敏度的地震检波器接收。通过测量反射回波的时间、波形和强度，可以达到预报隧道掌子面前方地质条件的目的。在本发明中，使用TSP24超前地质预报系统进行TSP探测。在用TSP地震波探测仪进行探测时，可以每隔10m?150m对掌子面前方的地质状况进行一次探测。
[0026]在步骤S30中，采用地质雷达进行探测。然后，在步骤S31中，对探测结果进行判断。如果在步骤S31中探测出前方岩体含溶洞(即，判断为异常)，则在步骤S32中采取相应措施处理前方岩体中存在的溶洞，如果在步骤S31中未探测出前方岩体含溶洞(即判断为正常)，则执行步骤S40。
[0027]在采用地质雷达进行探测时，开挖中导洞，并以该中导洞为核心使地质雷达呈辐射状布置。这样可以有效地探测中导洞掌子面前方以及隧道正洞内的溶洞、岩溶水及裂隙等地质构造。可以每隔30m对掌子面前方的地质状况进行一次地质雷达探测。
[0028]在步骤S40中，采用水平钻孔进行探测。然后，在步骤S41对探测结果进行判断。如果在步骤S41中探测出前方岩体含溶洞(即，判断为异常)，则在步骤S42中采取相应措施处理前方岩体中存在的溶洞，如果在步骤S41中未探测出前方岩体含溶洞(S卩，判断为正常)，则在步骤S50中判断为不存在溶洞地质灾害体，可以进行正常施工。
[0029]当前述的三级探测依然无法确定是否有不良地质体时，尤其是对于地下水及水压情况无法确定时，则必须开挖超前水平地质钻孔对前方岩体进行钻探。水平钻孔设备可以为水平钻机或潜孔钻机，例如可以为WEP100型潜孔钻机或者MKD-5型潜孔钻机。采用水平钻孔进行探测时，可以对开挖前方30?50m的距离进行钻探。
[0030]以上结合图1描述了本发明所述的岩溶地区隧道施工中的地质预报方法的一个实施例。然而本发明不限于此。事实上，在进行上述步骤S10-S40之前，还可以通过下述步骤对待预报岩体的危险度进行预判，根据预判结果，可以决定是否对前方岩体进行重点探测。
[0031]具体说，在步骤S10之前，可以采用岩土工程软件，根据前方岩体的物理力学属性、隧道及岩体的几何参数，计算隧道的拱顶沉降值、净空收敛值、地表沉降值和拱底隆起值，如果计算出的这些值超出其相应的安全阈值，则依次执行步骤S10至S40，如果计算出的这些值未超出安全阈值，则执行步骤S10至S40中的至少一个步骤，通常，可以只执行步骤S10-S40中的一个或两个步骤。
[0032]所述岩土工程软件可以为Midas GTS软件，所述岩体的物理力学属性可以包括重度、泊松比、弹性模量、内摩擦角、粘聚力等参数。所述安全阈值可以参考《铁路隧道监控量测技术规程》TB10121-2007、《公路隧道设计规范》JTG D70-2004、《公路隧道施工技术规范》JTJF60-2009等相关行业规范中所规定的拱顶沉降值、净空收敛值、地表沉降值和拱底隆起值来确定。
[0033]借鉴一般隧道施工模拟过程的力学分析思路，将其应用于岩溶地区隧道施工过程中的溶洞分析，可以很好地对前方岩体的危险度进行预判。对于预判为较危险的前方岩体，可以实施重点探测，而对于预判为不危险的前方岩体，则只进行一般的探测即可，从而可以节省预报费用，提高施工效率。实践证明，通过本发明提供的上述步骤可以对岩溶地区岩体的危险度进行有效的预判，从而可以大大地提高预报速度和预报效率。
[0034]本发明的有益效果是:以溶洞等地质灾害体为对象，将精细化综合超前地质预报贯穿于岩溶地区隧道施工的全过程。利用数值计算分析预判岩溶地区隧道施工前方岩体中的溶洞风险，从而使得超前地质预报工作能够有的放矢、重点突出、消除地质预报的盲目性、并提高预报准确率和效率，降低预报成本。所选用多种单项预报方法之间的相互关系明确且设计合理、各种单项预报方法的探测结果互为补充，各步骤间的衔接及顺序安排合理。实际进行探测时，分为四级预报，第一级采用红外探测进行预报，第二级运用TSP地震波探测仪进行预报，第三级采用地质雷达进行预报，第四级采用地质钻机打设超前探孔或者采用超前导坑法进行预报。本发明提供的方法是岩溶地区勘察方法的深化，弥补了当前岩溶地区地勘成果综合分析不足的缺陷。
[0035]本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的岩溶地区隧道施工中的地质预报方法，还可以在不脱离本
【发明内容】
的基础上做出各种改进和组合。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
【主权项】
1.一种岩溶地区隧道施工中的地质预报方法，对于每一循环的隧道掘进，该方法包括如下步骤: 1)进行红外探测，绘制相应的红外辐射曲线，根据该曲线的趋势判断前方岩体是否含岩溶水，如果判断出前方岩体含岩溶水，则采取相应措施处理前方岩体中存在的含水溶洞，如果未判断出前方岩体含岩溶水，则执行步骤2); 2)采用TSP地震波探测仪进行探测，如果探测出前方岩体含溶洞，则采取相应措施处理前方岩体中存在的溶洞，如果未探测出前方岩体含溶洞，则执行步骤3)； 3)采用地质雷达进行探测，如果探测出前方岩体含溶洞，则采取相应措施处理前方岩体中存在的溶洞，如果未探测出前方岩体含溶洞，则执行步骤4); 4)采用水平钻孔进行探测，如果探测出前方岩体含溶洞，则采取相应措施处理前方岩体中存在的溶洞，如果未探测出前方岩体含溶洞，则判断为不存在溶洞地质灾害体。2.如权利要求1所述的岩溶地区隧道施工中的地质预报方法，在步骤I)之前还包括: 采用岩土工程软件，根据前方岩体的物理力学属性、隧道及岩体的几何参数，计算隧道的拱顶沉降值、净空收敛值、地表沉降值及拱底隆起值，如果计算出的这些值超出其相应的安全阈值，则依次执行步骤I)至4)，如果计算出的这些值未超出安全阈值，则执行步骤I)至4)中的至少一个步骤。3.如权利要求2所述的岩溶地区隧道施工中的地质预报方法，其中， 所述岩土工程软件为Midas GTS软件，所述岩体的物理力学属性包括重度、泊松比、弹性模量、内摩擦角、粘聚力。4.如权利要求1所述的岩溶地区隧道施工中的地质预报方法，其中，采用TSP地震波探测仪进行探测时，每隔10m?150m对掌子面前方的地质状况进行一次探测。5.如权利要求1所述的岩溶地区隧道施工中的地质预报方法，其中，采用地质雷达进行探测时，开挖中导洞，以该中导洞为核心使地质雷达呈辐射状布置。6.如权利要求1所述的岩溶地区隧道施工中的地质预报方法，其中，采用水平钻孔进行探测时，对开挖前方30?50m的距离进行钻探。
【专利摘要】本发明提供一种岩溶地区隧道施工中的地质预报方法，对于每一循环的隧道掘进，该方法包括如下步骤：1)进行红外探测；2)采用TSP地震波探测仪进行探测；3)采用地质雷达进行探测；4)采用水平钻孔进行探测，只有在这四级探测中未探测出前方岩体含溶洞，才判断为不存在溶洞地质灾害体。另外，在进行上述四级探测前，可以采用岩土工程软件，根据前方岩体的物理力学属性、隧道及岩体的几何参数，计算隧道施工前方岩体含溶洞的风险，对于风险高的岩体进行重点探测，而对于风险低的岩体进行一般探测。本预报方法的准确度高、效率高、成本低。
【IPC分类】G01V11/00
【公开号】CN105334548
【申请号】CN201510685079
【发明人】王连俊, 徐龚鑫, 王凯, 通振远, 李阳, 肖剑, 王炎, 梁彦伟, 付明辉
【申请人】中冶交通建设集团有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年10月20日