浅谈岩溶及超前探测技术在岩溶隧道中的应用张辽摘要：当隧道穿越可溶性岩层时，常遇到大小不等，部位不同、充填物及充填程度不同和含水量不等的溶洞。它们都给施工带来一定困难，有的甚至是灾难性的。如隧道底部充填深而充填很松软，隧道基底难于处理；有的溶洞岩质破碎，易坍；有时遇到大水囊或暗河，岩溶水或泥沙水大量涌入隧道，形成突水突泥，造成重大伤亡事故；有时遇到填满饱含水分的充填物的溶槽，掘进至边缘时，含水充填物不断涌入隧道，难以遏止，以至地表下沉，山体压力聚增，如大瑶山隧道竖井涌水；有的溶洞、暗河迂回交错，分支错综复杂，范围宽广，处理十分困难，甚至被迫改线等。关键词：岩溶；超前探测；施工技术前言岩溶(喀斯特)是可溶性岩石在水的溶(侵)蚀作用下，产生的各种地质作用、形态和现象的总称。岩溶作为山区隧道施工一项主要的影响因素，岩溶隧道修建引起的灾害问题主要为涌突水、突泥(沙)、塌陷,导致隧道围岩及支护结构变形、开裂、失稳直至坍塌,同时制约工程进度,直接危及人员和机械设备的安全,并造成工程投资的增加和生命财产的损失,还影响生态环境。对岩溶隧道进行超前地质预报是规避施工风险的最主要手段。岩溶对隧道施工的影响随着西部大开发战略的实施，隧道施工出现“大、长、难”趋势，隧道穿越岩溶区等复杂地质区域的比例逐步提高，在岩溶地区隧道施工过程中因岩溶造成的各种问题也层出不穷。岩溶主要的影响如下：岩溶涌水突水岩溶涌突水是岩溶隧道建设过程中最为常见的地质灾害，岩溶隧道开挖后改变了隧道所处地区地下水原有的运移、排泄条件，开挖的隧道成为新的排水廊道。岩溶涌突泥岩溶涌突泥往往发生在隧道开挖过程中，隧道开挖揭穿了溶洞或者岩溶管道，使溶腔内赋存的填充物突然涌出。溶洞涌突泥的发生具有突发性，所以危害大。溶洞涌突泥既可能造成洞内人员伤亡，机械设备掩埋、破坏，隧道施工的中断，又可能导致地表塌陷的发生。超前地质预报项目选择原则在隧道岩溶段施工地质超前预测预报方法，原则上采用“五结合原则”，即地表和洞内相结合、长距离和短距离相结合、宏观控制和微观探测相结合、构造探测和水探测相结合、地质法-物探法-钻探法相结合原则。按照以上原则，通过地质法分析前方地质构造，物探法确定前方不良地质。施工中在TSP、地质雷达、红外探水、地质素描等手段的基础上，把钻孔法作为主要手段，对施工过程中隧道开挖掌子面前方及开挖后隧道周边隐伏岩溶进行多方位立体式探测。通过各种预报方法相互验证，不断总结提高预报的准确性，较确切的探明溶洞、溶腔的确切位置、规模，溶洞、溶腔的处理提供科学依据。超前地质预报关键技术（一）超前地质预报常用方法1、工作面地质素描预报隧道开挖爆破后通过地质素描手段，及时查看工作面地质情况，修正设计阶段的地质信息，经工程地质类比预测隧道前方的地质状况，并为其他超前地质预报方法提供基础资料。地质素描的具体内容主要包含岩性、构造、地下水状况、围岩变形破坏记录。2、高密度电法高密度视电阻率法是一种阵列勘探方法，也称自动视电阻率系统，是直流电法的发展，其功能相当于四极探测与电剖面法的结合。通过电极向地下供电，形成人工电场，其电场的分布与地下岩土介质的电阻率ρ的分布密切相关，通过对地表不同部位人工电场的测量，了解地下介质视电阻率ρ的分布，根据岩土介质视电阻率的分布推断解释地下地质结构。该方法对围岩的含水情况特别敏感，如果围岩破碎含水，其视电阻率明显降低，完整、坚硬岩土的电阻率明显高于断层带或破碎带和富水带的围岩的视电阻率。高密度电法工作原理示意如图1所示。图1高密度电法工作原理示意图3、隧道地震波法（TSP）地震波超前地质预报系统是准们为隧道与地下工程超前地质预报研制开发的设备，它为方便快捷地预报掌子面前方100-200m范围内的地质情况提供了一种强有力的方法和工具。地震波超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况的。它是在掘进面后方墙壁一定范围内布置一排爆破点，以此进行微弱爆破，产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播，当岩石强度发生变化时，比如有断层或者岩层变化，信号的一部分被返回，如图2示意。返回的信号被经过特殊设计的接收器接收转化成电信号并进行放大。根据信号返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理就可以得到岩体强度变化界面的位置和方向。4、地质雷达探地雷达的工作原理与探空雷达类似，其理论基础为高频电磁波理论。工作方法是以宽频带短脉冲的高频电磁波的反射来他侧目的体及地质现象，如图3所示。图2TSP法工作原理图3地质雷达工作原理4、超前地质探孔超前地质探孔是对长距离探测到的不良地质体的确认。在物探手段单一的情况下超前地质钻孔应连续搭接进行，超前地质钻孔的位置、孔