【摘 要】隧道工程建设发展，地形地质条件复杂，面对勘察现状，事故教训确保施工安全，需要警钟长鸣，从而将地质超前预报纳入隧道施工工序管理。本文就长距离物探在实际隧道上的运用进行阐述。
　　【关键词】隧道；超前预报；TGP206A
　　1工程概况
　　1.1工程概述
　　曹家磅隧道位于重庆市忠县曹家辖区内。隧址区属剥蚀构造丘陵地貌，微地貌主要受地层岩性及地质构造控制，隧道穿越的山岭最高点标高约385.0m，相对低点标高约245m，相对高差约140m，隧道进口位于浅后斜坡部位，地势较平坦，横向斜坡为顺向坡，地面整体坡度10～20°。地面高程約为295m～320m，相对高差为25m，斜坡左侧坳沟为水田。
　　1.2目的及内容
　　为了解曹家磅隧道施工中掌子面前方灾害体的分布及性质采用国产TGP206A地震波地质雷达对曹家磅隧道出口右洞掌子面K23+997进行了超前地质预报检测，预报范围为开挖面前方150m。
　　2检测方法
　　2.1预报内容。1）预报可能出现突水的溶洞、暗河的位置和规模；2）预报断层、破碎带的位置（包括裂隙发育地段）；3）预报可能出现突泥、岩溶陷落柱的位置；4）预报可能发生中型以上的塌方地段；5）预报地下水富集的区域和地段；
　　2.2预报原理
　　隧道地震波超前预报原理是利用地震反射波和绕射波原理，对隧道掌子面前方的地质条件进行探测。由震源产生的地震波向隧道前方传播的过程中，遇到岩体中相对大的声阻抗界面会产生反射波，遇到相对小的声阻抗界面会产生绕射波，统称为地震回波。利用设备采集隧道围岩中界面的地震回波，通过专业处理系统提取回波的界面位置、空间分布、回波极性和回波能量等信息，并结合隧道地质勘察资料综合分析，实现隧道地质超前预报目的。现场需要采用三分量检波器实现空间地震回波的矢量检测和纵横波采集，保证处理系统利用多波多分量进行全波震相分析和极化波计算，获得2维和3维空间的偏移归位图、断面扫描图，获得界面回波位置和界面空间分布，以及界面间岩体性质等预报资料。
　　2.3检测方法
　　数据采集工作包括：激发孔和接收孔的布置、药卷同步信号制作、接收探头安装、仪器采集参数设置和隧道施工地质调查5个内容。
　　①激发孔应选择在构造界面与隧道夹角小的一侧洞壁，离掌子面3-5米开始，高度1.2米左右，以2米间距连续布置20至24个。之后退20米至30米在隧道左右洞壁的相同里程各布置一个接收孔。接收孔与激发孔深度为2米，接收孔为水平孔，激发孔略向下倾以方便注水。②炸药激震的同步信号采取开路触发方式，即爆炸的同时触发仪器采集，保证地震波信号的时间精度。药量控制在75克至100克，各孔药量一致，如果采用高爆速炸药有利于产生高频地震波信号。③接收探头采用定向工具安装和采用黄油直接耦合钻孔壁，有利于提高接收信号的信噪比。④仪器采集参数设置的原则：软岩采样率选择0.1ms档，硬岩采样率选择0.05ms档，通过选择采样点数保证地震记录长度不小于200ms。⑤施工地质调查针对炮孔段和掌子面岩体进行，详细记录岩体的工程地质和水文地质特征，认真填写《TGP现场数据记录表》。
　　3超前预报资料分析
　　⒈现场原始记录评估
　　由地震波三分量原始记录可见：地震纵波同相轴初至明确，横波同相轴的幅度和频率明显区别于纵波，纵横波同相轴的速度具有明显差别而分离清晰。认为现场采集的地震波三分量记录属于优良记录，符合数据处理的质量要求。
　　⒉测量段岩体参数
　　测量段即炮孔布置段，其岩体参数利用地震波三分量原始记录计算获得。本次测量段岩体的弹性参数如下：纵波速度Vp=3620米/秒；横波速度Vsh=1930米/秒；泊松比为0.301；动弹性模量Ed=23313Mpa；动剪切模量Gd=8957Mpa；岩体密度为2.40吨/立方米。地质勘察报告中该段岩性为侏罗系中沙溪庙组粉砂质泥岩夹砂岩，岩体的围岩级别为IV级，以上参数代表测量段岩体的弹性性质。TGP系统利用开挖暴露出的岩体条件作为预报分析的基础。
　　4预报结论与施工建议
　　通过对TGP隧道地质超前预报成果的分析，划分掌子面前方150米范围的隧道围岩为3个地质单元：
　　1、YK23+997至YK23+940段，长度57米。围岩为粉砂质泥岩夹砂岩，推断隧道岩体与掌子面情况基本一致，节理裂隙发育一般。建议按IV级围岩施工。2、YK23+940至YK23+896段，长度44米。围岩为粉砂质泥岩夹砂岩，估算岩体速度与测量段（炮孔实测段）岩体速度基本一致，岩体呈中风化，在YK23+940至YK23+925段岩体裂隙较发育，岩体呈中风化，整体稳定。可以仍按照IV级围岩施工，但在YK23+925至YK23+895段，存在两组横波反射界面切割岩体，横波速度降低，纵波速度未见变化，分析岩体裂隙发育，和沿裂隙带风化加重和泥岩软化的现象，施工中注意拱顶塌落。⒈YK23+896至YK23+847段，长度49米。围岩为粉砂质泥岩夹砂岩，速度曲线降低，估算岩体速度在2000米/秒至3000米/秒，推断为断层构造带，砂岩与砂质泥岩岩层交汇带。断层带岩体受两组交叉的构造面切割带内岩体破碎。建议按Ⅳ级围岩施工，在YK23+859至YK23+843约16米长度岩体更为破碎，施工中尤其注意拱顶塌落和滑塌，及时做好支护。建议继续密切关注围岩的变化，严格遵循“短进尺、弱爆破、及时支护”的“新奥法”施工基本原则，确保隧道施工安全。
　　5结束语
　　作为长距离预报技术，地震波在如下方面能够发挥作用：
　　1、对于断层带、裂隙密集带、软硬岩性带的划分，以及地界面的空间产状分布；2、对于构造岩溶发育带，具有一定规模的岩溶溶腔，以及岩溶通道发育分布的预报；
　　3、对于界面之间岩体地质性质的评价等方面；。但在在地下水预报方面，尤其是对水压与水量的预报，已超出地震波预报的范围，所以应明确地震波预报是一种技术手段，面对复杂地质条件和隧道安全施工要求，应探讨能够与地震波预报互补的其它预报。