【摘要】地質因素對隧道施工存在很大的影響，采用TBM施工由于觀察不到掌子面的狀況，不能及時了解前方圍巖的變化；因此超前地質預報在施工中占有很重要的位置。本文對TBM日常施工中超前地質預報的步驟進行了闡述，并為以后地質工作提出了建議。
　　關鍵詞：超前地質預報，TBM施工，步驟
　　
　　1．超前地質預報概念：
　　超前地質預報是隧道施工中隧洞地質監測的重要組成部分，它包括隧洞圍巖描述、水文地質監測、施工地質測繪、圍巖變形監測、圍巖類別判別、儀器現場量測、不良地質體預報及相應的地質、測試資料分析和成果整理等工作，并及時提供超前地質預報成果資料。隧洞施工超前預報的內容一般包括：
　　1)、不良地質預報及災害地質預報：預報掌子面前方一定范圍內有無突水、突泥、巖爆及有害氣體等，并查明其范圍、規模、性質，提出施工措施或建議；
　　2)、水文地質預報：預報洞內突涌水量的大小及其變化規律，并評價其對環境地質、水文地質的影響；
　　3)、斷層及其破碎帶的預報：預報斷層的位置、寬度、產狀、性質、充填物的狀態，是否為充水斷層，并判斷其穩定程度，提出施工對策；
　　4)、圍巖類別及其穩定性預報：預報掌子面前方的圍巖類別與設計是否吻合，并判斷其穩定性，隨時提供修改設計、調整支護類型、確定二次襯砌時間的建議等；
　　5)、預測隧洞內有害氣體含量、成分及動態變化；
　　2．超前地質預報分類：
　　1)、按預報的作用劃分：常規預報、成災預報、專門預報
　　2)、按距掌子面的距離劃分：短距離預報（0～15m）、中距離預報（15～50m）、長距離預報（50m以上）
　　3)、按專業技術方面分為常規地質法和物探法，具體有以下幾種：超前導坑、正洞地質素描、水平超前探孔、聲波測試、紅外探水、電磁波法和彈性波法。
　　3．超前地質預報研究現狀：
　　隧洞施工超前預報目前已引起國內外隧洞工程界的重視，也做了許多卓有成效的工作，但是由于對不良地質體的認識和判別存在主觀偏差，再加上勘測、測試手段的局限性和人為解譯的差異性，因此，難以保證超前地質預報的準確和及時。到目前為止還沒有一套系統的普遍適用的方法，國內外隧洞工程的重大地質災害仍時有發生。
　　4．超前地質預報在工程中的應用
　　根據TBM自身的構造特點，施工中主要采用常規地質法和物探法相互配合進行超前地質預報；其中，常規地質法主要通過對正洞進行地質素描，收集和分析現場資料，指導施工。同時，利用聲波測試來驗證常規地質法的預報成果。
　　4.1地質素描的內容
　　地質素描的內容主要包括地下水狀態（出水點、出水量、水壓力、突水情況等），地層巖性（產狀、結構、地質構造影響程度等），巖石特征（巖石名稱、風化狀況，巖石結構、強度等），地質結構面（間距、延伸性、粗糙度、張開性等），軟弱夾層，貫穿性強的大節理，斷層（填充情況、風化程度、開度、滲漏等）。
　　4.2常規地質法超前地質預報的步驟
　　1）、熟悉工程區域地質概況，了解本標段所處的地層特性，重點根據區域地質資料掌握TBM掘進過程中所可能遇到的不良地質地段。
　　2）、配備專業的地質工程師，詳細掌握已開挖出露的圍巖特性及結構面之間的關系。
　　3)、進入TBM工作面，首先辨別所開挖出露的圍巖中所含礦物，并判斷其巖性，并素描出揭露洞段的結構面的產狀、結構，不良地質體的影響范圍及各結構面和不良地質體之間的關系，并詳細描繪出各組結構面之間的間距、延伸性、粗糙度和張開度。按要求選取典型洞段，統計其中結構面組數，計算其體積節理數。判斷圍巖中所侵入的巖脈名稱、產狀、厚度、充填、泥化程度和破碎情況，以及巖脈侵入過程中對圍巖穩定造成的影響。統計掌子面每分鐘的出碴量。
　　4)、在地質素描過程中，要重點標出洞室圍巖的各個出水點，并統計其水量及分析其對洞室產生的影響。
　　5)、總體觀察已開挖洞段，描繪出整段洞室的優勢結構面，重點描繪洞室所揭露的貫穿性大的節理、斷層性質及斷層間充填的物質、風化程度、張開度和滲露度等。
　　6)、記錄TBM掘進過程中的推進壓力和推進速度。分析已開挖洞段的推進速度和圍巖強度之間的關系。
　　7)、分析碴體情況，一般按薄片狀碴體、次塊狀碴體、塊狀碴體和大塊狀碴體分類，并大致統計其各自所占的百分率。選擇一定數量大小的碴體，通過點荷載實驗，得出巖石強度。
　　8)、分析現場搜集的數據，根據對現場已開挖洞段的結構面及其之間的關系和結構面的延伸狀況及洞室的體積節理數，綜合考慮地下水的影響，得出前方結構面的發育程度和優勢結構面及對洞室所產生的影響；統計TBM掘進推力、掘進速度及巖石的點荷載強度數據，并根據TBM的每分鐘的出碴量和TBM自身特點得出三者之間的關系，為日后的地質預報工作提供經驗。
　　9)、在已開挖洞段每100m施作一對深5m間距2m左右的鉆孔，利用聲波物探測試本段的巖石的完整性系數，結合現場統計得出的體積節理數，確定巖石的完整性。
　　10)、對比前期地質勘探成果，并根據室內分析結果，書寫地質預報報告和建議支護措施，及時下發至現場施工人員，指導生產。
　　4.3TBM施工中常規地質法預報存在的問題
　　1)、現場統計結構面性質和產狀過程中，受TBM自身的機械和電氣設施的影響，地質羅盤在現場無法使用，使結構面產狀的描述和統計就產生偏差，甚至錯誤；后期地質預報的成果和實際圍巖情況就會出現的誤差。
　　2)、一次性搜集到的已開挖圍巖的情況偏少，無法完全準確的了解到圍巖整體結構面的特征及各組結構面之間的關系。
　　3)、TBM正常掘進時，渣體一般為碎塊及粉末狀，不易尋找合適的點荷載試件，且試件已受到滾刀和刮板的劇烈擾動后，強度會有所降低。
　　4)、TBM掘進參數和圍巖性質之間的關系并沒有經驗數據作為參考，且每臺TBM自身性質的不同，掘進參數和圍巖性質之間的關系也不相同，具有不確定性。
　　5．對TBM施工中地質預報方法的總結
　　TBM自身特點及其施工特點決定了每一臺TBM都必須要有一套獨立的與其相適應的超前地質預報手段作為其施工指導，該施工手段是由專業地質人員在了解TBM特性和現場施工情況后逐步摸索總結出來的。因TBM機況及施工地段的區域地質條件不同，原有已總結出的地質預報手段只能做為參考，輔助專業地質人員更好更快的摸索總結出更為合適的預報手段。
　　我國TBM施工隧道長度有限，積累的經驗還不全面，仍處于摸索和經驗積累階段。在隧道施工中，通過超前地質預報和對TBM實際開挖出露的圍巖進行地質編錄，獲得第一手實際資料，及時總結分析，發現規律，應用規律，較為準確地預報主洞地質條件，用于指導施工。做好施工地質工作是為了消除地質隱患，為優化設計提供所需的工程地質資料，檢驗前期勘察成果，選擇合理的施工參數，指導工程安全施工和充分發揮工程的目標效益，同時為工程驗收和運行期研究有關問題提供地質資料的基礎工作，其意義重大。
　　參考文獻：
　　1、深埋長大隧洞TBM施工超前地質預報方法淺析劉文元
　　2、遼寧省大伙房輸水工程TBM2標實施性施工組織設計中鐵隧道集團