国内外超前地质预报研究进展

1．2．1　隧道超前地质预报技术在国外的研究发展

国外隧道施工技术比较发达的国家，如瑞士、日本等，在进行隧道（特别是铁路、公路隧道）修建过程中，隧道施工地质工作（其中主要是超前地质预报工作）被看做是一项十分重要的、不可缺少的工序，重视隧道施工地质工作已成为工程技术人员的共识。隧道施工地质技术人员要么由施工单位配备，要么由业主提供，并由业主拨出专款开展工作。在施工过程中，他们在设计部门提交的设计图纸的基础上，做好超前地质预报和围岩量测工作。

自1972年在美国芝加哥首次召开快速掘进与隧道工程会议至今，隧道施工超前地质预报工作一直都受到重视。准确预报施工前方地质条件是隧道建设的迫切要求。随后，世界各国都将这类问题列为重点研究课题：日本列题研究开挖前方地质预报；澳大利亚研究隧道施工前方地层状况预报；德国研究掌子面附近地层动态的详细调查；法国则把不降低掘进速度的勘探方法作为重点研究课题^［8－10］。

但在目前，在隧道超前地质预报方面的研究，国外还没有形成系统化的理论体系，仅有少量的成果见于各类期刊和学术杂志中。断层超前预报，特别是准确的定量、定位预报，是国内外隧道施工地质工作者尚未攻克的技术难题。在国外，大多偏向超前地质预报仪器、设备的研制，超前地质预报工作特别是长距离超前地质预报也主要依靠仪器设备来进行，例如TSP（Tunnel Seismic Prediction，隧道地震波勘探）预报系统、地质雷达、瑞利波探测仪等^{［11，12］}。

1．2．2　隧道超前地质预报技术在国内的研究发展

目前，从总体上来说，我国隧道超前地质预报工作还十分薄弱，尚没有真正起步，与国外同行相比，显出明显的不足。突出表现在既缺乏专职施工地质队伍，又不重视具体施工地质工作，当然也就谈不上超前地质预报工作。

长期以来，在我国隧道施工队伍中存在着认识上的误区，即所谓“塌方不可抗御论”，这至今仍是我国隧道施工队伍和施工单位难以动摇的观念，也是某些媒体和舆论界在认识“施工地质灾害”之所以发生的观念上存在的一个死角。塌方与地质条件的关系，其错误观念就是“隧道施工，不会没有塌方；塌方越多，地质条件越复杂”。它的形成，是多年来我国隧道施工不重视超前地质预报工作的结果^{［13，14］}。

近年来，随着与国外隧道工程技术交流与合作的广泛开展，我国的隧道工程技术人员开始逐渐认识到地质工作特别是隧道超前地质预报工作在隧道施工中的重要性，并为此作了积极的、卓有成效的探索。

1996—1998年，铁道部第一勘测设计院西安分院首次在秦岭特长隧道开展了施工地质综合测试工作及超前预报工作，并将地质工作贯穿隧道建设的全过程，这在开展全面隧道施工地质工作的道路上迈出了极其重要的一步^［15］。1999年1月—2000年6月，中铁十四局（全称为中国铁建中铁十四局集团有限公司）隧道处与其他科研单位合作，在株六复线新倮纳隧道正式开展了全面施工地质工作。该隧道全长2 080m，属于典型的“烂洞子”型隧道，溶洞、暗河、煤系、软岩俱全，断层十分发育，最大涌水量近2×10⁵m³/d，施工难度之大可想而知。然而，因为在施工过程中全面、正规地开展了隧道施工地质工作，在施工全过程系统地实施了超前地质预报工作，并在指挥部领导的大力支持下，紧密结合正确的不良地质区段辅助施工方法，使该隧道从开挖至贯通没有发生过一次塌方事故，也没有发生任何其他施工地质灾害。这是全面、正规的隧道施工地质工作首次应用于我国隧道施工建设之中。2000年6月后，一些科研单位和高校研究机构开始正式在若干铁路隧道与水电隧洞进行全面、正规的施工地质工作，并于2000年6月—2001年3月在公伯峡水电站右岸导流洞施工中应用TSP—202进行预报探测、围岩级别的准确鉴定以及施工地质灾害的监测、判断等跟踪地质技术手段，探明了两个宽达30～50m的压性断层和两条断层交会组成的断层破碎带，通过监测与判断的跟踪地质工作，及时发出了塌方紧急警报，避免了两次大塌方和特大塌方事故的发生^{［16－18］}。

科研实践和大量的施工实践证明，只要做好施工地质中的超前预报工作，并与恰当的不良地质区段辅助工法紧密配合，地质条件再复杂的隧道隧洞也可以做到不塌方，至少可以保证不发生大塌方；反之，地质条件并不复杂的隧道，如果缺少施工地质这道工序，对不良地质区段不能鉴别或不能进行恰当的预支护，塌方甚至大塌方在所难免。

综上所述，我国隧道施工地质超前预报工作虽然刚刚起步，但是应当说，已有了一个良好的开端。