隧道信息化施工地质灾害预警技术研究

【摘要】在隧道信息化施工的施工过程中，存在很多地质灾害，这些灾害会导致灾害的发生与巨大经济的损失，而地质灾害预警技术对于防范这些灾害具有重要作用，对于地质灾害可以超前预报与监控测量，以下是本文对隧道信息化施工地质灾害预警技术的研究与分析。

【关键词】隧道;信息化;施工;地质灾害;预警技术;研究

1 引言

随着我国经济的快速发展，我国西部虽然存在着地质背景复杂的特点，但是我国将在西部地区的铁路、跨流域调水、公路等领域修建隧道工程，隧道工程越长与修建面积越宽在技术上困难越多，并且存在着涌水涌泥地质灾害，甚至会发生塌方的灾害，这给施工人员人身安全带来重大灾难，因此，为了确保隧道施工安全减少灾害的发生，施工中超前预报和监控测量工作必须做好，并要求工作人员对隧道信息化施工地质灾害预警技术深入研究，促进施工人员施工中的人身安全保障。

2 隧道信息化施工地质灾害预警技术分析

2.1 综合超前预报方法

在隧道信息化施工地质灾害预警技术中，目前我国已经有很多方法对隧道开挖之前的地质进行探测，一般使用综合超前预报地质分析方法与地球物理方法，而综合超前地质预报方法主要对地质进行考察分析地质中包含的风险，隧道不同地段需要结合隧道地质实际情况运用综合超前预报分析方法采用不同物探的手段对地质情况进行预报，同时，由于预报方法不同的特点，在高风险隧道地质灾害预测中都会使用综合超前预报。地球物理方法主要使用隧道地震探测方法、瞬间电瓷方法、地质雷达探测方法与红外线探测方法等，每一种探测方法都有其优势与不足之处，因此，想要提高预警预报具备良好的准确性，对于隧道信息化综合超前预报技术必须深入研究[1]。

2.2 变形监控测量技术

在隧道信息化施工质量灾害预警技术中，变形监控测量技术是不可或缺的，主要作用是决定隧道围岩与支护结构需要的承载、变形、时间，做好隧道变形监控测量技术不仅可以对隧道施工进行有效指导，还能测量到围岩的动态变化，为围岩衬砌与支护提供了大量信息，并未隧道工程设计和施工积累到一定的技术性资料，隧道施工中会使用到一些精密的仪器，对围岩支护与衬砌所进行的力学行为关系进行测量，测量后对其稳定性给予评估，并对围岩与衬砌的稳定性进行判断，只有这样才能保证施工人员在施工中人身安全，另外，隧道变形监控测量技术主要包括应力应变检测与位移监测，近年来，位移测量技术的进步非常大，正在往全面自动化的方向发展，目前大量应用在隧道施工中，位移测量主要包括两个方面，一方面是水平收敛，一方面是拱顶下沉，研究人员经过不断努力又发明了光纤位移传感器技术，这种技术的灵敏度非常高，但是，也存在一定问题，光纤位移传感器技术在制造技术上难度非常大，并且结构非常复杂，在隧道施工中目前没有普遍对光纤位移传感器进行应用。

3 施工地质灾害超前预警

3.1 地质灾害超前预报系统

在隧道信息化施工质量灾害预警技术中，隧道地质灾害超前预报系统具有非常高的灵敏度，灵敏度可以将地震波成功接受，并转换成信号进行加大处理，当电脑接受到预报系统传达的信号时，会做一定的信号处理，进而形成对相关界面做出反应，其主要反映出隧道的平面与影响点图[2]。另外，一部分信号会被接收器所接受，接收器会把接受的信号用来计算波速，这是地质灾害超前预报系统对于地质灾害进行预报的方法，可以有效对隧道地质灾害进行预警，防止施工人员在施工过程中受到地质灾害的威胁，为施工人员的安全提供一层有效保障，促使隧道建设的成功与高质量施工。

3.2 红外线地质灾害探测

红外线探测仪在隧道地质灾害中起到预测作用，主要是由掌子面向隧道洞口的墙部与拱部按顺序进行测量，每隔固定的距离就要测取一组数据，一共需要测取到十组的数据，当工作人员测取到数据后，由相关专业人员根据测取的数据绘制红外线辐射曲线图，根据曲线图可以分析出隧道前方有无水，同时，红外线场强值和距离掌子面的距离关系图，可以有利于工作人员了解到隧道内温度变化与隧道内含水情况，这对隧道施工而言非常有利，有利于工作人员了解隧道内的相关情况，在施工中根据隧道不同情况采用不同施工方法，即有利于隧道施工的顺利性也有利于施工人员的人生安全，因此，在隧道施工地质灾害预警技术中使用红外线测探仪具有良好的测量效果，起到预警预报的测量作用[3]。

4 隧道地质灾害原因分析

在隧道地质灾害中，一般包括隧道塌方与涌水涌泥地质灾害，隧道塌方事故主要是由于地质情况复杂，包括洞穴内存在破碎灰岩、存在颗粒状碳质页岩、存在黄土夹碎碎灰岩，这些都会引起隧道塌方事故，而涌水涌泥地质灾害主要是由于地下水水位过高，高于隧道底板一定距离，产生的水压非常大，涌水的来源是岩溶裂隙水与断层裂隙水，所涌出来的水也会导隧道坍塌，因此，必须避免这两个种事故的发生，需要技术人员使用隧道地质灾害预警技术对隧道进行勘察，及时了解隧道内的具体情况，避免在施工中发生隧道塌方与涌水涌泥事故，保证施工人员的人身安全。

5 总结

通过以上对隧道信息化施工地质灾害预警技术的分析与研究，可以看出，在隧道施工中想要避免发生地质灾害，必须使用预警技术，对洞穴中的情况进行全面了解，在此过程中，必须使用专用的技术人员与具有一定工作经验的人员，在勘察地质情况时才能保证勘察出的数据具备专业性与科学性，并保证数据具有准确性，为施工人员提供洞穴内的具体情况，施工人员在施工中才能根据不同情况进行不同施工方法，进而保证施工的安全性与有效性，促进我国隧道建设的顺利与施工高质量。

参考文献：

[1] 余修武，余员琴，江珊. 基于无线传感器网络的滑坡地质灾害预警监测系统研究[J]. 南华大学学报（自然科学版）. 2014（01）

[2] 张桂荣，殷坤龙，刘礼领，谢剑明，杜惠良. 基于WEBGIS和实时降雨信息的区域地质灾害预警预报系统[J]. 岩土力学. 2012（08）

[3] 傅朝义，张鑫林，李再凯，赵俊三，张建国，程伊里. 广东省地质灾害预警信息系统流程设计[J]. 中国地质灾害与防治学报. 2013（01）