高分辨率直流电法探测在隧道施工超前地质预报中的应用
2023年公路隧道超前地质预报技术规程标准DB45T 2525—2022
公路隧道超前地质预报技术规程1范围本文件规定了公路隧道超前地质预报的术语和定义、一般规定、超前地质预报设计、超前地质预报实施、地质调查法、物探法、超前钻探法、超前导坑法和复杂地质条件的超前地质预报。
本文件适用于公路隧道超前地质预报工作，其它地下工程的超前地质预报可参照使用。
2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。
3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
隧道超前地质预报geological predication in tunnel在分析既有地质资料的基础上，采用地质调查、物探、超前地质钻探、超前导坑等手段，对隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件及不良地质体的工程性质、位置、产状、规模等进行探测及分析判释，并提出技术措施建议。
综合超前地质预报comprehensive geological prediction根据预报对象的地质特点，采取两种或两种以上有效的预报手段进行相互比较印证的超前地质预报方法。
地质复杂程度分级classification of geological factors by intricacy综合考虑隧道工程地质与水文地质条件、可能发生的地质灾害对隧道施工及环境的影响程度，对隧道所处地质条件复杂程度进行的分级，包括复杂、较复杂、中等复杂和简单四级，对应着隧道地质灾害分级的：严重、较严重、一般、轻微。
地质调查法geological survey method根据隧道已有勘察资料、地表补充地质调查资料和隧道内地质素描，通过地层层序对比、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析、断层要素与隧道几何参数的相关性分析、临近隧道内不良地质体的前兆分析等，利用常规地质理论、地质作图和趋势分析等，推测开挖工作面前方可能揭示地质情况的一种超前地质预报方法。
包括隧道地表补充地质调查和隧道内地质素描等。
隧道内地质素描geological sketch of the inside of tunnel将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量、煤层、溶洞等准确记录下来并绘制成图表的一种超前地质预报方法。
高密度电法在隧道超前地质预报中的应用
高密度电法在隧道超前地质预报中的应用余左清;廖声林【摘要】通过介绍高密度电法的原理,结合具体工程实例,就高密度电法在隧道超前地质预报中应用的基本思路及勘察成果作了探析,结果表明:该方法简单易行,准确率高,其结果与开挖后揭露的地质情况吻合较好.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2010(036)020【总页数】3页(P343-345)【关键词】隧道;高密度电法;超前地质预报【作者】余左清;廖声林【作者单位】湖南省中方县国土资源局,湖南,中方,418007;湖南省辰溪县国土资源局,湖南,辰溪,419500【正文语种】中文【中图分类】U456.33随着我国国民经济的高速发展和西部大开发战略的深入实施,公路等基础设施在西南山区的建设规模日益扩大,公路隧道数量也越来越多。
而我国西南山高谷深,修建公路时常采用隧道方案穿越山岭。
不良地质体,比如断层、裂隙、岩溶等常常成为我国隧道建设当中遇到的最主要也是最难以解决的问题。
若能准确地在隧道掘进中提前了解掌子面前方岩性结构的变化情况,如预报掘进前方是否有断层、破碎带、溶洞等不良地质构造,这些构造的几何形态如何,规模的大小,根据所掌握的这些地质构造情况,可及时合理地安排掘进进度、修正施工方案、安排防护措施、避免险情发生[1]。
它是实现隧道的科学施工和信息化管理的首要前提,本文即是通过高密度电法来实现这一前提的。
1 高密度电阻率法原理简介[2]高密度电阻率法(简称高密度电法)是一种阵列勘探方法,也称自动电阻率系统,是直流电法的发展,其功能相当于四极测深与电剖面法的结合,其工作系统见图1。
通过电极向地下供电形成人工电场,其电场的分布与地下岩土介质的电阻率ρ的分布密切相关,通过对地表不同部位人工电场的测量,了解地下介质视电阻率ρs的分布,根据岩土介质视电阻率的分布推断解释地下地质结构。
该方法对围岩的含水情况特别敏感,围岩破碎含水,其视电阻率明显降低,完整、坚硬岩土的视电阻率明显高于断层带或破碎带和富水带围岩的视电阻率。
超前地质预报在长大隧道中的应用
超前地质预报在长大隧道中的应用结合工程实例论述了超前地质预报的目的，并论述了地质调查分析法、物探法、电磁波反射法、红外探测法等探测方法。
标签地质；预报；隧道引言随着国内交通设施建设规模日益扩大，隧道建设也得到了迅猛发展，隧道与其他工程相比较具有隐蔽性、复杂性强，地质条件及周围环境不确定性突出等特点，往往在隧道掘进过程中才能发现不良地质情况，因此常导致塌方、涌水、岩爆等各种地质灾害，不仅会影响工程进度，增加工程造价，甚至会导致事故发生，因此对隧道岩溶的发育情况进行及时准确的预报是保证施工安全、减轻突水、突泥等灾害的有效途径，但由于岩溶的形成、发展和空间分布等受诸多因素影响和控制，导致岩溶的发育虽具有一定的规律性，但其在细观上也有明显地差异性，此即增大了超前预报的难度，因此如何采用单一或综合的方法对岩溶进行超前探测并保证成果的准确性对隧道施工具有非常现实的重要意义。
1 工程概况大独山隧道洞身断层破碎带发育，部分段落处于季节交替带，洞内为人字坡。
该隧道位于地处黔西高原向黔中丘陵过渡地带，属构造剥蚀、溶蚀中低山地貌，根据工程地质及水文地质情况，本隧为岩溶隧道，可溶岩长度为9063m，占全隧长度的76%，隧道最大埋深约380m，洞身断层破碎带发育，发育区域断层7处，物探解译断层11处，可溶岩与非可溶岩接触带6处，下穿暗河１处（位于隧道拱顶上约43m），地表村庄分布广泛，岩溶漏斗发育，隧道通过可溶岩段，岩溶及岩溶水对隧道影响较大，遇到大型岩溶管道及溶洞可能性较大，可能发生突水、突泥现象，地表局部地段发生塌陷，在断层破碎带、可溶岩与非可溶岩接触带多为地下水富集区，易发生突水、突泥、岩溶塌陷，隧道中段洞身埋深大，地应力相对较高，在高地应力下可能发生岩爆。
因此本隧主要风险为塌方，突水突泥，岩爆，危岩落石等风险，为Ⅰ级风险隧道。
2 超前隧道超前地质预报的目的隧道施工超前地质预报是施工安全的保障基础，通过对超前地质预报信息的提取、分析与判断，可针对性的结合地质灾害、结构围岩稳定、涌水、毒害气体检测等，并可进一步查清隧道开挖工作面前方的工程地质和水文条件，保证隧道施工安全，减少因隧道围岩浅埋段发育不规律而造成大面积坍塌和地表塌陷带来的损失；可预测隧道内存在的熔岩空腔、暗流等地质灾害以降低灾害发生的几率和危害程度；可预测隧道掌子面前方岩性变化情况及围岩类别；可预测隧道掌子面前方出现的断层及破碎带发育情况并可为优化工程设计提供地质依据；为编制竣工文件提供地质资料【1】。
超前地质预报在隧道工程中的应用
100429665/2003/11(02)20162207 Journal of Engi neeri ng Geology 工程地质学报超前地质预报在隧道工程中的应用Ξ吴江滨(北方交通大学隧道及地下工程试验研究中心 北京 100044)摘 要前方地质情况不明常常给隧道施工带来危险,为解决这一问题,超前地质预报工作应运而生。
通过长梁山隧道的工程实践,进一步证明了开展超前地质工作的重要性。
关键词 超前地质预报 隧道 施工中图分类号:P642文献识别码:AAPPL ICATION OF GEOLOGICAL PREDICTION TO TUNNE L ENGINEERING CONSTRUCTIONWU Jiangbin(Research Center of Tunnel and U nderground Engineering,Northern JiaoTong U niversity Beijing100044)Abstract A risk will arise from the construction of tunnel if the frontal geologic circumstance is unkonwn.In order to solve this problem,the method for geological prediction is used.The practice of construction of Changliangshan Tunnel has comfirmed the importance of the geological prediction.K ey w ords G eological prediction,Tunnel,Construction1 引 言定量准确的超前地质预报,是隧道施工地质界尚未攻克的技术难题。
在隧道设计阶段,有关地质资料都是在地面上利用地面勘探、地质调查、钻孔测量和地球物理勘探方法获得的。
超前地质预测预报方法及其内容
超前地质预测预报方法及其内容根据地质情况、风险源及其风险等级，采用不同的超前探测方法，风别为地质调查法、物探法机超前钻探法，现将各方法采用的具体手段及操作分述下：(一)地质调查法1、内容地质调查法包括隧道地表补充地质调查和隧道内地质素描等；（1）地表调查A、地层、岩性在隧道地表的出露及接触关系，特别是标志层的熟悉和确认。
B、地表岩溶发育位置、规模及其分布。
（2）洞内地质素描：包括开挖工作面地质素描和洞身地质素描。
主要内容为：A、地层岩性：描述地层年代、岩性、层间结合程度、分化程度等；B、地质构造：描述皱褶、断层、节理裂隙特征、岩层产状等。
断层的位置、产状、性质、破碎带的宽度、物质成分、含水情况以及与隧道的关系。
节理裂隙的组数、产状、间距、充填物、延伸长度、张开度及节理特征、力学性质、分析组合特征、判断岩体完整程度。
C、岩溶：描述岩溶规模、形态、位置及所属地层和构造部位，充填物成分、形态，以及岩溶展布的空间关系。
、D、地下水分布、出路形态及围岩的透水性、水量、水压、水温、颜色、泥沙含量测定，以及地下水活动对围岩稳定的影响，必要时长期观测。
E、水质分析，判定地下水对结构材料的侵蚀性。
F、出水点和地层岩性、地质构造、岩溶、暗河等关系分析。
G、岩溶隧道进行地表相关气象、水文观测，判断洞内涌水与地表径流、降雨的关系。
并建立涌突水点地质档案。
（3）记录不同工程地质条件、水文地质条件下隧道围岩稳定性、支护方式及初期支护后的变形情况。
(4)地质调查法的相关要求及表格按《铁路隧道超前地质预测预报技术指南》附表E及附表F、《铁路隧道工程施工技术指南》附录A办理。
（二）物探法1、方法类型（1）地震波反射法适应于划分地层界线、查找地质构造、探测不良地质体的厚度和范围。
在软弱围岩地层和岩溶发育地区，每次预报距离采用100m，在完整的硬质岩地层每次预报采用150m。
其相关技术要求按《铁路隧道超前地质预报技术指南办理》。
（2）水平声波剖面法适应于划分地层界线、查找地质构造、探测不良地质体的厚度和范围。
高密度电法在隧道地质灾害超前预报中的应用
山 西 建 筑
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文 章 编 号 ：０ ９ ６ ２ ２ １ ）７ ０ ５ —２ １０ —８ ５（０ ０ ・ １ ３０ １
较发育 ， 水性差 ， 含 透水 性好 ， 被 溶 蚀 ， 成 溶 洞 。２ １ 易 形 ０ ０年 夏 季 ， 该 隧 道 左 线 上 方 出 现 塌 陷 坑 ２处 ， 大 坑 有 ３ｍ 见 方 ， ３ｍ 深 。 最 近
黧
交 ） 层 产 状 发 育 。在 实 际工 作 中 ， 先 要 验 证 方 法 的 有 效 性 ， 顺 首 为 了证 实 高 密 度 电 法 在 该 地 区的 有 效 性 ， 设 了一 条 垂 直 于左 右 隧 布
图 １ 高 密 度 电 法 工作 框 图
地层显示 ， 存在一 充填式 溶洞 ， 部分存 在一 部分 空洞 。溶 洞呈 上
通过对矿区内矿石标本 和岩石标本 的物性测定 ， 结合 以往 的 椭 圆 形 ， 轴 长 约 ２ 短 轴 约 １ 溶 洞 内 的 充 填 物 主 要 是 泥 长 ５ｍ， ３ｍ， 地球物理电性 参数 ， 出各种岩性 的电阻率参数 ， 得 见表 １ 。 沙 、 石 和 水 。溶 洞 的特 点 是 ： 洞 内 部 并 没 有 完 全 贯 通 ， 是 存 砾 溶 而
表 １ 工 区主 要 岩 石 电 阻 率
Ｉ 岩 石 石 称 ｌ 亚 粘 土 ｌ 石 灰 岩 ｌ 页 岩 ｌ
在 一 定 数 目的 骨 架 ， 也 是 该 隧道 目前 运 行 良好 的原 因 ， 果 溶 洞 这 如
ｌ 电阻率／ ｍ ｎ× ０ ～ １１ ｌ ｎ ０ ～ １ ｌ ｎ ０ ～ ０ Ｉ ｎ－ ｌ １ｏ ｎｘ ０ ×１２ ｎ× ｏ ×１２ ｎ ３ ｘ１
隧道施工地质预报中高密度电法地表探测的应用解析
隧道施工地质预报中高密度电法地表探测的应用解析保密度电法是工程地质勘探工作中经常应用的体表探测及时之一，对地质灾害具有很好的预防作用。
通过了解高密度电法的基本工作原理、分类以及发展情形，深刻掌握隧道施工地质概况，从而更好的把高密度电法应用到隧道施工地质预报中，使得隧道施工地质的地表探测结果更加准确和科学。
标签：高密度电法隧道施工地质地质预报应用近年来高密度电法已经广泛应用到重大场地的工程地质勘探、坝基及桥墩选址、采空区及地裂缝探测等众多工程勘察领域，取得了显著的地质效果，收货了明显的的经济效益和社会效益，而且也减少了地质勘探过程中的安全事故发生和人员的伤亡。
高密度电法在隧道施工地质预报工作中提供了较高水平的技术基础，在其地表探测过程中发挥了很大的作用，不仅保障了地表探测的安全性，而且也使得隧道施工地质预报工作的顺利完成。
1高密度电法基本概述（1）高密度电法是一种先进的探测方法，其基本原理与传统的电阻率法相同，但不同的是在探测中设置了较高密度的测点，在现场探测时，只需要将全部电极布置在一定间隔的测点上，然后进行探测，由于布置的测点比较多，而且电极之间可以自由组合，使得电法探测像地震探测一样采用覆盖式的探测方法，主要的方法包括：地面地质地貌调查法、地质素描法、综合物测测量法、水文地质条件测量法等方法，这些方法同样也是高密度电法地表探测的常用方法。
（2）与常规的电法相比，高密度电法有很大的优点：第一，电极布置是一次性完成，减少了因电极设置带来的干扰和测量的误差。
第二，能有效的进行多种电极排列的的测量方式，从而可以获得更加丰富的地质探测信息。
第三，地质信息的探测、收集更加自动化、科学化和准确化。
第四，可以使得现场探测结果的现场处理和脱机处理，极大提高了对地质探测的智能化效率。
总之，高密度电法在工程地质探测中起到了很大的作用。
（3）保密度电法有两种形式的电法测量系统：第一种是集中式高密度电法测量系统，例如WGMD-3和WGMD-4的保密度电法测量系统，它是以WDJD系列多功能数字直流激电仪为测控主机，再配以WDZJ系列多路电极转换期。
隧道超前地质预报与监控量测施工作业指导及监控要点
隧道超前地质预报与监控量测施工作业指导及监控要点1. 超前地质预报方法要求①隧道每一循环开挖后应及时进行地质素描，核对设计地质情况，判断围岩稳定性。
②超前水平钻探每循环钻孔长度应不低于30m，连续预报时前后两循环孔应重叠5~8m。
③TSP地震波反射法每次预报的距离宜为100~150m，连续预报时，前后两次应重叠10m以上。
④地质雷达在岩溶不发育地段每次预报距离宜为10~20m；在岩溶发育地段预报长度可根据电磁波波形确定。
连续预报时前后两次重叠不应小于5m。
⑤红外探测法每次预报的距离宜为20~30m。
连续预报前后两次重叠长度应不小于5m。
表9.3 超前地质预报方法及要求超前地质预报作业安全预防措施符合设计和技术规程的要求，作业时预防坍塌、掉快、高空作业、突水突泥及其他危险因素。
2.超前地质预报监理控制要点①按照设计给定的超前地质预报设计说明书的里程进行超前地质预报。
②检查超前地质预报报告。
检查所采用的物探、钻探手段、范围、长度、搭接长度等是否与设计相符③超前地质预报应该反馈至设计院，根据超前地质预报结果修改设计，做到动态设计、动态施工。
④超前地质预报时施工单位、监理单位一定要有人员在现场并做好相应记录。
注意，不管做那种超前地质预报前施工单位必须向现场监理报验，现场监理必须旁站并做好记录。
内容有现场人员、设备、数据采集、工作量等。
超前预报资料需保存并建立台帐。
二、监控量测监理工程师审批监控量测计划,监控量测计划应包括量测项目及方法、量测仪器的选择、测点布置、量测频率、数据处理及量测作业人员的组织等内容。
1. 地表下沉量测控制要点：浅埋隧道洞顶地表下沉量测应在隧道尚未开挖前就开始进行，借以获得开挖过程中全位移曲线。
测点和拱顶下沉量测布置在同一断面上。
测点纵向间距与隧道埋深和开挖宽度有关，横向测点一般布置在4—6倍洞室宽范围，隧道中线附近密些，外侧渐稀，间距为2～5m。
在开挖影响范围以外设置2～3个水平基点。
高密度电法应用于隧道地质超前预报的方法研究
１ 高密度 电法依 据的理论
１ ． １ 全空 间点 电源的 电场分 布理论
不 同 的地 质情 况采 取不 同的施 工 加 固方 案 ，隧 道施 工过 程 中地 质 结 构 比较 复 杂 ，不 易 直 接勘 测 ，必 须进
行地质不 良体 的预测和定位 ，目 前 常用 的预测理论都具有 多解性 ，而且还必须依靠检测人员的经验 ，如 何 较 准确做 好 隧道 施工 过 程 中的地 质超 前 预报 ，这 是 隧道施 工过 程亟 待解 决 的难题 之一 。 目前 在隧 道施 工超 前 预报 过程 中多 采 用 地 质 雷 达 ，这 种 方 法 虽然 简单 ，但 是 测量 的距 离 很 短 ＿ ３ Ｊ ，而 且 受 环境 的影 响较 大 。另 一种 是 Ｔ Ｓ Ｐ方 法 Ｊ ，测 量 的距 离 长 ，要采 用人 工放 炮 ，操作 具 有危 险性 ，分 析
ＤＯＩ： １ ０． ３ ９ ６９ ／ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ． １ ６ ７ ４ —５ ４０ ３． ２０１ ５． ０２． ００ ５
中图分类号 ：Ｕ ４ ５ ５
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１ ６ ７ ４— ５ ４ ０ ３ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ２—０ ０ １ ７— ０ ５
随着 高速 公路 、高速 铁路 和地 铁 等 基 础 设 施建 设 的快 速 发 展 ，隧道 建 设 的数 量 越 来 越 多 ，其 施 工 过 程 的地质 情况 多 变 ，会 出 现 地 质 断 层 、岩溶 、破 碎 带 、富水 区和 软 弱 层 等 不 良地 质体 ，容 易 造 成 塌 方 ， 给 施工 人员 的生命 安全 和 国家 财产 造成 重 大 的威 胁 和损 失 Ｉ ２ Ｊ 。为 了尽 量减少 塌 方事 故 的发生 ，必 须 针对
高密度电法在隧道地质灾害超前预报中的应用
高密度电法在隧道地质灾害超前预报中的应用李洪嘉【摘要】通过介绍高密度电法的原理,结合具体工程实例,就高密度电法在隧道超前地质预报中应用的基本思路及勘察成果作了探析,总结得出高密度电法具有方法简单、易行,准确率高,其结果与开挖后揭露的地质情况吻合较好.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2011(037)007【总页数】2页(P153-154)【关键词】高密度电法;隧道;地质预报【作者】李洪嘉【作者单位】辽宁省有色地质局勘察研究院,辽宁,沈阳,110013【正文语种】中文【中图分类】U456.33高密度电法是一种阵列勘探方法。
它是通过不同的电极装置，研究水平及垂直方向地质体的电性差异，解决不同的地质问题。
该方法具有效率高、探测深度大、电剖面成像精确等特点，是水、工、环地质勘察中最有效的方法之一，也广泛应用于地质灾害调查，如探测溶洞或地下采空区等工程。
辽宁省本辽辽高速公路本溪段某隧道位于典型的石灰岩地区。
隧道区段岩石节理裂隙较发育，含水性差，透水性好，易被溶蚀，形成溶洞。
2010年夏季，该隧道左线上方出现塌陷坑2处，最大坑有3m见方，近 3m深。
为了查明溶洞的具体位置，防止、预防或减轻溶洞危害，为隧道施工提供科学依据，我们采用高密度电法对该隧道进行了探测。
1 高密度电法设备及地质解释本次勘探使用了目前国内最先进的高密度电法勘探仪分布式WGMD-9型超级高密度电法系统。
该系统以WDA-1超级数字直流电法仪为测控主机，选配分布式高密度电阻率电缆、电极，实现分布式二维高密度电阻率测量。
其工作流程图见图1。
通过对矿区内矿石标本和岩石标本的物性测定，结合以往的地球物理电性参数，得出各种岩性的电阻率参数，见表 1。
表1 工区主要岩石电阻率岩石名称亚粘土石灰岩页岩电阻率/Ω◦m n×100～n×101 n×102～n×103 n×102～n×103石灰岩地区的溶洞，一般有三种:1)空洞，即不含水及充填物;2)半空洞，即有部分为空洞;3)全部填充物溶洞，一般充填物为沙、泥、碎石等，也有顺着溶蚀通道灌进来的地表杂物。
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高分辨率直流电法探测在隧道施工超前地质预报中的应用闫高翔
【摘要】介绍隧道超前地质预报中高分辨率直流电法探测的基本原理、工作面的电极布置及数据处理.结合襄渝二线宝石山隧道的超前地质预报工作,说明其基本工作步骤及预报结果.理论及实际验证表明,高分辨率直流电法在地下水预测方面,具有较理想的效果.
【期刊名称】《铁道勘察》
【年(卷),期】2007(033)001
【总页数】3页(P42-44)
【关键词】隧道施工超前地质预报;地下水;高分辨率电法
【作者】闫高翔
【作者单位】中铁隧道勘测设计院有限公司,河南洛阳,471009
【正文语种】中文
【中图分类】U2
1 概述
隧道超前地质预报中采用的高分辨率直流电法探测为全空间电法勘探方法。
该方法以岩石的电性差异为基础，在全空间条件下建立电场，电流通过布置在隧道内的供电电极，在围岩中建立起全空间的稳定电场。
通过研究电场或电磁场的分布规律，预报工作面前方含、导水构造分布和发育情况。
该方法进行超前探测时必须采用至少3个以上的发射电极，进行空间交汇，以获
得全方位的信息并加以区分，压制不需要的信号，以达到突出隧道前方地质异常体的目的，因而也称为“三极空间交汇探测法”。
2 工作原理
采用点源三极装置进行隧道内数据采集工作，无穷远电极对隧道内测量电极的影响可以忽略不计，故其电场分布可近似为点电源电场。
供电电极位于隧道中，其电场呈全空间分布，可利用全空间电场理论对数据进行分析解释。
根据点电源场理论，点电源在均匀全空间的电力线呈射线发散，等电位面为以供电点为球心的球面，电位差则是以供电点为球心的同心球壳，球壳厚度应为测量电极间距(如图1所示)。
如图2所示，均匀介质中，当A点供电时，测量电极M、N所产生的信号是由于图2中阴影部分的影响。
在全空间条件下，该阴影包含供电点前后、左右、上下
等各个方向的体积。
由于阴影所包含区域的影响可以反映到MN处，前方的异常
信息也可以反映到MN处。
如图3所示，堵头前方某位置的异常会使测量电位差
曲线产生畸变，但该畸变在堵头内部并不能直接测量。
根据电法勘探的体积效应，畸变的实质是球状等位面发生畸变，即MN所在的球壳发生变形。
根据等值性原理，在掘进巷道内的测量点上也可以观测到这种变化，所不同的是幅度可能会降低，如图3中实线所示。
图1 点电源电位及电力线分布
图2 点电源球壳原理
图3 电法勘探原理示意
实际上，隧道内三极装置探测的是勘探体积范围内包括巷道影响在内的全空间范围的岩石、构造等各种地质信息。
根据视电阻率微分公式
在均匀地层中，视电阻率是以测量电极所在地段的真电阻率为基础，并与测量电极所在地段MN间的电流密度jmn成正比。
这说明实测视电阻率在地层均匀且无地质构造影响时，其曲线波动主要受MN电极所在地段的地层真电阻率的影响。
即
此时的视电阻率曲线反映的是堵头后方MN电极附近巷道的影响。
3 电极布置
在工作面前方布置第一个供电电极，形成一个点电源场；同时，在同一直线上向掘进后方距离第一个电极a米处，均匀布置第二个、第三个和第四个供电电极，形
成四个供电点，布置无穷远电极B在距离堵头b处(见图4)。
图4 电极布置
具体施工时，依据上法布置供电电极。
布置好以后，供电电极、无穷远电极及仪器均固定不动，测量电极M、N根据设计的观测系统由仪器自动切换。
先接通第1
供电点A1，对每个测量点M1、N1，记录供电电流、电位差、桩号、电极距等数据；移动测量电极到M2、N2位置，测量所有数据；然后移动测量电极到M3、
N3位置继续测量，直至所有MN测量完成。
断开A1，接通A2，重复以上过程，记录A2点源产生的供电电流、电位差、桩号、电极距等数据；接通A3供电电源，并记录A3点源产生的供电电流、电位差、桩号、电极距等数据。
断开A3，接通
A4供电电源，重复以上过程，直到测量完成所有的设计观测点。
4 数据处理及资料成果
施工现场采集的数据，通过专门的资料处理软件系统，增强有效信号，压制干扰信号，提高信噪比，使地质异常体能够清晰成像，得出地质等值线图。
从地质等值线图上，可直观地确定地质异常体，特别是含水导水构造体的位置、规模。
5 应用实例
襄渝二线宝石山隧道位于陕西省南部，属大巴山脉，地质条件复杂，岩性以灰岩为主，地下水发育。
为查清宝石山隧道进口工作面前方水文地质条件，保证隧道快速、
安全掘进，在平导PDK417+977处，利用高分辨率直流电法仪对平导前方地质条件进行了探测，超前探测48 m，有效探测距离为34 m。
探测结果见图5。
图5 宝石山隧道进口平导01超前探测结果
图5中数字代表A1发射极前方距离，颜色较浅部分为低阻异常区。
从超前探测图上可以看出：A1发射极前方14 m范围为探测盲点，是由于探测仪的工作特性形
成的。
掌子面前方2.5～4 m为低阻异常区，其余区域区段均为高阻区。
从岩性、区域地质及已开挖段地质条件综合分析判断，工作面前方2.5～4 m存在一含水构造，其余区域区段不含水。
由于探测发现异常，尽管在PDK417+977处岩体较完整，围岩分级为Ⅱ～Ⅲ级，但为了验证探测结果和确保前方开挖安全，利用5 m长钎进行了超前探测。
探测
结果表明，距离掌子面前方约2 m的位置有一出水点。
该点揭露后，开始水压很大，水从孔中喷出，随着水的释放，水压逐渐减小，其他高阻地段开挖后均无异常，开挖情况与探测结果基本吻合。
6 存在的问题及思考
目前的隧道超前地质预报方法根据其原理可分为地质分析法、超前钻孔法、超前导坑法及物探法等。
物探法中应用比较广泛的包括TSP、地质雷达、红外探水等。
与地质分析法、超前钻孔法、超前导坑法比较，物探方法具有快捷方便、对隧道施工干扰小的特点，但受外界环境及人为影响大，具有多解性，预报准确率低。
同时，各种预报方法对不同地质体的探测又存在灵敏度不同的特点，例如，对于规则断面的预报，如断层构造、软弱界面等，TSP具有良好的预报效果；对于溶洞
等空穴，地质雷达的探测精度比较高；但对于地下水的预报，目前还没有一种比较理想的仪器方法。
高分辨率直流电法仪在隧道施工超前地质预报中的应用，特别是在对地下水预报方面，为超前地质预报提供了一种新的尝试，也取得了一定的成绩，但仍存在很多不
足。
该方法在煤炭系统中应用比较多，因而仪器设计的性能和配置及适应的工作环境，主要是满足矿井生产环境需要。
在满足隧道施工生产环境需求方面，无论从硬件方面还是软件方面，还有许多需要改进和完善的地方，如设备的功率还不够大，探测的距离还不够长等。
随着该项技术的不断完善和发展，高分辨率直流电法一定会在施工超前地质预报中发挥越来越大的作用。
参考文献
[1]王梦恕。
对岩溶地区隧道施工水文地质超前预报的意见[J]。
铁道勘察，2004，30(1)
[2]TB10013—2004 铁路工程物理勘探规程[S]
[3]TB10012—2001 铁路工程地质勘察规范[S]
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