摘 要：本文针对九顶山超长隧道施工中存在的岩性复杂多变、不良地质体分布、构造作用强烈、侵入岩破碎带物理力学性质差等工程地质条件及产生的施工灾害问题，依托拟建的楚大高速公路改扩建项目，运用多手段与地质雷达超前探测方法相结合，对隧道施工期不良地质体的深部精确探测进行综合预报。根据预报结果，施工时可采取有效的加固措施，或及时调整施工方法，从而最大限度降低这些不利因素对隧道工程建设的影响，保障隧道施工安全的顺利进行。
关键词：九顶山隧道；不良地质条件下；超前雷达探测；综合预报技术
1 工程概况
九顶山特长隧道为楚大高速改（扩建）工程的控制性节点工程，九顶山特长隧道右幅长7575m，起点KK281+525，终点KK289+100，最大埋深737.12m；九顶山特长隧道左幅长7576m，起点 ZK281+532，终点ZK289+108，最大埋深738.23m。其中，左幅埋深大于500米隧道长度约为1929m，右幅埋深大于500米隧道长度约为1830m，九顶山隧道为深埋长大隧道。
2 工程地质条件
九顶山隧道区段内构造挤压严重，变质作用强烈，岩体破碎，沿断层带，多处、多期侵入岩活动强烈，花岗斑岩、辉绿岩以岩枝、岩脉、岩株、岩墙状不规则侵入区内各地层。地质构造及岩浆岩的不规则频繁侵入对隧道围岩，形成多个性质复杂的断层构造带、岩性接触带、蚀变带等围岩破碎带，对围岩稳定及隧洞开挖影响较大。侵入岩喷出岩（花岗斑岩、辉长岩、玄武岩）发育，区域上及隧洞围岩范围内有多处大小规模不一的侵入岩发育，与侵入岩蚀变带附近的灰岩、白云质灰岩蚀变强烈，具有较强软化变形潜势。
雨季时地下水丰富，可出现较大涌水并导致大崩塌。雨季时地表水沿破碎带可出现大涌水。
3 测试内容简介
九顶山隧道进口右洞K282+747掌子面进行了地质雷达超前探测，测试深度20m。九顶山隧道进口右洞K282+747掌子面进行了两个钻孔的孔内雷达深孔探测，测试深度分别为39m和36m。
4 隧道掌子面基本情况
图1 进口右洞K282+747掌子面
九顶山隧道进口右洞K282+747掌子面照片如图1，左侧围岩以中厚层青灰色侵入岩（辉绿岩）为主，呈碎裂块状镶嵌结构，碎块较大，结合较紧密；中间及右侧围岩主要为中厚层块石状灰白色白云质灰岩及白云岩，局部夹少量泥质砂岩，虽未出现明显的小断层，但掌子面中间位置斜向约45度隐约显现疑是可能存在的小断层，推测是由于大的碎石块体间长期相互挤压作用而形成的，并夹杂碎石粉末；灰岩陡倾，倾角约75度左右，倾向洞的右侧；掌子面下方超前钻孔刚打完后，孔内出水量较大，经12小时后明显减小，呈短暂涌流出水状,初步判断掌子面前方一定范围内不会存在断层或破碎带。局部岩体极少破碎；周边无渗水滴水现象，岩性接触带无明显蚀变。
5 超前地质雷达和孔内地质雷达测试结果
图2 掌子面K282+747探测剖面
1.在九顶山隧道进口右洞K282+747掌子面进行了超前地质雷达测试，现场采集到的数据波形通过地质雷达处理分析软件进行处理后，得出地质雷达测试结果见图2。根据地质雷达探测得到的反射波图像，结合隧道工程地质勘察结果和观察掌子面围岩特征，分析前方20m范围地质情况如下：掌子面前方0m～8m、11m～20m范围内雷达电磁波反射界面较强，呈现出不均的低频反射波组，波形频率快速变低，波形杂乱，振幅较强，存在二次或多次震荡，同相轴时断时续且杂乱。初步推测围岩K282+747～K282+755段，左侧为较完整岩体，且完整性不均一，岩质软硬不均匀，掌子面中右侧呈块状、碎裂状结构分布，结合较紧密，局部岩体之间由于相互挤压作用较破碎，不同岩体之间相互入侵，夹少许泥质砂岩，裂隙水呈短暂涌流出水状；推断围岩K282+758～YK282+767段可能有小的断层破碎带存在，岩性溶蚀变化接触带，含水量较小，主要为灰黑灰绿色辉绿岩，岩体呈角砾状，碎裂块状结构较松散破碎，整段围岩完整性较差。
2.在九顶山隧道进口右洞K282+747掌子面左右两个间距约10m的钻孔内进行了钻孔地质雷达测试，其中左孔孔口处距左边墙长约3.5m，距地面高约1.5m，测试深度36m；右孔孔口处距右边墙长约3.5m，距地面高约1.5m，测试深度39m。
图3 掌子面K282+747左孔钻孔地质雷达测试结果（测试深度36m）
左孔的测试结果如图3所示，通过测试结果分析，未见明显洞蚀异常反射现象，初步推测存在以下异常区域：（1）距孔底0～3m，桩号K282+782～+783段距钻孔周围6～11m区域有异常反射，可能存在岩石较为破碎、节理裂隙发育区，并伴生发育有裂隙水；（2）距孔底4～7m，桩号K282+776～+779段距钻孔周围11～23m区域有异常反射，可能存在岩石较为破碎，节理裂隙发育区，并伴生发育有裂隙水；（3）距孔底11～12m，桩号K287+771～+772段距钻孔周围15～21m区域有异常反射，可能存在岩石较为破碎，节理裂隙发育区；（4）距孔底25～26m，桩号K287+757～+758段距钻孔周围15～21m区域有异常反射，可能存在岩石较为破碎，节理裂隙发育区；（5）距孔底32～34m，桩号K287+749～+751段距钻孔周围11～21m区域有异常反射，可能存在岩石较为破碎，节理裂隙发育区。
图4 掌子面K282+747右孔钻孔地质雷达测试结果（测试深度39m）
右孔的测试结果如图4所示，通过测试结果分析，未见明显洞蚀异常反射现象，初步推测存在以下异常区域：（1）距孔底0～1m，桩号K282+785～+786段距钻孔周围4～7m区域有异常反射，可能存在岩石较为破碎、节理裂隙发育区，并伴生发育有裂隙水；（2）距孔底29～30m，桩号K282+753～+754段距钻孔周围16～22m区域有异常反射，可能存在岩石较为破碎，节理裂隙发育区；（3）距孔底36～38m，桩号K287+748～+750段距钻孔周围15～21m区域有异常反射，可能存在岩石较为破碎，节理裂隙发育区；（4）距孔底38～39m，桩号K287+747～+748段距钻孔周围15～21m区域有异常反射，可能存在岩石较为破碎，节理裂隙发育区，并伴生发育有裂隙水。
6 结论
根据超前地质雷达、钻孔地质雷达测试和掌子面现场调查结果，并结合隧道进口段的基本工程地质条件和围岩类别地质预报（结果详见表1），主要结论如下：
进口右洞K282+747～+755段，左侧为较完整岩体，且完整性不均一，中右侧呈块状、碎裂状结构分布，夹少许泥质砂岩。K282+758～+760段可能有小断层破碎带，岩性溶蚀变化接触带，含水量较小，岩体较松散破碎。左侧K282+757～+758、K282+749～+751段岩石较为破碎，节理裂隙发育，其中K282+782～+783段裂隙水发育；右侧K282+785～+786、K282+753～+754、K282+748～+750、K282+747～+748段岩石较为破碎，节理裂隙发育，其中K282+785～+786和K282+747～+748段裂隙水发育。K282+747～+760段推测围岩级别为Ⅳ2，K282+760～+767推测围岩级别为Ⅳ1。
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