隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

楊芳

摘 要：伴隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，超前地質(zhì)預(yù)報受到了社會各界廣泛的關(guān)注，要想完善隧道信息化施工管理工作，提升災(zāi)害防治和安全保障水平，就要積極建立健全完整的技術(shù)體系，順應(yīng)施工管理要求，將多元地球物理信息融合到具體施工項目中，從根本上提高施工綜合質(zhì)量。本文集中分析了隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)現(xiàn)狀，并對發(fā)展趨勢予以討論，僅供參考。

關(guān)鍵詞：隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù) 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

中圖分類號：U452.11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（c）-0063-02

1 隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 鉆爆法

在隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中，鉆爆法具有非常重要的應(yīng)用價值，目前，較為常見的是超前鉆探體系、地震反射體系以及隧道反射成像技術(shù)等，不同的探測體系就能將地質(zhì)作為媒介有效建立物理框架結(jié)構(gòu)，技術(shù)自身的適應(yīng)范圍和敏感特性也較為突出。地質(zhì)分析機(jī)制中，隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)要整合工程地質(zhì)分析和超前導(dǎo)洞處理技術(shù)，從而有效對相關(guān)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)報處理，合理性解釋應(yīng)用過程，完善地質(zhì)資料。需要注意的是，在隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)體系內(nèi)，主要是應(yīng)用地質(zhì)學(xué)理論建立對比和論證體系，就能對水文條件和工程地質(zhì)予以判定，有效結(jié)合地質(zhì)條件劃分風(fēng)險等級，合理性判定重點(diǎn)高風(fēng)險區(qū)域，為隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)應(yīng)用方案的制定提供保障，有效整合地表和隧道內(nèi)的工程地質(zhì)調(diào)查與分析報告，不僅能充分了解隧道地段實(shí)際地質(zhì)條件，也能對前方地質(zhì)條件進(jìn)行預(yù)測，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)就能提高探測工作的準(zhǔn)確性，一定程度上減少工程難度[1]。

1.2 地質(zhì)雷達(dá)法

在應(yīng)用隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)的過程中，為了對含水體予以集中識別和定位處理，就要利用地質(zhì)雷達(dá)法和瞬變電磁法等，將其應(yīng)用在隧道超前地質(zhì)預(yù)報機(jī)制中，能有效對含有水體的響應(yīng)過程進(jìn)行監(jiān)督，建立完整的距離探查機(jī)制，確保能維護(hù)相關(guān)數(shù)據(jù)的完整性，升級處理工序的控制效果。

除此之外，在20世紀(jì)80年代，我國一些機(jī)構(gòu)開始對鉆孔地質(zhì)雷達(dá)探測技術(shù)進(jìn)行研究，使得相應(yīng)技術(shù)體系和運(yùn)行結(jié)構(gòu)也更加明確，尤其是對隧道超前探測單孔反射體系進(jìn)行處理的過程中，能有效對目標(biāo)深度和距離、形態(tài)進(jìn)行控制，合理性完成定向控制，并且有效獲取目標(biāo)測定項目，維護(hù)單孔雷達(dá)的處理效果。并且，紅外探水技術(shù)、巖體溫度測試法也被應(yīng)用在掌子面探測項目中，能有效對含水體的地質(zhì)異常情況進(jìn)行判定，具有實(shí)效性應(yīng)用價值，且能有效整合溫度場分布信息和含水體位置關(guān)系判定。

1.3 TBM隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)

在隧道處理和地質(zhì)勘查過程中，因?yàn)樘厥庑院蛷?fù)雜性較為突出，因此，借助TBM施工隧道環(huán)境處理機(jī)制能有效升級應(yīng)用效果，但是，掘進(jìn)機(jī)畢竟較大，加之周圍電磁環(huán)境較為復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中會出現(xiàn)磁場畸變問題，甚至?xí)绊懻伦用娴挠行У厍蛭锢眄憫?yīng)。此時，需要借助瞬變電池技術(shù)和地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)，有效對施工環(huán)境予以分析判定，然而，在實(shí)際技術(shù)應(yīng)用中依舊會出現(xiàn)超前地質(zhì)預(yù)報的觀測空間狹小，難以布置對掌子面前方地球物理響應(yīng)敏感的觀測模式的問題，基于此，要對技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理[2]。

2 隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)發(fā)展趨勢

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的時代背景下，隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)也將呈現(xiàn)出全面升級的趨勢，不僅要對自身的問題進(jìn)行全面修正，也要結(jié)合超前探測發(fā)展結(jié)構(gòu)建立更加完整的技術(shù)體系。因此，定量化探水技術(shù)以及精細(xì)化成像技術(shù)都將成為未來技術(shù)的發(fā)展趨勢。

2.1 隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)定量化發(fā)展

在隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)體系內(nèi)，鉆爆法具有較為重要的應(yīng)用價值，且今后的發(fā)展也將逐漸趨于定量化處理，能在提升探測數(shù)據(jù)可靠性、準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，建立更加實(shí)用的管控體系，并且為預(yù)報數(shù)據(jù)的全面整合處理提供保障。在定量化探測體系內(nèi)，壓制多解性問題以及突破定量探水問題將成為關(guān)鍵，尤其是對超前預(yù)防方式進(jìn)行觀測管理。例如，在多同源三維定向激發(fā)激化探測機(jī)制中，最有效的處理和觀測方式就是獲取信息后對其進(jìn)行定量分析，以保證數(shù)據(jù)完整性的基礎(chǔ)上。也就是說，在技術(shù)結(jié)構(gòu)中，多元地球物理信息量和反演解釋成壓制多解性問題的關(guān)鍵。除此之外，在對隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)進(jìn)行定量處理的過程中，利用室內(nèi)或者是現(xiàn)場試驗(yàn)對典型探水微觀機(jī)制進(jìn)行綜合分析，能在建立極化和核磁共振信息體系后，將其和水量進(jìn)行對比分析，在此基礎(chǔ)上提升定量探水處理工作的合理性[3]。

2.2 TBM施工隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)

在一些發(fā)達(dá)國家，TBM技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有非常關(guān)鍵的地位，但是在我國TBM技術(shù)依舊還是處于初級發(fā)展階段，為了有效優(yōu)化隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)的整體性，就要對可挖掘性和適應(yīng)性進(jìn)行綜合處理，并且滿足不同的類型和搭配方式。另外，相關(guān)人員要借助掘進(jìn)機(jī)對震動激發(fā)的被動源地震處理項目予以控制[4]。

多同性源屏蔽聚焦激發(fā)極化技術(shù)的應(yīng)用機(jī)制具有一定的應(yīng)用價值，且能將系統(tǒng)控制在掌子面上，合理性維護(hù)TBM發(fā)展前景，并且要對單孔定向雷達(dá)裝配系統(tǒng)進(jìn)行處理，整合聯(lián)合反演機(jī)制，有效填充空白機(jī)制。最重要的是，在應(yīng)用TBM系統(tǒng)的過程中，能結(jié)合特殊要求建立完整的地球物理儀器搭載技術(shù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)超前地質(zhì)預(yù)報設(shè)備和TBM機(jī)械一體化處理的發(fā)展目標(biāo)，依據(jù)試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛢x器開發(fā)項目就能建立更加系統(tǒng)化的應(yīng)用體系[5]。

2.3 隨鉆或鉆孔精細(xì)超前探測技術(shù)

目前，在對導(dǎo)水裂縫以及三四級結(jié)構(gòu)面進(jìn)行寬度處理的過程中，要借助高分辨率鉆孔地球物理技術(shù)完成探測工作，且跨孔CT成像探測技術(shù)將成為未來發(fā)展趨勢，能有效對地質(zhì)雷達(dá)參數(shù)以及跨空彈波進(jìn)行綜合分析?；诖?，在隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)發(fā)展項目中，要對空間分辨率進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，從而整合跨孔成像規(guī)律，為效率管理和因素監(jiān)督提供保障。

需要注意的是，在對高分辨率電阻率CT成像體系進(jìn)行研究的過程中還發(fā)現(xiàn)，有效借助電阻率CT反演偏導(dǎo)數(shù)矩陣就能完成并行解析處理，有效維護(hù)耗時管理工作，也為電阻率有效升級和優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。

2.4 施工災(zāi)害監(jiān)測技術(shù)

在隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，將結(jié)合地質(zhì)體導(dǎo)電性以及彈性性質(zhì)變化進(jìn)行演化和災(zāi)變過程分析，有效發(fā)揮地球物理探測技術(shù)的應(yīng)用效率，也對非接觸感知優(yōu)勢予以控制，合理性整合實(shí)時性地質(zhì)預(yù)報技術(shù)，真正整合空間定位和時間維度，保證預(yù)報技術(shù)能在操作過程中發(fā)揮實(shí)際價值，能超前對災(zāi)害賦存源進(jìn)行定量分析，從而實(shí)現(xiàn)對災(zāi)變過程的實(shí)時監(jiān)測，維護(hù)管理工序的完整性[6]。

3 結(jié)語

總而言之，在隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)研究的過程中，要結(jié)合實(shí)際問題建立健全統(tǒng)籌性較好的處理機(jī)制，順應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢，充分整合技術(shù)應(yīng)用體系，結(jié)合隧道施工環(huán)境優(yōu)化技術(shù)運(yùn)行要素，保證能提升觀測模式的實(shí)效性。

參考文獻(xiàn)

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