺快速超前地質鉆機。由于TBM機械結構的限制，使探測存在很大的盲區。為了解決這個問題，國外技術人員利用已有鉆孔，實施雷達成像探測，可以比較好的識別出不良地質體中的裂隙、溶洞、破碎巖等情況。TBM技術在我國還處于系統研究，如何改善相關技術種類較小的現狀，提高定量化水平和精度，都是未來主要的研究方向。

3信息化技術在隧道工程建設中的使用和未來發展方向

信息化技術對隧道施工來說越來越重要，計算機具有強大的運算功能，可以對各種探測技術進行分析處理，也可以對隧道施工進行實時監控，對施工過程進行有效管理。也可以開發集計量、實驗、管理為一體的信息化管理平臺，以系統數據庫為基礎，整合各種信息，還可以設置異常預警等功能，對隧道施工提供了很大的幫助。近年來，大數據技術大力發展，也被嘗試應用于隧道工程建設方面。TBM技術在隧道工程中使用時的安全因素，除了不良地質這一因素外，還與其選型和操控參數有關，大數據技術可以對大規模數據進行分析處理，對選型和操控參數的選擇，應用大數據技術興許是可行的。除了大數據技術，智慧隧道就更加先進，依靠強大的互聯網技術，利用智能化傳感器、GPS、無線射頻技術，形成物聯網，可以對物理隧道、施工人員及設備做到全面感知，這將是未來的發展方向。

4結束語

隧道工程建設地質預報及信息化技術還有很長的路要走，還有很多關鍵技術需要解決，這就需要我們的技術人員夜以繼日，孜孜不倦地去研究、去實踐。未來的隧道工程建設，在技術上一定會的新的突破，質量和效率也會有質的提高。

參考文獻

[1]陳澤翼.超前地質預報技術在鐵路工程隧道施工中的應用[J].科技尚品，2017（4）：90-91.

作者:劉園 單位:西安鐵路職業技術學院