白 亮

(中鐵隧道股份有限公司， 河南 鄭州 450001)

目前，世界各國已經(jīng)在交通運(yùn)輸、水利水電及城市排污等領(lǐng)域建成多條長(zhǎng)度超過10 km的長(zhǎng)大隧道。而隨著隧道施工技術(shù)的不斷發(fā)展，超長(zhǎng)、特長(zhǎng)隧道等超級(jí)隧道工程也不斷涌現(xiàn)。由于TBM的安全、高效、環(huán)保等特點(diǎn)[ 1]，其已被廣泛用于超長(zhǎng)、特長(zhǎng)隧道工程的施工[ 2-3]。如已建成的吉林省中部城市引松供水工程[ 4]、新疆土庫鐵路二線中天山隧洞[ 5]，以及正在建設(shè)中的山西中部引黃工程[ 6]，陜西省引漢濟(jì)渭工程[ 7]等。

與此同時(shí)，隨著各超級(jí)隧道工程的陸續(xù)開工建設(shè)，為了縮短工期，加大建設(shè)力度，TBM施工也已由1臺(tái)TBM獨(dú)頭施工或者兩臺(tái)TBM相向施工向多臺(tái)TBM交接施工轉(zhuǎn)變[ 8]。同時(shí)，單臺(tái)TBM的獨(dú)頭掘進(jìn)距離也不斷增長(zhǎng)，甚至出現(xiàn)了獨(dú)頭掘進(jìn)20 km以上的超特長(zhǎng)隧道。在TBM長(zhǎng)距離掘進(jìn)施工過程中，其掘進(jìn)路線上的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造以及水文地質(zhì)條件常呈現(xiàn)出多變的特點(diǎn)，極易遇到斷層破碎帶、蝕變帶、巖溶等不良地質(zhì)。而TBM對(duì)不良地質(zhì)的適應(yīng)性較差，當(dāng)在此條件下掘進(jìn)時(shí)，施工效率將直線下降，影響TBM掘進(jìn)的安全與進(jìn)度，甚至?xí)霈F(xiàn)突涌水、塌方、卡機(jī)等災(zāi)害，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)造成機(jī)械損毀、設(shè)備報(bào)廢、威脅人員生命安全，并造成巨額經(jīng)濟(jì)損失。

為有效掌握隧道掌子面前方的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)狀況，減少不良地質(zhì)對(duì)TBM施工造成的影響和損失，國內(nèi)外學(xué)者在超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)方面展開了大量的科學(xué)研究及工程實(shí)踐工作[ 9-10]。目前國內(nèi)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法主要分為地質(zhì)分析法和地球物理方法。地質(zhì)分析法主要包括超前導(dǎo)洞、超前鉆探、地質(zhì)調(diào)查等。超前導(dǎo)洞和超前鉆探方法可以對(duì)判斷掌子面圍巖狀況進(jìn)行較為準(zhǔn)確的判斷，但其施工效率低、成本高，除在極端特殊地層外，應(yīng)用較少；地質(zhì)調(diào)查法主要包括地表補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查、隧洞內(nèi)地質(zhì)素描和地質(zhì)編錄[ 11]等，通過地質(zhì)分析、地質(zhì)作圖、地質(zhì)類比和趨勢(shì)分析等可對(duì)掌子面前方的地質(zhì)情況進(jìn)行推斷和預(yù)測(cè)，但其精度及預(yù)測(cè)范圍相對(duì)較低。地球物理方法主要包括地震波法、電磁類法、電法和紅外線法等[ 12]，可以對(duì)掌子面前方的工程和水文地質(zhì)條件進(jìn)行較為準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)，且操作便捷、探測(cè)精度較高，已廣泛應(yīng)用于各類下地工程施工中[ 13]。隨著TBM的廣泛使用，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)也同時(shí)應(yīng)用到TBM掘進(jìn)施工中，但因受到TBM施工的空間及環(huán)境限制，對(duì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)與設(shè)備的定量化、簡(jiǎn)單化、快速化、自動(dòng)化、集成化、可視化等方面均提出了更高的要求[ 14]?？偟膩碚f，由于TBM施工隧洞的復(fù)雜探測(cè)環(huán)境，目前TBM施工隧洞可用的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法以地質(zhì)分析法、地震波法和電阻率法為主。李術(shù)才等[ 15]在此基礎(chǔ)上，提出了適用于TBM隧洞施工期的綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)體系，并以吉林省中部城市引松供水工程為例，對(duì)TBM施工隧洞掌子面前方的溶洞、斷層破碎帶等不良地質(zhì)進(jìn)行了準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)。楊繼華等[ 16]以厄瓜多爾CCS水電站引水隧洞雙護(hù)盾TBM施工為例，提出以地質(zhì)分析為基礎(chǔ)，物探與鉆探相結(jié)合的適合雙護(hù)盾TBM的綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，并對(duì)預(yù)報(bào)效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。盡管如此，綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)在TBM上的應(yīng)用仍處于初級(jí)階段[ 14]，且在以往類似工程的綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)上也多應(yīng)用于已出現(xiàn)或已預(yù)判出的不良地質(zhì)情況，并且連續(xù)預(yù)報(bào)的長(zhǎng)度均較短，同時(shí)也沒有將地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)納入至常規(guī)的施工工序。對(duì)于超特長(zhǎng)隧道來說，隧道地質(zhì)條件大部分較為復(fù)雜，且變化頻繁，軟巖、硬巖、破碎圍巖、突涌水等交替變化，這就對(duì)地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)提出了新的要求。

本文所依托的北疆供水二期工程某標(biāo)段工程，為應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的地質(zhì)條件，采用地質(zhì)分析法、激發(fā)極化法和地震法相結(jié)合的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)體系，并將地質(zhì)預(yù)報(bào)工作納入常規(guī)施工工序，對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜段進(jìn)行超前預(yù)報(bào)。根據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果配合TBM掘進(jìn)施工，為各工序的靈活轉(zhuǎn)換提供了有力支持，為TBM在地質(zhì)條件復(fù)雜多變的超特長(zhǎng)隧道中安全、高效掘進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。

1 工程概況

本工程為北疆供水二期工程某標(biāo)段，主隧洞全長(zhǎng)43 847 m，設(shè)計(jì)縱坡1/2583。其中采用鉆爆法施工的洞段長(zhǎng)2 732 m，采用TBM法施工的洞段長(zhǎng)41 115 m。TBM掘進(jìn)段采用兩臺(tái)不同品牌(一臺(tái)由中鐵裝備生產(chǎn)制造，一臺(tái)由鐵建重工生產(chǎn)制造)的國產(chǎn)TBM施工，最長(zhǎng)獨(dú)頭掘進(jìn)距離為17.5 km。隧洞開挖斷面為圓形，開挖直徑為7.0 m。根據(jù)地質(zhì)勘探資料，TBM掘進(jìn)段圍巖主要為泥盆系中統(tǒng)蘊(yùn)都卡拉組(D2ya)凝灰質(zhì)砂巖、凝灰?guī)r；泥盆系中統(tǒng)江孜爾庫都克組凝灰?guī)r夾凝灰角礫巖；華力西期紫紅—肉紅色堿性、鉀質(zhì)花崗巖，圍巖類別以Ⅱ類為主。區(qū)域內(nèi)地表水貧乏，主要受冰雪融水和大氣降水補(bǔ)給，蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，地下不發(fā)育，礦化度較高。本工程范圍內(nèi)50年超越概率10%中硬場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度位于0.15g區(qū)域，對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為Ⅶ級(jí)。

本工程兩臺(tái)TBM均通過一條支洞運(yùn)輸?shù)浇M裝洞，進(jìn)行組裝、步進(jìn)并始發(fā)；兩臺(tái)TBM通過同一個(gè)組裝洞反向掘進(jìn)，過程中的材料、人員、機(jī)械設(shè)備的運(yùn)輸也全部通過同一個(gè)組裝洞完成，這就對(duì)組裝洞的結(jié)構(gòu)布置形式提出了新的要求。

2 綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)

2.1 TBM施工隧洞超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法的適用性

本文所依托的北疆供水工程隧洞單洞長(zhǎng)度超過17 km，且隧洞穿越地層變化頻繁，圍巖在軟巖、硬巖、破碎帶交替變化，嚴(yán)重影響了TBM安全高效掘進(jìn)，因此必須要進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，且需對(duì)掌子面前方地質(zhì)條件進(jìn)行連續(xù)預(yù)報(bào)。另外，為了保障TBM高效快掘進(jìn)，還要保證各工序之間銜接緊密，即需將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)納入到TBM常規(guī)施工工序中?；谏鲜鰞煞矫嬖?，需選用預(yù)測(cè)精度高、操作便捷的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，結(jié)合各類地質(zhì)預(yù)報(bào)法的特點(diǎn)，選用了地質(zhì)分析法、激發(fā)極化法和地震法相結(jié)合的綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)法[ 15]，如圖1所示。

圖1 綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)

2.2 地質(zhì)分析法

地質(zhì)分析法是隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)最基本的方法，包括工程地質(zhì)調(diào)查法、超前導(dǎo)洞法和超前水平鉆探法等。工程地質(zhì)調(diào)査法是通過地表和隧道內(nèi)的地質(zhì)調(diào)查與分析，推斷前方的地質(zhì)情況。在隧道埋深較淺、構(gòu)造不太復(fù)雜的情況下具有很高的準(zhǔn)確性，但在復(fù)雜地質(zhì)條件下的預(yù)報(bào)結(jié)果精度難以保證。超前導(dǎo)洞法在隧道施工預(yù)報(bào)中也經(jīng)常用到，可較全面的揭露正洞前方的地質(zhì)情況，但耗時(shí)較長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)代價(jià)較高。超前水平鉆孔法與超前導(dǎo)洞坑法的原理基本相同，是用鉆探設(shè)備向掌子面前方鉆探，直接露隧道掌子面前方的地質(zhì)情況，是最直接有效的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法之一，但僅為一孔之見，常存在不良地質(zhì)體的漏報(bào)漏探情況。

2.3 激發(fā)極化法

激發(fā)極化探測(cè)方法是電法勘探的一個(gè)重要分支，以圍巖和含水地質(zhì)構(gòu)造的電性參數(shù)差異為物理基礎(chǔ)。通過在掌子面布置一定數(shù)量的電極，如圖2所示，在掌子面上布置測(cè)量電極，同時(shí)在邊墻上布置多圈供電電極。探測(cè)時(shí)，供電電極供入直流電(A、B電極)，測(cè)量電極(M、N電極)測(cè)量?jī)蓚€(gè)電極間的電勢(shì)差，從而計(jì)算出視電阻率剖面。通過反演計(jì)算，得到探測(cè)區(qū)域圍巖電阻率剖面，對(duì)含水構(gòu)造表現(xiàn)為低阻，對(duì)完整圍巖表現(xiàn)為高阻，同時(shí)結(jié)合激發(fā)極化半衰時(shí)之差與反演低阻體體積估算水量，從而達(dá)到對(duì)探測(cè)區(qū)域地質(zhì)情況探測(cè)的目的。激發(fā)極化法可以提供掌子面前方30 m范圍內(nèi)含導(dǎo)水構(gòu)造、涌水區(qū)等突水突泥災(zāi)害源的空間位置。

圖2 隧洞激發(fā)極化法超前探測(cè)示意圖

2.4 地震法

地震探測(cè)技術(shù)的基本原理在于當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅讲ㄗ杩共町?密度和波速的乘積)界面時(shí)，一部分信號(hào)被反射回來，一部分信號(hào)透射進(jìn)入前方介質(zhì)。波阻抗的變化通常發(fā)生在地質(zhì)巖層界面或巖體內(nèi)不連續(xù)界面。反射的地震信號(hào)被高靈敏地震信號(hào)傳感器接收，地震波從一種低波阻抗物質(zhì)傳播到一個(gè)高波阻抗物質(zhì)時(shí)，反射系數(shù)是正的；反之，反射系數(shù)是負(fù)的。因此，當(dāng)?shù)卣鸩◤能泿r傳播到硬巖時(shí)，反射波的偏轉(zhuǎn)極性和波源是一致的。當(dāng)巖體內(nèi)部有破裂帶時(shí)，反射波的極性會(huì)反轉(zhuǎn)。反射體的尺寸越大，波阻抗差別越大，反射波就越明顯，越容易探測(cè)到。通過分析，被用來了解隧洞工作面前方地質(zhì)體的性質(zhì)(軟弱帶、破碎帶、斷層等)、位置及規(guī)模。地震成像結(jié)果采用相對(duì)解釋原理，即確定一個(gè)背景場(chǎng)，所有解釋相對(duì)背景值進(jìn)行，異常區(qū)域會(huì)偏離背景區(qū)域值，根據(jù)偏離與分布多少解釋隧洞前方的地質(zhì)情況。地震的震源和檢波器采用分布式的立體布置方式，具體方法見圖3。地震法可以提供掌子面前方80 m～100 m處及開挖洞徑周邊20 m處斷層、破碎帶的空間位置。

圖3 隧洞地震波法超前探測(cè)點(diǎn)位空間布置圖

3 綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)的建立與實(shí)施

3.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工序的建立

為了能夠更好地指導(dǎo)TBM掘進(jìn)，提高施工效率，工程引入了地震法和激發(fā)極化法等超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，結(jié)合地質(zhì)編錄及地質(zhì)素描等資料，對(duì)TBM掘進(jìn)段前方的地質(zhì)情況進(jìn)行綜合超前預(yù)報(bào)，為掘進(jìn)施工提供有利的參考依據(jù)。根據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果提前進(jìn)行施工組織計(jì)劃，加快破碎圍巖段的施工進(jìn)度。因在施工過程中，工程遭遇長(zhǎng)距離、變化頻繁的連續(xù)破碎圍巖段，工程將上述三種超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法納入TBM掘進(jìn)的正常施工工序，展開綜合性超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，從而在TBM掘進(jìn)開始，即可為現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)人員及技術(shù)人員提供有利的判斷依據(jù)。由于地震法的有效預(yù)報(bào)范圍為100 m，激發(fā)極化法的有效預(yù)報(bào)范圍為30 m，且兩種探測(cè)方法的現(xiàn)場(chǎng)施作時(shí)間均需要2 h左右，為不影響TBM掘進(jìn)施工，利用TBM固定保養(yǎng)時(shí)間、連續(xù)皮帶硫化時(shí)間或長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)間，展開超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。另外，為確保超前探測(cè)的連續(xù)性，要求每次地震法預(yù)報(bào)的范圍起始點(diǎn)應(yīng)在上次探測(cè)范圍結(jié)束點(diǎn)之前，以有效覆蓋全部掘進(jìn)區(qū)段，而根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地下水發(fā)育情況開展激發(fā)極化法的地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的工作流程如圖4所示。

3.2 綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)實(shí)施

北疆供水二期工程某標(biāo)段上游TBM掘進(jìn)段根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)資料，此段圍巖以Ⅱ類圍巖為主，局部夾有Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類。但在實(shí)際掘進(jìn)過程中，當(dāng)TBM掘進(jìn)至樁號(hào)KS111+877時(shí)，地質(zhì)條件較地勘資料發(fā)生了較大變化，圍巖巖性變?yōu)榍嗷疑規(guī)r夾黑灰色凝灰?guī)r，裂隙發(fā)育程度明顯增高，圍巖條件明顯變差。在樁號(hào)KS111+642.0—KS111+619.4段裂隙較發(fā)育，主要發(fā)育一組產(chǎn)狀80°～90°NW∠45°～60°裂隙，裂隙面平直粗糙，局部可見白色鈣質(zhì)填充物，該組裂隙延伸長(zhǎng)度5 m～21 m，表現(xiàn)為裂隙密集帶的形式，局部發(fā)生掉塊現(xiàn)象。在樁號(hào)KS111+619.4—KS111+614.4段發(fā)育產(chǎn)狀270°～280°SW∠30°～40°及產(chǎn)狀70°～80°SE∠50°～60°的兩組裂隙，裂隙面平直、閉合并充填薄層鈣質(zhì)薄膜，且裂隙面相互切割，形成裂隙密集帶，巖體較破碎、穩(wěn)定性差，出現(xiàn)最大深度0.5 m的塌腔。在樁號(hào)KS111+576.0—KS111+568.5段發(fā)育一組產(chǎn)狀60°～70°NW∠40°～45°裂隙，裂隙面起伏粗糙、閉合，局部有白色鈣質(zhì)填充物，局部發(fā)生破碎掉塊現(xiàn)象。自此之后，現(xiàn)場(chǎng)出露圍巖條件持續(xù)變差，裂隙發(fā)育程度明顯提高，且裂隙多分布于頂拱,在裂隙組合切割下隧洞上半圓黑灰色凝灰?guī)r中常有塌腔、掉塊現(xiàn)象，經(jīng)地質(zhì)工程師綜合判斷，對(duì)圍巖類別進(jìn)行降級(jí)處理。同時(shí)，圍巖條件變化頻繁，在不同圍巖類別之間反復(fù)變化，給TBM施工造成了極大困擾，在圍巖變化初期，嚴(yán)重制約了施工進(jìn)度。因此，自樁號(hào)KS111+552.0開始對(duì)前方地質(zhì)條件開展超前預(yù)報(bào)，以指導(dǎo)TBM施工?，F(xiàn)場(chǎng)圍巖情況如圖5及表1所示。

圖4 綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作流程

(a) 拱架及鋼筋排支護(hù) (b) 混凝土回填

現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)情況如圖6所示。

(a) 激發(fā)地震波 (b) 采集數(shù)據(jù)

3.3 應(yīng)用效果分析

自2019年4月6日開始進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，共計(jì)進(jìn)行地震法預(yù)報(bào)18次，激發(fā)極化法預(yù)報(bào)19次，部分探測(cè)結(jié)果如圖7所示，具體探測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表1。

由表1可以看出，地震法超前預(yù)報(bào)對(duì)圍巖破碎帶、圍巖變化情況均有較好的預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際出露圍巖準(zhǔn)確率能達(dá)到80%以上。激發(fā)極化法對(duì)地下水的超前預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)際出露圍巖的滲涌水情況基本一致，準(zhǔn)確率也能達(dá)到70%以上。同時(shí)，結(jié)合地質(zhì)調(diào)查資料對(duì)前方圍巖的初步預(yù)測(cè)，三種方法相結(jié)合的綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)對(duì)TBM施工過程中不良地質(zhì)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率約在80%左右，對(duì)TBM掘進(jìn)提供了良好的施工依據(jù)。

圖7 激發(fā)極化法探測(cè)結(jié)果圖

表1 綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)際揭露情況對(duì)比表

起訖里程勘察設(shè)計(jì)圍巖類別施工揭露圍巖類別施工揭露巖性及構(gòu)造描述滲涌水出水形狀滲涌水出水量/(m3·h-1)地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果KS110+095.0—KS110+084.7ⅡⅢb圍巖巖性為白色花崗巖局部夾凝灰?guī)r夾層,節(jié)理密集發(fā)育,節(jié)理面平直光滑,局部可見黃鐵礦化現(xiàn)象?！狵S110+084.7—KS110+073.7ⅡⅤ圍巖巖性為蝕變花崗巖,呈黃色淺肉紅色,班雜結(jié)構(gòu)塊磚構(gòu)造,單軸飽和抗壓的強(qiáng)度小于5 MPa?！狵S110+073.7—KS110+062.0ⅡⅢb圍巖巖性為花崗巖局部夾凝灰?guī)r,花崗巖呈弱風(fēng)化輕微蝕變現(xiàn)象,蝕變花崗巖強(qiáng)度低于60 MPa?！狵S110+062.0—KS110+045.0ⅡⅢa圍巖巖性為凝灰?guī)r與花崗巖交替的凝灰?guī)r夾層,整體較完整,局部較破碎。線狀水0.15地震法探測(cè)結(jié)果:(1)KS110+088.0—KS110+068.0段:圍巖較破碎,節(jié)理裂隙發(fā)育,易發(fā)生掉塊和塌腔。(2)KS110+068.0—KS110+909.0段:圍巖完整性差,局部節(jié)理裂隙發(fā)育,可能發(fā)生掉塊或塌腔。激發(fā)極化法探測(cè)結(jié)果:(1)KS110+069.0—KS110+039.0段:地下水較不發(fā)育,局部出現(xiàn)滴滲水。(2)KS110+033.0—KS110+028.0段:易出現(xiàn)滴滲水。(3)KS110+028.0—KS110+989.0段:圍巖地下水不發(fā)育。(4)KS109+989.0—KS109+969.0段:局部易出現(xiàn)滴滲水。

與此同時(shí)，連續(xù)的超前探測(cè)效率也在此過程中不斷提高，兩種探測(cè)方法同時(shí)施作的時(shí)間從開始的3 h縮減至2 h左右，整個(gè)探測(cè)過程完全避開TBM掘進(jìn)時(shí)間，始終未對(duì)施工生產(chǎn)造成影響。另外，每次探測(cè)后2 h內(nèi)即可得出探測(cè)結(jié)果，現(xiàn)場(chǎng)施工可依此及時(shí)做好工序調(diào)整、材料儲(chǔ)備、人員培訓(xùn)等各方面施工準(zhǔn)備工作，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。由此，綜合超前預(yù)報(bào)技術(shù)與TBM掘進(jìn)施工各工序相互結(jié)合并協(xié)調(diào)統(tǒng)一，成功納入TBM掘進(jìn)施工工序中，為不良地質(zhì)段的高效施工提供了有利的技術(shù)支撐。

綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)的應(yīng)用也使各工序轉(zhuǎn)換逐步變得的靈活、快速，工序銜接也不斷緊密。在各工序調(diào)整穩(wěn)定后，每天架立拱架的數(shù)量由7榀～8榀，上升到每天11榀～12榀，單日的掘進(jìn)進(jìn)尺也由7 m～8 m上升至15 m左右。由此可見，綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)對(duì)不良地質(zhì)段TBM的掘進(jìn)施工具有一定的促進(jìn)作用，達(dá)到了預(yù)期的應(yīng)用效果。

4 結(jié)論與建議

本文以北疆供水二期工程某標(biāo)段為背景，采用地質(zhì)分析、地震法及激發(fā)極化法相結(jié)合的綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)，與TBM掘進(jìn)施工各工序相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一，納入至正常施工工序中，對(duì)不良地質(zhì)段進(jìn)行連續(xù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，并提供了有效的施工地質(zhì)依據(jù)，得出了以下幾點(diǎn)結(jié)論：

(1) 結(jié)合相關(guān)研究及現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的不良地質(zhì)狀況，工程采用綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)對(duì)反復(fù)、頻繁變化的地質(zhì)條件進(jìn)行連續(xù)超前預(yù)報(bào)，并作為施工工序納入工序管理，形成了合理高效的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與TBM掘進(jìn)施工技術(shù)。

(2) 綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)與北疆供水二期工程TBM掘進(jìn)施工各工序相結(jié)合，進(jìn)行連續(xù)性探測(cè)，得到了較好的探測(cè)結(jié)果。與實(shí)際出露的地質(zhì)情況相比，地震法對(duì)圍巖性狀的探測(cè)準(zhǔn)確率可達(dá)80%以上，激發(fā)極化法對(duì)地下水的探測(cè)準(zhǔn)確率可達(dá)70%以上，能夠?yàn)門BM掘進(jìn)提供有效的施工依據(jù)，可在不良地質(zhì)段施工前做好各項(xiàng)施工準(zhǔn)備工作，以提高施工效率。

(3) 由連續(xù)性的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)及其預(yù)報(bào)結(jié)果的準(zhǔn)確性，可以看出，在不良地質(zhì)段將超前預(yù)報(bào)技術(shù)與施工工序緊密結(jié)合，可以有效提升施工效率。在未來的TBM法工程中，將超前預(yù)報(bào)技術(shù)在TBM上進(jìn)行集成搭載，并進(jìn)行實(shí)時(shí)探測(cè)，將會(huì)對(duì)TBM施工技術(shù)的智能化、高效化帶來積極的促進(jìn)作用，這也將成為未來TBM施工技術(shù)的發(fā)展方向之一。