超前地质预报在南水北调中线工程的应用

隧道施工不同于其它工程，一是最显著的特点就是前者对于施工前方地质情况不能很好的揭示，造成隧道塌方经常发生。轻则小塌方，重则造成人员伤亡和设备损坏，以及其所带来的次生灾害更加重了生态环境污染和破坏。特别是在城市地下工程建设过程中，因地质不明造成大塌方造成地下各种电力电缆、煤气燃气管线、热力管线、人防通道、给排水等管线开裂甚至断裂而漏水、漏气引起交通中断，火灾发生，人民的财产受到损失和生命受到伤害。因此隧道施工是一个充满高度风险的行业。过去隧道施工全靠经验，但随着社会的发展、科学的进步，隧道从设计到施工都有了全新的理念。对围岩的认识也提升到了一个全新的高度，就是在隧道的施工中“如何爱护围岩，如何保护围岩”。要达到这个目的，在隧道施工前，必须充分认识和了解围岩，进行超前地质预报。 一、超前地质预报方法 　　目前地质预报方法有多种，归纳起来可分为两大类：一类是直接方法，另一类是间接方法。 　　所谓的直接方法，是地质法和钻探法。例如在隧道勘测设计阶段，对隧道沿线进行地质调查，钻孔勘探，从而获得地质信息，作为隧道预设计的依据。但由于钻孔是在设计线路上隔一定的距离进行地质取样，加上地质情况的复杂和多样性，不能全部反映隧道沿线的地质全貌。只能在隧道开挖过程中作为施工前参考，在隧道施工过程中还得随时注意工作面围岩状况，进行地质描述，做出施工记录，推断前方围岩状况，或进行超前钻探，即在掌子面进行钻孔取芯，直接获取前方短距离地质信息。而间接法，则使用地球物理技术进行勘探，如洞内施工采用地质雷达法等。 二、超前地质预报的工作流程 　　要做对工作面前方的地质情况作好超前地质预报工作，出准确的判断，首先要有准确而全面的信息资料，对于信息资料的获取来源于隧道的勘测资料、隧道设计资料和掌子面地质素描。在隧道勘测设计阶段，针对隧道选址进行钻探所获取的地质资料是隧道设计的主要依据，所有这些资料，对于承包商在选择隧道开挖方式和开挖作业安排时，可以作为非常重要的依据。它可以使我们对隧道主要的地质病害地段有一个宏观的了解。在隧道的开挖作业过程中，对已开挖的洞段和掌子面实际情况，不间断的记录其围岩岩性、结构、断层、风化和水文实况，并附以草图，则是推断作业面前方围岩状况的主要依据。 　　在隧道施工前，仔细研究地质勘探资料，在施工过程中，不断获取直接和间接地质信息，结合掌子面地质素描，及时修改开挖方法，修改支护设计，以保证作业安全。为了使获得的信息能充分发挥作用，必须对其进行分析、研究，去粗存精，去伪存真。西四环暗涵工程在隧道施工过程中建立起了地质预报信息传递流程，如2.1图所示： 三、地质描述方法 　　 1、施工地质日志 　　施工地质日志，记录施工地质事项、技术往来活动、重要施工措施及施工情况、工程重大事项等。通过不间断地记录施工地质日常活动和工程重大事项，使各方参建人员掌握施工过程中的地质情况，对围岩的工程地质问题的性质及其影响和边界条件有清晰的判断。为处理方案及与工程地质条件相关的安全监测方案的制定提供科学依据。 　　地质日志应侧重施工过程，施工程序、方法、工艺及其对围岩的影响，围岩支护、处理措施的实施情况；软土、粉土、细砂土等的性状，卵石、漂石和块石层的架空、密实情况，土体含水量的变化；地下水的出露位置、流量

土工膜是一种以高分子聚合物为基本原料的防水阻隔型材料。主要分为： 低密度聚乙烯LDPE土工膜、高密度聚乙烯HDPE土工膜和EVA土工膜。1.幅宽、厚度规格齐全。2.具有优良的耐环境应力开裂性能及优良的耐化学腐蚀性能。3.优良的耐化学腐蚀性能。4.具有较大的使用温度范围和较长的使用寿命。5.使用于垃圾填埋场、尾矿储存场、渠道防渗、堤坝防渗及地铁工程等。

和水质，管涌、流土等情况；对围岩稳定有影响的空洞分布位置、规模。 　　 2、地质预报 　　当开挖揭露的地质情况与前期工程地质勘察资料有较大的出入，预计开挖前方可能遇到软弱层带、含有害气体的地层、突泥、突水等。当出现围岩不断掉块，洞内灰尘突然增多，支撑变形或连续发出响声。出现片帮或严重鼓胀变形。出现以上情况时，应对其产生原因、性质和可能的危害作出科学的分析判断，并及时进行预报。 　　施工地质预报应对未开挖洞段的地质情况和可能出现的工程地质问题及出现坍塌、崩落、膨胀、涌沙、突泥、突水的位置、规模和发展趋势，含有害气体地层的位置做出预测。施工应根据地质条件的变化，及时改变施工工艺，或进行施工变更设计。把施工中出现的不安全因素降到最低，从而确保施工人员和设备的安全。 四、体会 　　隧道是一项地下隐蔽性工程，其工程质量和安全在于人们对围岩条件掌握程度。在其开挖过程中的人身和机械设备的安全完全依赖于对围岩的认识。在施工图设计时，尽管进行了地质勘探，但对围岩性质仅有轮廓性的认识和概念，事先难以全面准确地掌握。所以在隧道开挖过程中暴露出的围岩，才是最真实的围岩状况。如果围岩符合设计条件，应按施工图进行施工；如果出现围岩与设计不符，围岩条件极差，一旦出现突发性地质病害，必然导致措手不及，后果难以设想。而地质超前预报是隧道施工的惟一手段。 结合地质勘探，对掌子面前方进行超前探孔，直接得到前方围岩条件状况；加上对掌子面地质的岩性、产状、结构、风化、水文情况有一个直观、真实、全面的认识。综合以上三方面的情况，就可以推断掌子面前方15米范围内地质状况。从而可以采取合理有效的施工工艺，避免造成地质病害和安全事故。如果再采用地质雷达则能探测出地层内空洞、明显不连续带、硬岩体的分布状况，再加上地质素描和地质调查就可以准确判断掌子面前方的围岩均质性、节理发育及水文情况。这种综合分析法对于指导施工极具重要指导意义。可以预见，随着计算机技术的发展，地下工程综合分析技术将在超前地质预报和工程地质病害判断方面发挥更大的作用