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大瑞铁路高黎贡山隧道全长34.5km,是国内目前在建最长隧道。研究区隧址位于地质条件极其复杂的横断山脉南端,具有“三高、四活跃”(高地应力、高地热、高地震烈度;活跃)特点。工程建设过程中面临高温、岩爆、断层、突水突泥、软岩大变形等地质问题,如何准确预测预报掌子面前方地质异常体,保证隧道快速安全施工成为制约隧道建设的关键问题。本文针对研究区四种典型特征的围岩,分析其工程地质条件,研究TSP地震信息与围岩力学参数变化特征的响应关系,建立围岩动态分级体系,为下一步施工中隧道前方地质异常预测预报提供参考。本文研究取得的主要成果如下:(1)通过对隧道围岩的工程地质和水文地质调查,研究存在地质异常的围岩岩性及物理力学特征(主要包括富水性围岩、软弱破碎带围岩、断层破碎带围岩、滑坡与断层交互影响下围岩),深入分析其工程地质条件。(2)借鉴国内外围岩分级方法,结合研究区地质异常实际情况,基于TSP探测技术,提取其地震信息,采用聚类分析和因子分析方法,研究地震波与围岩物理力学参数的特征响应关系,以地震波传播速度和围岩体积模量作为主要的分级因子,建立了围岩动态分级体系。(3)借助所建立的围岩动态分级体系,对围岩进行了识别和评价,进而预测预报了隧道前方地质异常。结果表明,分级级别越低,围岩硬度越小,富水性越强;分级级别越高,围岩硬度越高,富水性越弱。反射面越多,围岩整体性越差;反射面越少,围岩整体性越好。(4)对研究区四种典型围岩动态分级结果,经TSP探测和实际揭露围岩分别进行验证。验证结果显示,对富水性围岩、软弱破碎带和断层破碎带这三种围岩,本分级的预测预报效果较好,对断层与滑坡交互影响下的围岩中识别效果一般,但不影响总体分级的合理性。本文对地震信息的分析解译思路和对隧道围岩动态分级方法,可为大瑞铁路高黎贡山隧道,以及类似的复杂水文地质、工程地质条件下隧道前方不良地质体的预测预报提供借鉴和参考。