前言
隧洞建設中對工程地質(zhì)條件的認知和掌握程度是確保快速、安全修建的決定性因素之一。盡管施工前進行了大量的地質(zhì)勘察工作，但由于當前勘察技術(shù)手段和方法技術(shù)的限制，加上地質(zhì)體的復雜多變，期望在施工前完全查明工程巖體的狀態(tài)、特性，準確地預測隧洞施工中可能發(fā)生地質(zhì)災害的位置、性質(zhì)和規(guī)模是十分困難的。因此，世界各國隧洞工程界都十分重視超前預報工作。
隧洞開挖中引發(fā)災難的因素是多種多樣的（如地下水、有毒或易燃氣體、高地溫、巖爆等），而由于人們對地質(zhì)特性認識不足、施工方法不當也可引起災害（如塌方冒頂?shù)龋Ｈ藗儗Φ貙游锢怼⒒瘜W性能的了解和巖體本身結(jié)構(gòu)狀態(tài)的認識，需通過多種勘探試驗手段，才能獲得定性和定量分析的依據(jù)。
地下工程超前預報與監(jiān)測預報不同，超前預報主要是加強施工期間的地質(zhì)工作，是在開挖之前，除根據(jù)開挖時揭露出來的實際地質(zhì)情況，校正補充地勘時未能查到的資料外，還要根據(jù)這些成果資料，分析推斷掌子面前方的地質(zhì)情況，是否存在前期勘察時沒有查到的不良地質(zhì)體，以便預先采取措施；而監(jiān)測預報是在開挖以后，預報因圍巖變形而產(chǎn)生的各種破壞。
盡管隧洞施工超前預報已引起國內(nèi)外隧洞工程界的重視，也做了許多卓有成效的工作，但到目前為止還沒有一套系統(tǒng)的普遍適用的方法，國內(nèi)外隧洞工程的重大地質(zhì)災害仍時有發(fā)生。因此，準確預報開挖前方的地質(zhì)條件是隧洞建設者們的迫切要求，二十世紀八十年代以來世界各國都把這類問題列為重點研究課題。但是隧洞施工超前預報又是一項復雜而艱難的任務，尚需在工程實踐中不斷創(chuàng)新、優(yōu)化、總結(jié)、完善和提高，要真正搞好隧洞施工超前預報任重道遠。
1、超前預報目的
開挖前對地質(zhì)情況的了解，對于隧洞建設有著十分重要的作用。通過超前預報，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，預報掌子面前方不良地質(zhì)體的位置、產(chǎn)狀及其圍巖結(jié)構(gòu)的完整性與含水的可能性，為正確選擇開挖斷面、支護設計參數(shù)和優(yōu)化施工方案提供依據(jù)，并為預防隧洞涌水、突泥、突氣等可能形成的災害性事故及時提供信息，使工程單位提前做好施工準備，保證施工安全，同時還可節(jié)約大量資金。所以隧洞超前預報對于安全科學施工、提高施工效率、縮短施工周期、避免事故損失、節(jié)約投資等具有重大的社會效益和經(jīng)濟效益。
2、超前預報內(nèi)容
隧洞施工超前預報的內(nèi)容一般包括：
①不良地質(zhì)預報及災害地質(zhì)預報：預報掌子面前方一定范圍內(nèi)有無突水、突泥、巖爆及有害氣體等，并查明其范圍、規(guī)模、性質(zhì)，提出施工措施或建議；
②水文地質(zhì)預報：預報洞內(nèi)突涌水量的大小及其變化規(guī)律，并評價其對環(huán)境地質(zhì)、水文地質(zhì)的影響；
③斷層及其破碎帶的預報：預報斷層的位置、寬度、產(chǎn)狀、性質(zhì)、充填物的狀態(tài)，是否為充水斷層，并判斷其穩(wěn)定程度，提出施工對策；
④圍巖類別及其穩(wěn)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(wěn)定性，隨時提供修改設計、調(diào)整支護類型、確定二次襯砌時間的建議等；
⑤預測隧洞內(nèi)有害氣體含量、成分及動態(tài)變化；
3、隧洞施工超前預報分類
如何對隧洞施工超前預報合理分類，目前國內(nèi)外尚未見到系統(tǒng)的分類標準。但超前預報分類的必要性是顯而易見的：
①正確的分類是制定有關(guān)規(guī)程、細則或指南所需要的；
②正確的分類有利于把超前預報納入施工計劃和管理的全過程；
③正確的分類有利于指導科研立題及其管理。
根據(jù)隧洞施工超前預報的內(nèi)容和目的以及實際預報中的作用，結(jié)合我國隧洞施工超前預報的客觀實際，以下簡要介紹隧洞施工超前預報分類的初步設想。
3.1 按預報的作用劃分
⑴ 常規(guī)預報：是勘測設計階段地質(zhì)工作的繼續(xù)，也是隧洞施工的一個作業(yè)過程。其目的是結(jié)合施工進程，收集地質(zhì)資料，判斷圍巖類別，了解掌子面前方短距離內(nèi)的工程地質(zhì)條件，為正確選擇斷面大小、襯砌類型、施工方法和支護設計或修改施工設計等提供依據(jù)，其成果可作為隧洞竣工后維修養(yǎng)護參考。該預報是短距離預報的主要任務，目前已有比較成熟的經(jīng)驗。多以地質(zhì)素描為主，配合簡單的物探測試了解掌子面前方地質(zhì)條件。常規(guī)預報應以施工單位為主，作定量預報、并結(jié)合施工進行，預報時盡量不占或少占施工作業(yè)時間。
⑵ 成災預報：隧洞施工中的地質(zhì)災害，是指隧洞施工過程中因前方地質(zhì)條件的突然變化，導致施工失去控制的非常事件。該事件可引起人員傷亡、機械設備失效并嚴重破壞、甚至被迫長時間停工，致使工程部門蒙受重大的經(jīng)濟損失。隧洞地質(zhì)災害主要有大規(guī)模塌方、涌水、涌泥、涌石、巖爆、瓦斯等。成災預報是對可能的災害性地質(zhì)條件進行預報，以指導隧洞施工中的防災和減災工作。該預報是中、長距離預報的主要任務，是為隧洞施工戰(zhàn)略決策服務的。對可能成災的地質(zhì)條件，應從設計和施工方法上考慮特殊對策，否則可按常規(guī)預報進行。成災預報應由設計、科研、施工單位組成專家小組，采用地質(zhì)、物探綜合分析法進行定性和定量預報，并視工作需要占用部分施工作業(yè)時間。
⑶ 專門預報：對特殊地質(zhì)問題進行預報，如膨脹巖、侵蝕性地下水、高地溫、巖溶等。這些特殊地質(zhì)條件，常常使施工陷入困境或破壞隧洞襯砌，如果處理不及時或處理失當，甚至可能釀成大的地質(zhì)災害。可見，專門預報也是隧洞施工預報的重要內(nèi)容之一。該預報應由設計、科研和施工部門組成專門小組，采用綜合手段作定性和定量預報。
3.2 按距掌子面的距離劃分
隧洞施工超前預報距離與隧洞施工速度和工程實際需要密切相關(guān)。結(jié)合我國隧洞開挖技術(shù)水平和快速施工要求，按掌子面前方距離可分為三類：
⑴ 短距離預報：0～15m.就我國目前快速施工的水平，一般采用
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