地下工程建设中复杂地质条件的超前精细探测技术

针对地下工程施工中岩溶突水常常诱发地表沉降和岩溶段采用超前帷幕注浆施工的特点，提出了根据岩溶突水诱发的地表沉降资料对岩溶发育区纵向边界、岩溶发育特点、岩溶发育区的地质构造、隧顶地层特点及隧道涌水与河流的补给关系进行宏观分析、预测的方法；提出了“通过注浆钻孔钻进、注浆过程中各孔资料的统计分析对岩溶纵、横向发育特点、分布规律进行超前预报”的方法、实施要点及资料分析处理方法。大大提高了岩溶预报精度，较好地解决了目前岩溶超前预报精度无法满足施工要求的不足。针对目前地质雷达自带分析软件所得时间剖面图只能对岩溶进行定性分析，无法较准确地确定岩溶的位置、大小和形状的不足。提出了根据探地雷达自带分析软件得出的时间剖面图确定岩溶的大致位置，在此基础上，利用自编程序提取出现岩溶的几道信号并作Hilbert函数变换，绘出信号的瞬时振幅、相位、频率图（“三瞬图”），根据“三瞬图”突变位置确定岩溶起、终点，最后联合各道计算结果确定岩溶位置、大小和形状的方法。该法可较准确地确定岩溶的位置、大小和形状，大大提高了岩溶超前探测的准确性。针对目前围岩各相异性研究仅适用于小尺度岩体的不足，结合隧道超前地质预报的工程实践，提出了根据地震波反射法超前地质预报中地震波激发炮孔段围岩水平、竖直方向横波波速差异性的统计分析，对大尺度围岩各向异性进行分析的方法。