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各种隧道超前地质预报方法优

缺点分析

电磁波反射法超前地质预报主要采用地质雷达法。中交路桥科技有限公司拥

有多套地质雷达，地质雷达探测是利用电磁波在隧道开挖工作面前方岩体中的

传播及反射，根据传播速度、反射走时和波形特征进行超前地质预报的一种物

探方法。

优点：将发射天线和接收天线集于一体，具有分辨率高、快速、无损、连续

检测、实时显示等特点。在地表探测5～30m范围内的地下地层或地质异常体(溶

洞、土洞、断裂、空隙等)反射信号还是比较明显的，也是一种比较理想的手段。

缺点：仪器密封性差，洞内不易防水、防潮、防尘，易造成仪器损坏，特别

是没有专门的天线，操作起来费时费力，且效果不好；探测距离太短，一次只

能探测5～30m。

隧道内的环境条件与地质雷达的理论基础——半无限空间不吻合，加之洞内

钢拱架、钢筋网、锚杆、钢轨等金属构件的影响，探测结果一般不太理想。

2.2地震波反射法

利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧洞掌子面前方及

周围临近区域的地质情况，可以检测出掌子面前方岩性的变化，可以在钻爆法

或TBM开挖的隧道中使用，而不必接近掌子面。该法有效预报距离100～200m。

优点：适用范围广，适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况。

预报距离长，能预报掌子面前方100～200m范围内的地质状况，围岩越硬越

完整，预报长度就越大。

对隧道施工干扰小，它可在隧道施工间隙进行。

提交资料及时，在现场采集数据的第二天即可提交正式成果报告。

缺点：其预报地质体距离掌子面的位置是根据24个爆破孔与接收器之间的

弹性波速度的平均值和地质体反射波到达接收器的时间来确定的，由于弹性波

速度的差异而导致地质体预报位置与实际情况有所差异。

预报断层、软弱结构面等面状结构反射信号较为明显，对小型溶洞反映不明

显。

2.3高分辨直流电法

高分辨直流电法是以岩石的电性差异（电阻率差异）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稳定电

场，通过研究地下电场的分布规律，并根据视电阻率分布图预报开挖工作面前

方储水、导水构造分布和发育情况的一种直流电法探测技术。

优点：适用于探测地层中存在的地下水位置及含水量大小。

2.4瞬变电磁法

瞬变电磁法是一种时间域的电磁探测方法，介质在一次电流脉冲场激励下会

产生涡流，在脉冲间断期间涡流不会立即消失，在其周围空间形成随时间衰减

的二次磁场。二次磁场随时间衰减的规律主要取决于异常体的导电性、体积规

模和埋深，以及发射电流的形态和频率。因此，可以通过接收线圈测量的二次

场空间分布形态，了解异常体的空间分布。

优点：由于施工效率高，纯二次场观测以及对低阻体敏感，使得它在当前的

煤田水文地质勘探中成为首选方法；

瞬变电磁法在高阻围岩中寻找低阻地质体是最灵敏的方法，且无地形影响；

采用同点组合观测，与探测目标有最佳耦合，异常响应强，形态简单，分辨

能力强；

剖面测量和测深工作同时完成，提供更多有用信息。

2.5红外探测法

一切物质，每时每刻都在向外部辐射红外电磁波，并形成红外辐射场。物质

在向外部发射红外辐射的同时，必然会把它内部的信息传递出来，因而根据辐

射场的变化，即探测曲线上所出现的异常，可提前发现隐蔽的灾害实体，从而

预防灾害的发生。红外探测就是将红外辐射场理论应用于隧道地质预报中，当

隧道外围空间和掘进前方存在隐伏水体或含水构造时，隐伏水体或含水构造产

生的异常场就要叠加到正常场上，使隧道内的正常场产生畸变，根据拱顶、隧

底、边墙、掌子面探测曲线、测量数据的变化就能确定隐伏水体或含水构造所

在空间方位。

红外探水仪

优点：红外探测能准确判断出探测点前方有无水体存在及其方位。对水体的

探测有较高的准确率，属于新技术。

缺点：不能对水量、水压等重要参数进行预报。对数据采集点的条件要求高，

探测数据受影响程度较高，如：受喷射作业后水泥水化热影响；爆破作业后测

线范围内温差明显的影响；测线范围内存在高能热源场（如电动空压机等）的

影响。

3、超前钻探法

在隧道内安放水平钻机进行水平钻进，根据隧道中线水平方向上钻孔资料来

推断隧道前方的地质情况。地质情况可根据钻进速度的变化、钻孔取芯鉴定、

钻孔冲洗液的颜色、气味、岩粉以及在钻探过程中遇到的其他情况综合判断。

超前钻探施做

优点：可比较直