【摘要】施工地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)將有助于提高隧道開挖過程中掌子面前方地質(zhì)情況的預(yù)報精度，保證施工安全，節(jié)約施工成本。以椿樹埡隧道為工程實(shí)例，通過TSP超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)的應(yīng)用，對隧道開挖過程中的圍巖級別、裂隙發(fā)育、含水情況等地質(zhì)信息進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報，保證施工安全。
【關(guān)鍵詞】施工地質(zhì)預(yù)報；TSP；隧道
1 引 言
TSP （tunnel seismic prediction）系統(tǒng)是瑞士安伯格測量工程技術(shù)公司為隧道超前地質(zhì)預(yù)報而專門研究設(shè)計的。它是目前隧道及地下工程地質(zhì)預(yù)報工作中，采用的較為先進(jìn)的設(shè)備。該系統(tǒng)的使用，可極大提高對地質(zhì)情況的判識能力，為施工生產(chǎn)提供安全保證。TSP超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)適用范圍廣，適用于極軟巖至極硬巖的任何地質(zhì)情況；其預(yù)報距離長，TSP的有效預(yù)報距離可達(dá)120m，在圍巖質(zhì)量好的地段可達(dá)300m，圍巖越硬越完整預(yù)報長度就越大；TSP超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)對隧道施工干擾小它可在隧道施工間隙進(jìn)行，即使專門安排此項工作，也不過30min左右；其提交資料及時，在現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的第二天即可提交正式成果報告[1]-[3]。
2 工程概況
椿樹埡隧道位于神農(nóng)架林區(qū)紅花鄉(xiāng)沈家灣，設(shè)計為單洞式隧道，展布方向187°左右。起止里程樁號K1535+003～K1537+108，全長2105m。隧道最大埋深約525m。洞室凈寬10.0m，凈高5.0m。本隧道進(jìn)口位于直線上，洞身位于半徑為R-800m圓曲線上，出口圓曲線半徑為R-270m，隧道縱向為單向坡，坡度/坡長為+2.998%/2246.896。
隧道區(qū)大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺，區(qū)內(nèi)大致以陽日―九道一線為界又劃分為北緣坳陷褶皺帶以及八面山褶皺帶。從地質(zhì)力學(xué)上分析，測區(qū)位于新華夏系一級大型隆起帶。隧址區(qū)未發(fā)現(xiàn)大的斷裂構(gòu)造。
根據(jù)已開挖段隧道洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查和掌子面地質(zhì)素描分析，層面總體產(chǎn)狀0°∠60°，層理發(fā)育，層面平整，層間結(jié)合一般，層面微張，無填充。主要發(fā)育兩組節(jié)理，產(chǎn)狀210°∠65°，間距0.6m，跡長1m，節(jié)理面平整，光滑，層間結(jié)合差；產(chǎn)狀260°∠45°，間距0.5m，跡長0.8～2m左右，節(jié)理面粗糙，閉合，層間結(jié)合一般，有微量碎屑狀巖石填充。局部受構(gòu)造擠壓作用，巖體較破碎。受層面、節(jié)理面切割，巖體整體完整，呈板狀，局部破碎，呈碎塊狀。掌子面及拱頂基本穩(wěn)定，有小規(guī)模掉塊現(xiàn)象。
隧道依次穿越震旦系上統(tǒng)燈影組、陡山沱組（產(chǎn)狀約0°∠58°）和神農(nóng)架群亂石溝組地層（產(chǎn)狀約180°∠68°，上覆地層角度不整合接觸），溝谷及緩坡地帶有第四系覆蓋崩坡積碎塊石，其中進(jìn)口段左側(cè)溝谷部位厚十余米：
�。�1）震旦系上統(tǒng)燈影組（Z2dn）巖層
灰?guī)r、白云巖：青灰色，微晶結(jié)構(gòu)，巖石堅硬，強(qiáng)度高，巖溶較發(fā)育。鉆探巖芯較破碎，RQD約30%。
�。�2）震旦系上統(tǒng)陡山沱組（Z2d）巖層
炭質(zhì)頁巖夾泥質(zhì)白云巖：深灰色～黑色，泥質(zhì)、泥晶結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，主要以粘土礦物為主，巖石性脆，強(qiáng)度低，易風(fēng)化。鉆探未揭示該層。
�。�3）神農(nóng)架群亂石溝組（Pt2l）
泥質(zhì)白云巖：灰色、紫紅色，泥晶-隱晶結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，主要礦物成分為白云石和方解及粘土礦物，巖石較堅硬，強(qiáng)度較高，局部巖溶發(fā)育。鉆探巖芯較破碎，RQD約15%。
3 TSP施工地質(zhì)預(yù)報
�。�1）在所預(yù)報范圍內(nèi)，掌子面前方約50m（K1537+002～K1536+952）建議為Ⅳ級圍巖，K1536+952～K1536+852圍巖以Ⅲ級圍巖為主，長度約100m。巖體較完整、穩(wěn)定，圍巖為弱風(fēng)化白云巖、灰?guī)r，局部夾薄層炭質(zhì)頁巖夾層，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖質(zhì)堅硬，僅局部受構(gòu)造作用影響，巖體破碎，完整性較差，易掉塊，欠穩(wěn)。
�。�2）探測范圍內(nèi)無大的斷層破碎帶、大溶洞、含水體等不良災(zāi)害體存在，僅局部發(fā)育小規(guī)模的構(gòu)造破碎帶，含裂隙水與巖溶水。
�。�3）推測K1536+964～K1536+947段發(fā)育一構(gòu)造破碎帶，注意謹(jǐn)慎施工。
�。�4）本次解譯的構(gòu)造破碎帶位置、規(guī)模，可能受數(shù)據(jù)采集質(zhì)量影響，與實(shí)際有所差異，具體位置和規(guī)模以現(xiàn)場實(shí)際開挖揭示為準(zhǔn)。
（5）所給圍巖級別僅供參考，實(shí)際情況應(yīng)以現(xiàn)場實(shí)際開挖揭示為準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)（References）：
[1] 趙永貴. 國內(nèi)外隧道超前預(yù)報技術(shù)評析與推介[J]. 地球物理學(xué)進(jìn)展，2007，22（4）：1344-1352.
[2] 解振師. TSP超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)預(yù)報誤差原因淺析及對策[J]. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2007，增刊2：77-80.
[3] 許王保，李桂林，張立國，等. 超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報在隧道中的應(yīng)用[J]. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2007，增刊1：220-223.
【關(guān)鍵詞】施工地質(zhì)預(yù)報；TSP；隧道
1 引 言
TSP （tunnel seismic prediction）系統(tǒng)是瑞士安伯格測量工程技術(shù)公司為隧道超前地質(zhì)預(yù)報而專門研究設(shè)計的。它是目前隧道及地下工程地質(zhì)預(yù)報工作中，采用的較為先進(jìn)的設(shè)備。該系統(tǒng)的使用，可極大提高對地質(zhì)情況的判識能力，為施工生產(chǎn)提供安全保證。TSP超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)適用范圍廣，適用于極軟巖至極硬巖的任何地質(zhì)情況；其預(yù)報距離長，TSP的有效預(yù)報距離可達(dá)120m，在圍巖質(zhì)量好的地段可達(dá)300m，圍巖越硬越完整預(yù)報長度就越大；TSP超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)對隧道施工干擾小它可在隧道施工間隙進(jìn)行，即使專門安排此項工作，也不過30min左右；其提交資料及時，在現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的第二天即可提交正式成果報告[1]-[3]。
2 工程概況
椿樹埡隧道位于神農(nóng)架林區(qū)紅花鄉(xiāng)沈家灣，設(shè)計為單洞式隧道，展布方向187°左右。起止里程樁號K1535+003～K1537+108，全長2105m。隧道最大埋深約525m。洞室凈寬10.0m，凈高5.0m。本隧道進(jìn)口位于直線上，洞身位于半徑為R-800m圓曲線上，出口圓曲線半徑為R-270m，隧道縱向為單向坡，坡度/坡長為+2.998%/2246.896。
隧道區(qū)大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺，區(qū)內(nèi)大致以陽日―九道一線為界又劃分為北緣坳陷褶皺帶以及八面山褶皺帶。從地質(zhì)力學(xué)上分析，測區(qū)位于新華夏系一級大型隆起帶。隧址區(qū)未發(fā)現(xiàn)大的斷裂構(gòu)造。
根據(jù)已開挖段隧道洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查和掌子面地質(zhì)素描分析，層面總體產(chǎn)狀0°∠60°，層理發(fā)育，層面平整，層間結(jié)合一般，層面微張，無填充。主要發(fā)育兩組節(jié)理，產(chǎn)狀210°∠65°，間距0.6m，跡長1m，節(jié)理面平整，光滑，層間結(jié)合差；產(chǎn)狀260°∠45°，間距0.5m，跡長0.8～2m左右，節(jié)理面粗糙，閉合，層間結(jié)合一般，有微量碎屑狀巖石填充。局部受構(gòu)造擠壓作用，巖體較破碎。受層面、節(jié)理面切割，巖體整體完整，呈板狀，局部破碎，呈碎塊狀。掌子面及拱頂基本穩(wěn)定，有小規(guī)模掉塊現(xiàn)象。
隧道依次穿越震旦系上統(tǒng)燈影組、陡山沱組（產(chǎn)狀約0°∠58°）和神農(nóng)架群亂石溝組地層（產(chǎn)狀約180°∠68°，上覆地層角度不整合接觸），溝谷及緩坡地帶有第四系覆蓋崩坡積碎塊石，其中進(jìn)口段左側(cè)溝谷部位厚十余米：
�。�1）震旦系上統(tǒng)燈影組（Z2dn）巖層
灰?guī)r、白云巖：青灰色，微晶結(jié)構(gòu)，巖石堅硬，強(qiáng)度高，巖溶較發(fā)育。鉆探巖芯較破碎，RQD約30%。
�。�2）震旦系上統(tǒng)陡山沱組（Z2d）巖層
炭質(zhì)頁巖夾泥質(zhì)白云巖：深灰色～黑色，泥質(zhì)、泥晶結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，主要以粘土礦物為主，巖石性脆，強(qiáng)度低，易風(fēng)化。鉆探未揭示該層。
�。�3）神農(nóng)架群亂石溝組（Pt2l）
泥質(zhì)白云巖：灰色、紫紅色，泥晶-隱晶結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，主要礦物成分為白云石和方解及粘土礦物，巖石較堅硬，強(qiáng)度較高，局部巖溶發(fā)育。鉆探巖芯較破碎，RQD約15%。
3 TSP施工地質(zhì)預(yù)報
�。�1）在所預(yù)報范圍內(nèi)，掌子面前方約50m（K1537+002～K1536+952）建議為Ⅳ級圍巖，K1536+952～K1536+852圍巖以Ⅲ級圍巖為主，長度約100m。巖體較完整、穩(wěn)定，圍巖為弱風(fēng)化白云巖、灰?guī)r，局部夾薄層炭質(zhì)頁巖夾層，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖質(zhì)堅硬，僅局部受構(gòu)造作用影響，巖體破碎，完整性較差，易掉塊，欠穩(wěn)。
�。�2）探測范圍內(nèi)無大的斷層破碎帶、大溶洞、含水體等不良災(zāi)害體存在，僅局部發(fā)育小規(guī)模的構(gòu)造破碎帶，含裂隙水與巖溶水。
�。�3）推測K1536+964～K1536+947段發(fā)育一構(gòu)造破碎帶，注意謹(jǐn)慎施工。
�。�4）本次解譯的構(gòu)造破碎帶位置、規(guī)模，可能受數(shù)據(jù)采集質(zhì)量影響，與實(shí)際有所差異，具體位置和規(guī)模以現(xiàn)場實(shí)際開挖揭示為準(zhǔn)。
（5）所給圍巖級別僅供參考，實(shí)際情況應(yīng)以現(xiàn)場實(shí)際開挖揭示為準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)（References）：
[1] 趙永貴. 國內(nèi)外隧道超前預(yù)報技術(shù)評析與推介[J]. 地球物理學(xué)進(jìn)展，2007，22（4）：1344-1352.
[2] 解振師. TSP超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)預(yù)報誤差原因淺析及對策[J]. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2007，增刊2：77-80.
[3] 許王保，李桂林，張立國，等. 超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報在隧道中的應(yīng)用[J]. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2007，增刊1：220-223.
