目前，我国TBM施工隧洞基本上都是TBM施工与钻爆施工相结合的，这是隧洞施工现状，也是工法调研后的必然，这样可以兼顾二者长处，是高效、高性价比、低风险地修建隧洞工程的最佳选择。但能兼顾钻爆隧道与TBM隧道的综合超前预报体系且鲜有研究。
地震波法-TST原理
借助在钻爆隧洞中成熟的TST超前地质预报技术，开展TBM施工隧洞超前地质预报工作，对不良地质体进行预报。地震波法预报技术基本上都是利用震源激发弹性波（地震波、声波），当弹性波遇到不均匀介质表面时，由于弹性波阻抗的差异，在界面处发生透射和反射，对接收到的弹性波信号进行数据处理，提取出前方反射信息，反演前方围岩的力学性质[29]。由于空间观测系统和反演算法的不同，区分出多种地震波法超前预报技术。而制约常规地震波法技术进入TBM施工隧道的关键点之一就在于震源。目前，可在TBM隧道中应用的超前预报技术，其利用的震源分为两种，一种是被动震源，如刀盘破岩时产生的振动信号；另一种是主动震源，多为机械震源。被动震源由于能量弱，探测距离近，这削弱了地震波法的长距离预测优势。近年来，由于可控震源技术的进步，小型可控震源，促进了地震波法在TBM隧道中的应用。本次TST预报采用了TDIS可控冲击震源，冲击震源作用于隧洞边墙，激发的纵波传播的优势方向为径向，而横波传播的优势方向为轴向，所以应采用横波做超前地质预报[30]。通过对圣佳旺水电站引水隧洞开展连续多次全里程TST超前地质预报，总结出当地板岩围岩与横波波速关系[31]：完整致密的板岩横波波速在2800~3000m/s;裂隙发育的板岩横波波速在2300~2500m/s（板岩波速与板岩石英含量、埋深等多种因素有关）。
地震波法-TST现场布置
仪器采用TST隧道超前预报系统，主要由地震信号采集器、检波器及震源等几部分组成。采集参数如下：采样率40Khz, 26道采集，采样时长100s，解码后保留数据长度300ms。TDIS可控冲击震源使用的参数为：重复频率5-25次/秒，冲击时间100s，冲击次数1500次/点，冲击能量为6万焦耳/点。现场设置接收孔8个，布置在L1区主梁下方，贴紧盾尾，在隧洞两侧对称布置。接收孔间距2m，孔深1.8m，接收孔保持在同一水平面，检波器用黄泥耦合。激发孔12个，也布置在L1区，但是分别布置在主梁上下两个水平面上，每个平面间距8m布置6个。可控冲击震源直接在裸岩表面激振。三维TST现场布置如图5所示，TST超前地质预报工作流程如图6所示。
图1 TBM施工隧洞中三维地震观测方案
图2 TST超前地质预报工作流程
