A—波发射点；B—波接收点；C—波在界面上的入射点；α—界面倾角；β—波入射角图1声波反射法界面探测原理Fig.1Principlesofsoundprobing基于HSP声波反射法的隧道超前地质预报周波1范洪海1，2（1中铁西南科学研究院有限公司，成都610031；2西南交通大学岩土工程系，成都610031）摘要文章在对HSP声波反射法的工作原理、仪器设备及测试分析软件介绍的基础上，结合SZ隧道出口段掌子面的实际地质条件，对其出口左右线掌子面进行测试分析，并得到施工开挖验证。应用HSP声波反射法对隧道掌子面前方地质条件进行及时准确的预测，提前采取预防措施，避免灾害的发生，或在—定程度上减少因灾害造成的损失，减少施工过程的干扰，对隧道的安全施工具有积极的指导作用，值得在同类隧道施工地质预报中推广应用。中图分类号：U456.3+3文献标识码：A隧道地质超前预报内容应包括隧道不良地质体的性质、位置、规模及其可能发生的地质灾害的预报，同时也可对隧道涌水量做一些相应的预报。目前，隧道地质超前预报方法很多，各有自己的优缺点和适用条件[1]。HSP声波反射法作为地震反射法的一类，因其测试方法简单、占用掌子面施工时间少预报距离中等（一般70～90m）、预报准确，具有明显的优势。本文将结合厦蓉高速公路SZ隧道出口段地质超前预报实例进行介绍。HSP声波反射法预报的工作原理HSP声波反射方法是利用声波在地层中的传播和反射，首先人工激发声波信号，通过信号采集系统接收反射信号，然后计算判断隧道掌子面前方反射界面距隧道掌子面的距离来进行界面探测(图1)。现场测试方法采用通道触发一发一收的方式进行。用大锤敲击木桩作振源触发换能器，另一个换能器同时接收信号，信号采集和数据储存都通过便携式计算机控制。每一测区都重复进行十次测试。掌子面测试时，接收换能器距触发换能器20～300cm，实际测试距离应根据掌子面现场条件具体确定。1HSP声波反射法预报的仪器系统及软件系统采用仪器为中铁西南科学研究院有限公司研制的ZGS1610-2型智能工程探测声波仪。ZGS1610-2型智能工程探测声波仪主机，系统最小分辩时间为100ns，幅度分辩为16Bit，记录长度32K，最大量程5V，四通道。发射、同步接收量程等参数调节、数据传输等全部由便携式计算机通过并行口对主机实施控制(图2)。HSP声波反射法地质超前预报软件采用ZGS1610-2型智能工程探测声波仪现场采集软件、与该仪器2修改稿返回日期：2010-08-26作者简介：周波（1964-），男，高级工程师，目前从事工程建设（主要是铁路工程）安全生产管理工作，E-mail：jhgtzb@163.com.第48卷第1期(总第336期)2011年2月出版133Vol.48，No.1，Total.No.336Feb.2011图2ZGS1610-2智能工程探测声波仪检测系统Fig.2ZGS1610-2intelligenttestsystemofengineeringsoundprobinginstrument图3SZ隧道出口左线地质纵断面Fig.3GeologicalprofileoftheleftlineofSZtunnelportal图4ZK173+606掌子面测试布置示意Fig.4ArrangementoftestatZK173+606face图5ZK173+606掌子面测试照片Fig.5PhotooftestatZK173+606face现代隧道技术MODERNTUNNELLINGTECHNOLOGY基于HSP声波反射法的隧道超前地质预报隧道区位于舟溪向斜西翼。舟溪向斜总体呈近南北向展布，为较紧密褶皱的向斜，轴向微向东倾隧址区发育一次级小向斜，两翼地层均为泥盆系粉砂岩，东翼岩层产状为235∠35°，西翼岩层产状为95∠60°，轴向微向北倾。根据地质调绘，隧址区有F7断层通过，其产状85∠55°，断层产生在下奥陶统厚层白云岩与中志留统泥岩夹砂岩分界部位，地貌上位于山脊鞍部线状分布。F7断层在ZK171+392和YK171+437附近与隧道正交，对隧道洞室围岩稳定性影响较大。区内地下水类型主要为基岩裂隙水，局部有承压水，主要赋存于白云岩、粉砂岩裂隙。3.2出口左线ZK173+606掌子面探测图4为掌子面测试布置示意图，图5为现场测试照片。测试掌子面岩性主要以棕黄色粘土为主间夹泥灰岩块石、碎石，岩体强—全风化；粘土为可塑至流塑状，手捏有水渗出，拱顶局部有细小线流；泥灰岩块体呈无规则分布，块体大小不一，形状不规采集数据匹配的专用反射谱分析和反射子波分析软件，结合地质调查方法，确保了探测的快速、资料...