七步法超前地质预报在高铁岩溶隧道中的应用.pdf

收稿日期:20221108基金项目:中国中铁股份有限公司科技开发计划重点课题(产品-研-2016-33-2)。作者简介:陈 超(1990),男,2015 年毕业于爱荷华州立大学岩土工程专业,理学硕士,工程师,E-mail:844855600 。文章编号:16727479(2023)04012207七步法超前地质预报在高铁岩溶隧道中的应用陈 超(中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉 430063)摘 要:为了降低岩溶隧道施工风险,基于地质调查法、多种物探法和超前钻探法相结合的综合超前地质预报方法,并在此基础上设计岩溶隧道“七步法”超前地质预报方案,用于探测岩溶隧道的工程、水文地质条件。在张吉怀高铁永顺隧道的实际应用表明,该方法可精准定位掌子面前方不良地质体空间范围与位置,提高预报精准度,降低施工安全风险,同时方便技术人员进行系统自检,查漏补缺。研究结果表明,“七步法”超前地质预报实现了多方法、多属性、多角度、多探测长度的综合预报目标,可较好地解决岩溶超前预报难的问题,为岩溶隧道的安全施工提供技术支持。关键词:高速铁路;超前地质预报;岩溶隧道;施工安全中图分类号:U238;U455.43 文献标识码:ADOI:10.19630/ki.tdkc.202211080001开放科学(资源服务)标识码(OSID):Application of“Seven-Step Method”in Advanced Geological Prediction of High-speed Railway Karst TunnelsCHEN Chao(China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.,Ltd.,Wuhan 430063,China)Abstract:In order to reduce the risk of karst tunnel construction,a“seven-step method”was developed in advanced geological prediction on the combination of geological survey,multiple geophysical exploration methods and advanced drilling methods to detect the engineering and hydrogeological conditions of karst tunnel.The practical application in Zhangjiajie-Jishou-Huaihua High-speed Railway Yongshun Tunnel showed that the technical solution improved the accuracy of the forecast,reduced the risk of construction,facilitated the system self-check and accurately located the target of spatial range and the location of poor geological condition in front of the tunnel face.The research shows that the“seven-step advanced geological prediction scheme”can achieve the aim of multi-method,multi-attribute,multi-angle and multi-detection length prediction in and outside the tunnel.The technical scheme can also solve the difficulty of karst geological prediction and provide technical support for the safety construction of karst tunnel.Key words:high speed railway;advanced geological prediction;karst tunnel;safety in construction 岩溶隧道是铁路建设中的难点之一,由于岩溶发育程度的不确定性、随机性和隐蔽性,单一的预报方式和数据采集方法易受制于现场条件,无法准确预测前方的不良地质体,严重威胁施工人员的安全和工程进度1。如何针对岩溶的特点,选择适合的预报方法、建立系统有效的探测方案,对于提高预报成果的准确性十分重要。已有部分学者针对综合超前地质预报技术开展研究。覃晖等结合地震波反射、地质雷达和红外探水法 3 种方法来验证预报成果2;陈德君等提出将221铁 道 勘 察2023 年第 4 期物探、钻探组合应用,可相互验证且发挥各自长处3;邢修举将运用在煤矿探水的 2D 瞬变电磁法改进为 3D 瞬变电磁探测技术,对隧道立体空间的岩溶水探测提供技术支持4-5;晏军采用钻探与物探成果对比分析,验证地震波反射、地质雷达、瞬变电磁法的预报成果6;韦建昌等以某隧道突水涌泥事故案例为工程依托,阐明了超前水平钻探在超前地质预报方法中重要性7;周桃生等通过旗杆山隧道超前地质预报的案例,验证采用物探法与钻探法结合的超前地质预报组合模式对高风险岩溶隧道的预测有一定参考价值8;曹强等对岩溶隧道综合预报的各种方法优缺点进行探讨,并初步形成一套综合预报的流程体系9-10。以上综合预报方法都在一定程度上提高了超前地质预报的精度与可靠性,但其系统性和对现场突发情况的应对仍显不足。在前人研究的基础上,研究了基于地质调查法,多种物探法和超前钻探法相结合的综合超前地质预报方法,并在此基础上设计了“DA-MS-TSP-3DSTEM-GPR-PV-RS”形式的“岩溶隧道七步法超前地质预报方案”,用于探测张吉怀高铁岩溶隧道的工程、水文地质条件,以期取得良好的预测结果。1 项目概况张家界吉首怀化高速铁路位于我国西南山区,是二湛高铁的主干线路。沿线岩溶洼地、槽谷、落水洞广泛发育,地下岩溶管道、暗河常树枝状展布,极易发生岩溶突水、突泥灾害,对工程建设和施工人员的生命安全构成重大威胁11。张吉怀高铁为设计速度 350 km/h 的双线高速铁路,正线线间距 5 m,最大坡度 20。永顺隧道是张吉怀高铁最长的岩溶隧道,位于湖南省湘西州永顺县境内,全长 12 083.27 m,最大埋深490 m。工程区分布有松柏向斜,核部由奥陶系纯灰岩和白云岩组成。工程区主要不良地质为岩溶,穿越的可溶岩地段岩溶强烈发育,地表可见岩溶洼地,漏斗等岩溶地貌,施工易发生突水、突泥灾害,属于高风险隧道。超前地质预报作为岩溶隧道施工中的重要一环,对指导制定施工方案、保障施工安全具有关键性作用。2 超前地质预报常见方法及对应特征常用超前地质预报方法可以分为四大类,即地质分析法、物探法、超前钻探法和导坑法12,这些方法各自的技术特征见表 1。表 1 9 种超前地质预报方法特性对比分析项目地质分析法物探法超前钻探法导坑法地表补充调绘法地质素描法音频大地电磁法(AMT)地震波反射法(TSP)地质雷达法(GPR)瞬变电磁法(STEM-3D)超前水平钻法加深炮孔法超前导坑法类型信号频率精度作业范围成果范围敏感物性敏感地质体优点缺点人工测绘人工素描无无低高隧顶 地 表(洞外)掌子面表面全工程区域掌子面前方 310 m 范围无无无差别无差别(1)宏观控制(1)成果直观(2)预 报 成本低(2)预 报 成本低(1)受地质人员水平与经验影响较大(1)受地质人员水平与经验影响较大(2)成果无法反映隧道掘进影响(2)人为推测无法实现远距离预报频率域电磁波104105Hz低隧顶 地 表(洞外)隧址区域岩体电阻率岩性、富水程度(自由电荷)宏观控制(1)洞身范围数据精度有限(2)成果无法反映隧道掘进影响弹性波高频电磁波502103Hz100 mHz低高掌子面及已开挖 60 m 洞身面掌子面表面掌 子 面 前 方120 m 范围掌 子 面 前 方30 m 范围岩波阻抗、速度 岩体电阻抗断层、破碎带岩性、富水程度(自由电荷)(1)探 水 距离远(1)分辨率高(2)对构造预报较好(2)勘探成果直观(1)需要足够大 的 波 阻 抗界面(1)受施工现场 金 属 物 质扰动(2)占用掌子面作业时间长(2)受空间限制,不能获得足够背景数据时间域电磁波机械钻探100104Hz无中高掌子面附近掌子面表面掌子面前方及周边 80 m 范围掌 子 面 前 方30 m 钻孔周边岩体电阻率岩 层 内 介 质强度岩性、富水程度(自由电荷)无差别水体敏感度高成果直观无多解性背景场不稳定,隧道洞身的全空间影响理论用半空间代替不能全面获得掌子面前方全部信息,仅为一孔之见机械钻探无高掌子面周边掌子面前方及周边 56 m 范围岩层内介质强度无差别(1)可预报隧道洞身前方、周边范围(2)成果直观无多解性受作业工人技术与经验影响较大矿山法无高平行正洞或掌子面表面导坑开挖范围无无差别(1)成果直观、精度高、探测距离长(2)有排水、通风等附加作用(1)成本太高,或需要平导全开挖(2)施工工期较长 由表 1 可知,地表补充调绘法和地质素描法分别从隧道外部、内部,宏观区域和微观掌子面对隧道围岩情况进行判断,但精确度因人而异存在局限性13;地震波反射法、瞬变电磁法、地质雷达法等物探方法,在掌子面及一定距离洞身面进行数据采集,通过判断岩层内不同介质的密度、弹性、导电性的差异,从而获得掌子面前方 30120 m 范围内岩体的物理性质及潜水分布信息14-16;超前水平钻法和加深炮孔法属于机械321七步法超前地质预报在高铁岩溶隧道中的应用:陈 超钻探,成果直观无多解性,但受作业工人技术与经验影响大,再加上经济性较差,一般作为辅助验证手段17。超前导坑法通过对(平行或正洞)导坑开挖,对隧道正洞的情况进行预演,预报效果最好但成本最高18。综上所述,超前地质预报探测手段多样,优缺点明显,只有综合利用、扬长避短、互相验证,通过成熟的预报方案体系才能提高预报隧道突水、突泥准确性,将岩溶隧道施工安全风险降到最低。3 岩溶隧道“七步法”超前地质预报技术方案不同的预报方法有着不同的作业范围、探测距离、探测精度,由于岩溶发育程度的不确定性、随机性和隐蔽性,单一的预报方式和数据采集方法都会受制于现场条件,无法很好地对前方未知的不良地质体进行准确的预测。只有通过综合的、系统的、互补的预报方法,对各预报方法取长补短,才能实现最佳的预报结果19。在结合各预报方法的特点、地质预报实施细则和多年超前地质预报工作的经验基础上,提出了岩溶隧道超前地质预报方案(见表 2)。“七步法”探测方案中,先通过分析勘察阶段地质资料,加深对工程区(洞外)地质情况的宏观理解,洞内结合掌子面素描等揭示地质情况、设计资料及地下表 2 岩溶隧道“七步法”超前地质预报技术方案步骤方法预报内容作用1资料分析(DA)通过分析勘察阶段地勘、物探资料,了解隧道所处地段的地质结构特征与复杂程度全面把握工区地质,推断隧道整体的大致地质情况2方法选择(MS)结合隧道实际开挖揭示地质情况、设计资料、往期预报报告及地下水发育情况制作工作联系单为后续洞内预报方法的选择提供指导3地震波反射法(TSP)最大可实现 120 m 以内的断层、溶洞等的识别与定位若结果与设计不同,后续阶段可开具变更联系单,增加/减少物探与钻探4三维扇形瞬变电磁法超前地质预报(STEM-3D)80 m 以内的地质构造含水性辨识与定位在 TEM 含水异常带加密 GPR 探测量5地质雷达法(GPR)30m 以内岩溶发育情况及含水体的确认在 GPR 含水异常带需进一步验证,进行超前钻探6物理式验证(PV)超前水平钻孔(30 m)和加深炮孔(56 m)全方位验证并确认掌子面前方的富水发育情况超前水平钻有突水的钻孔进行孔内摄像作业,直观发现其规模和流量分布7成果提交(RS)形成超前预报成果报告和工程措施建议,并及时上传信息化平台为隧道围岩变更提供依据,为直观反映现场进度和后期资料的复查给予支持水发育情况制作工作联系单,为后续洞内预报方法的选择提供指导。地震波反射法对构造的控制较好,但缺乏对岩溶水、断层或节理密集带的识别。针对这一特性,三维瞬变电磁法凭借其优异的探水能力和较远的探测长度很好地弥补了地震波反射法的短处,并在空间范围上对岩溶实现了精准的定位。地质雷达作为短距离、高精度的物探方法,可以针对性地对构造和含水异常区进行复测,优化整体物探方法的精度,凭借其准确的定位来辅助钻探布孔,提高预报经济性。最后,钻探的直观验证和孔内摄像提供了可靠的事实依据,对施工风险控制起到了决定性作用。七步法超前地质预报流程见图 1。该方案充分发挥了各预报方法的优点,利用各方法的优势对不良地质体进行剖析与推测,最后通过钻探法进行物理验证,做到了对不良地质体多方法、多属性、多角度、多探测长度的综合控制。4 工程实例工点位于永顺隧道正洞出口 DK67+913 处,该隧道段位于岩溶斜坡带,自然条件复杂,围岩为寒武系上图 1 七步法超前地质预报流程统追屯组白云质灰岩,属纯碳酸盐岩极强岩溶岩组,岩421铁 道 勘 察2023 年第 4 期层倾向西北(倾角 25)。此处还发育 J8 节理密集带,且属地下水水平径流带,岩溶水很发育,区段最大涌水量 133 239.6 m3/d,存在极大突水、突泥风险。现场见掌子面中下部有溶洞发育,左侧为空溶洞,右侧溶洞泥质充填;DK67+907 隧底距掌子面底部 2 m 处有溶腔,隧道纵断面见图 2。图 2 永顺隧道出口段地质纵断面4.1 七步法超前地质预报成果(1)地质勘察及设计资料项目勘察阶段收集、分析了大量区域地质资料,在此基础上通过地表勘察、大面积测绘和音频大地电磁法等综合手段对隧址区进行详细勘察。结合深孔钻探资料,对物探解译异常地区进行综合分析,基本查明了岩溶的分布范围、断层特性及产状。勘察结果揭示,DK65+520DK68+522 段地质较复杂、岩溶强烈发育,且存在较为明显的节理密集带,线路左侧为孔家湾槽谷,地表存在多处岩溶洼地、漏斗、落水洞等强溶蚀现象、含水丰富、地下径流十分通畅。由此可见,隧道极大可能通过暗河管道,施工可能诱发突水、突泥灾害。(2)动态工作联系单根据设计资料和超前地质预报实施细则,并结合掌子面素描等揭示地质情况及地下水发育情况,当隧道正洞出口开挖至 DK67+964 处,掌子面灰岩节理裂隙发育,岩体整体较破碎,且地震波反射物探报告显示,前方 20120 m 处有明显物探异常,推测为小溶洞发育,泥质充填。随后,每 100 m 地质素描循环 1 次,地震波反射、地质雷达、瞬变电磁贯通,超前水平钻3 孔贯通,加深炮孔 9 孔贯通。在 DK67+946 和DK67+922 处施作地质雷达,确定溶洞在掌子面的大致位置,在 DK67+922 处施作瞬变电磁,确定岩溶发育区的范围和岩溶水的发育程度,在 DK67+915 处施作4 孔超前钻探,从而最终确定溶洞的大小和充填物情况(见图 3)。图 3 溶洞揭示情况521七步法超前地质预报在高铁岩溶隧道中的应用:陈 超(3)物探法预报成果地震波反射法预报成果DK67+925 DK67+885 段,纵波速度值有较大的起伏变化,局部呈明显相对低速,同时该段纵横波偏移归位图上强反射界面极为密集。推测为岩溶裂隙发育带,局部溶洞发育,泥质充填。DK67+942、DK67+860 处存在较强的纵波反射界面,推测该处附近发育有一定规模的裂隙组合或小型溶洞。但因物探异常区与当前掌子面有一定距离,故建议围岩暂维持原设计,待下次超前地质预报成果报告出来后再行判定围岩级别。地震波反射超前预报反射层位及参数分布见图 4。图 4 地震波反射超前预报反射层位图及参数分布三维瞬变电磁法预报成果在 DK67+922 掌子面前方(顺隧道掘进方向)1027 m 区段,局部存在相对较明显的低阻异常区。异常主要集中在待掘隧道前方该区段的洞轴线左侧 20 m右侧 25 m、顶部 20 m底部 10 m 范围内,推测为岩溶发育区,泥质充填,岩溶水弱发育。三维瞬变电磁的结果进一步缩小了岩溶发育区的范围,并提示了岩溶水发育程度,为后续施工安全和超前钻探的孔位布置提供了可靠依据。三维瞬变电磁法二维、三维成果分别见图 5、图 6。地质雷达法预报成果DK67+914DK67+903 段雷达电磁波反射信号极为强烈,局部位置呈弧形反射,推测该段为溶洞发育区,泥质填充,溶洞最大处覆盖整个掌子面。DK67+903 DK67+892 段因现场施工台车干扰,有效预报距离仅为 19 m。在参考上一份瞬变电磁的超前地质预报结果后,建议 DK67+914DK67+903 段围岩变更为级,并立即在物探异常方位的掌子面实施超前钻探工作。地质雷达深度剖面见图 7。(4)钻探法验证成果在确保施工安全的前提下,在 DK67+914 掌子面图 5 瞬变电磁二维视电阻率断面成果图 6 瞬变电磁三维视异常空间分布成果(单位:m)处进行超前钻探探测工作,共施作钻孔 4 个(见图 8),孔深均为 30 m,倾角分别为仰角 12,左偏 11,右偏621铁 道 勘 察2023 年第 4 期11,俯角 12。钻孔 YCK-30-01 无异常;其中,钻孔YCK-30-02 中 03 m 为弱风化灰岩,3 m 后钻杆突进,遇溶洞,无涌水无填充物;钻孔 YCK-30-03 中 01.5 m 为弱风化灰岩,1.5 m 后钻杆突进遇溶洞,循环水呈黄色,黏土填充;钻孔 YCK-30-04 中 08.5 m 为弱风化灰岩,8.5 m 后钻杆突进,遇溶洞,无涌水无填充物。超前钻探的资料进一步确定了岩溶的实际位置与发育情况,很好验证了物探结果。图 7 地质雷达水平上测线(左)、下测线(右)深度剖面(5)对施工风险的提示与建议隧道施工综合超前地质预报成果报告包含了工程概况、现场施工情况、往期预报成果追踪、物探结果、钻探结果和综合分析与建议 6 部分,综合报告在整合并分析了物探资料、超前钻探资料、隧道实际开挖揭示地质情况、设计资料及水文监测资料后对风险进行了提示:DK67+915DK67+885 段中下部为溶洞发育区,溶洞沿线路方向宽 3040 m,并要求施工开挖中谨慎掘进,同时注意隧道的支护措施,确保施工安全。随后将编写的超前地质预报成果报告上传至“铁路工程管理平台”,为后续选择该溶洞的处理方案提供可靠资料。图 8 超前钻探孔位布置(单位:cm)4.2 七步法超前地质预报的总结通过对张吉怀高铁永顺隧道出口 DK67+915 附近处溶洞揭示过程的分析,总结出“七步法”的应用经验:工作联系单应根据现场情况和相应资料对施工措施及时进行动态调整;地震波反射法判断岩层内不同介质的差异较为准确,三维瞬变电磁对水源十分敏感;三维瞬变电磁法解决了原二维平面法无法确定掌子面前方不良地质体空间范围的难题,可以更好地定位出溶洞大小和岩溶水发育情况;地质雷达对破碎带和含水体有较好识别能力,但因为金属对电磁波的“绝缘性”,施工现场的复杂情况往往导致地质雷达无法获得良好的数据;超前钻探虽然有效距离只有 30 m,但仍是目前阶段最可靠、最直观的探测不良地质的方法。七步法超前地质预报探测的案例成果分析见表 3。表 3 七步法超前地质预报探测的案例成果分析预报步骤预测岩溶范围成果准确度作用DADK67+950+915预报最近处与实际岩溶发育区相距约 5 m对超前预报方法选择起宏观指导作用MS根据现场情况在 DK67+950 处附近临时提高了预报风险等级,变更了预报方法TSPDK67+942+860可识别异常,但无法区分岩溶与破碎带初步远距离确定岩溶异常区位置STEM-3DDK67+912+895将岩溶发育区锁定在洞轴线左侧 20 m 右侧 25 m、顶部20 m底部10 m 的空间范围内,同时预报了岩溶水弱发育,与实际岩溶界限接近检验地震波反射法(TSP)的异常结果,识别并定位岩溶发育区的空间范围,确定岩溶水发育程度,为后续施工安全提供保障GPRDK67+914+903前 19 m 准确核实了岩溶发育区,但因现场存在干扰,探测结果不稳定短距离核实岩溶发育情况,进一步确定溶洞位置,为后续钻探布孔提供支持PVDK67+912+885与施工开挖吻合验证物探结果的准确性,揭示溶洞的位置与充填物情况RS总结以上所有资料,生成并提交综合性的结论报告,为隧道围岩变更提供依据5 结语(1)在岩溶隧道超前地质预报中,由于岩溶发育空间分布的复杂性和充填物的多样性,单一超前地质预报方法具有其局限性,综合且有条理地进行系统性、多方案结合的预报方式有助于自检和提高预报准确性。721七步法超前地质预报在高铁岩溶隧道中的应用:陈 超(2)通过精细化采集控制,三维瞬变电磁探测方法实现了预报数据在空间的均匀分布,完成了低阻异常体形态的准确探测与解释,凭借其优异的探水能力,不仅较为准确地探识了溶洞发育的位置和大小,还提示了岩溶水的发育程度,为后续隧道的施工方案提供了可靠的技术与安全支持。(3)以“DA-MS-TSP-STEM3D-GPR-PV-RS”形式的岩溶隧道“七步法”超前地质预报技术方案,实现了洞内洞外、多方法、多属性、多角度、多探测长度的综合预报控制,较好地解决了岩溶超前预报难的问题。参考文献1 张建国,杨文,杨永斌,等.综合超前地质预报技术在西南某隧道的应用研究J.物探化探计算技术,2020,42(4):496-502.ZHANG Jianguo,YANG Wen,YANG Yongbin,et al.Research on the Application of Comprehensive Advanced Geological Prediction Technology in a Tunnel in South West China J.Computing Techniques for Geophysical and Geochemical Exploration,2020,42(4):496-502.2 覃晖,唐玉,王峥峥,等.综合探测技术在隧道超前地质预报中的应用J.现代隧道技术,2018,55(S2):681-686.QIN Hui,TANG Yu,WANG Zhengzheng,et al.Application of Comprehensive Detection Methods in Tunnel Geological ForecastJ.Modern Tunnelling Technology,2018,55(S2):681-686.3 陈德君,王树栋,王光权.综合物探方法在隧道超前地质预报中的应用J.铁道勘察,2017,43(5):18-22.CHEN Dejun,WANG Shudong,WANG Guangquan.Application of Comprehensive Geophysical Prospecting Method in Advanced Geological Prediction of Tunnel J.Railway Investigation and Surveying,2017,43(5):18-22.4 邢修举.岩溶隧道瞬变电磁三维超前探测技术研究J.隧道建设(中英文),2019,39(2):287-293.XING Xiuju.3D Transient Electromagnetic Advanced Detection Technology for Karst TunnelJ.Tunnel Construction,2019,39(2):287-293.5 邢修举,吴正飞,张依瑞,等.三维瞬变电磁超前探测技术在隧道探水中的应用J.现代隧道技术,2020,57(1):162-167.XING Xiuju,WU Zhengfei,ZHANG Yirui,et al.Application of 3D Transient Electromagnetic Advance Detection Technology in Tunnel Water Exploration J.Modern Tunnelling Technology,2020,57(1):162-167.6 晏军.岩溶隧道超前地质预报几种主要物探方法的选择与实践J.隧道建设(中英文),2020,40(S1):327-336.YAN Jun.Selection and Application of Several Main Geophysical Methods for Advanced Geological Prediction of Karst TunnelsJ.Tunnel Construction,2020,40(S1):327-336.7 韦建昌,邵羽,梁铭,等.超前水平钻探在岩溶隧道地质预报中的应用研究J.中外公路,2020,40(3):220-226.WEI Jianchang,SHAO Yu,LIANG Ming,et al.Application of Advance Horizontal Drilling in Geological Prediction in Karst TunnelsJ.Journal of China&Foreign Highway,2020,40(3):220-226.8 周桃生,邓飞,朱宝权,等.高风险岩溶隧道地质预报方法研究J.勘察科学技术,2022(4):59-64.ZHOU Taosheng,DENG Fei,ZHU Baoquan,et al.Study on Geological Prediction Method of High Risk Karst TunnelJ.Site Investigation Science and Technology,2022(4):59-64.9 曹强,周金.综合超前地质预报技术在复杂岩溶隧道的应用J.铁道建筑技术,2020(11):146-150,172.CAO Qiang,ZHOU Jin.Application of Comprehensive Advanced Geology Forecast Technology in Complex Karst TunnelJ.Railway Construction Technology,2020(11):146-150,172.10 李晨博.综合超前地质预报在岩溶隧道的应用研究J.甘肃水利水电技术,2021,57(1):38-40,55.LI Chenbo.Study on Application of Comprehensive Advanced Geological Prediction in Karst TunnelJ.Gansu Water Resources and Hydropower Technology,2021,57(1):38-40,55.11 常威,谭家华,黄琨,等.地下水多元示踪试验在岩溶隧道水害预测中的应用:以张吉怀高铁兰花隧道为例J.中国岩溶,2020,39(3):400-408.CHANG Wei,TAN Jiahua,HUANG Kun,et al.Application of Groundwater Multi-element Tracing Tests to Water Hazard Prediction of Karst Tunnels:an Example of the Lanhua Tunnel on the Zhangjiajie-Jishou-Huaihua High-speed RailwayJ.Carsologica Sinica,2020,39(3):400-408.12 李术才,薛翊国,张庆松,等.高风险岩溶地区隧道施工地质灾害综合预报预警关键技术研究J.岩石力学与工程学报,2008(7):1297-1307.LI Shucai,XUE Yiguo,ZHANG Qingsong,et al.Key Technology Study on Comprehensive Prediction and early-warning of Geological Hazards during Tunnel Construction in high-risk Karst Areas J.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2008(7):1297-1307.13 韩星俊.中国最长重载铁路:蒙华铁路隧道工程J.隧道建设(中英文),2017,37(12):1627-1632.HAN Xingjun.Tunnel Projects for Menghua Railway:The Longest Heavy Haul Railway in China J.Tunnel Construction,2017,37(12):1627-1632.14 杨志刚,普慧,李晓猛.TSP 技术在隧道超前地质预报中的应用J.建筑技术开发,2019,46(14):136-137.YANG Zhigang,PU Hui,LI Xiaomeng.Application of TSP Technology in Advanced Geological Prediction of Tunnels J.Building Technology Development,2019,46(14):136-137.15 李貅,武军杰,曹大明,等.一种隧道水体不良地质体超前地质预报方法:瞬变电磁法J.工程勘察,2006(3):70-75.LI Xiu,WU Junjie,CAO Daming,et al.Advanced Geologic Forecasting for Unfavorable Geological Body with WaterTransient Electromagnetic MethodJ.Journal of Geotechnical Investigation&Surveying,2006(3):70-75.16 高阳,张庆松,原小帅,等.地质雷达在岩溶隧道超前预报中的应用J.山东大学学报(工学版),2009,39(4):82-86.GAO Yang,ZHANG Qingsong,YUAN Xiaoshuai,et al.Application of Geological Radar to Geological Forecast in Karst Tunnel J.Journal of Shandong University(Engineering Science),2009,39(4):82-86.821铁 道 勘 察2023 年第 4 期17 陈培帅,袁青,张子平,等.基于卷积神经网络的隧道富水破碎带地质超前预报图像解译方法J.应用基础与工程科学学报,2022,30(1):196-207.CHEN Peishuai,YUAN Qing,ZHANG Ziping,et al.Image Interpretation Method for Geological Advance Prediction in Water-rich Fracture Zone of Tunnel Based on Convolutional Neural NetworkJ.Journal of Basic Science and Engineering,2022,30(1):196-207.18 王玉琴,高树全.综合超前地质预报技术在贵南铁路岩溶隧道中的应用J.工程地球物理学报,2021,18(4):538-546.WANG Yuqin,GAO Shuquan.Application of Comprehensive Geological Prediction Technology in Karst Tunnel of Guiyang-Nanning Railway J.Chinese Journal of Engineering Geophysics,2021,18(4):538-546.19 陈伟,杜宇本,蒋良文.综合超前地质预报在玉磨铁路复杂地质隧道的运用J.高速铁路技术,2022,13(5):42-48.CHEN Wei,DU Yuben,JIANG Liangwen.Application of Comprehensive Advance Geological Prediction in Tunnels with Complex Geological Conditions of Yuxi-Mohan RailwayJ.High Speed Railway Technology,2022,13(5):42-48.收稿日期:20220927基金项目:中铁第四勘察设计院集团有限公司科技开发计划重点课题(2020YJ010)。作者简介:秦 志(1994),男,2018 年毕业于中南大学建筑与土木工程专业,工学硕士,工程师,E-mail:56568623 。文章编号:16727479(2023)04012906无锡至宜兴市域铁路速度目标值研究秦 志(中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉 430063)摘 要:速度目标值是轨道交通项目技术标准中的核心内容,不同的速度目标值决定了基础设施、信号设备、供电制式及各项其他技术标准的选择,直接影响工程投资,若各方意见分歧,甚至影响到项目推进。无锡至宜兴市域铁路为穿越太湖水域的第一条轨道交通项目,其越湖隧道长度超过 10 km,为全国城市轨道交通项目之最。从项目实际情况出发,结合功能定位、客流特征、运输组织模式、时间目标、工程实施难度、经济技术比较、与周边项目衔接适应性等因素,确定无锡至宜兴市域铁路速度目标值为160 km/h。关键词:市域铁路;速度目标值;功能定位;时间目标值;经济技术对比中图分类号:U212.3 文献标识码:ADOI:10.19630/ki.tdkc.202209270002开放科学(资源服务)标识码(OSID):Study of the Target Speed Value of Wuxi-Yixing Suburban RailwayQIN Zhi(China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.,Ltd.,Wuhan 430063,China)Abstract:Target speed value is the core content of the main technical standards for rail transit projects.Different speed values determine the selection of infrastructure,signal equipment,power supply system,and other technical standards,which directly affects the project investment,and even impede the project advancement if it is hard to make an agreement.Wuxi-Yixing Suburban Railway is the first rail transit project crossing the Taihu Lake.Its lake crossing tunnel is the longest in China with a length of more than 10 km.Based on the actual situation of the project,co