海底隧道断层破碎带信息化施工 杨会军 ，王梦恕 ，卓越 ，罗 嵩 （１．中铁隧道股份有限公司，郑州４５０００３；２．中铁隧道集团，河南洛阳４７１００９） ［摘要］ 海底隧道开挖支护施工难度很大、安全风险极高，结合国内第二条海底隧道断层破碎带施工。采用 地质调查、隧道地震勘探法（ＴＳＰ法）、隧道内超前钻孔等方法，通过数据分析处理，预测了掌子面前方４５ ｍ范 围内的基本地质条件，如岩性、规模、位置的长期超前地质预报，以及精度较高的短期超前地质预报，据此综 合超前地质预报结果，采取上半断面全断面超前预注浆加固地层、台阶法开挖、加强支护。同时，对施工中水 平收敛、拱顶下沉等监控量测数据进行分析，动态反馈于施工过程中，此即海底隧道断层破碎带信息化施工。 该方法在施工中取得令人满意的结果。 ［关键词］ 海底隧道断层破碎带；综合超前地质预报；超前预注浆；信息化施工 ［中图分类号］ Ｕ４５５ ［文献标识码］ Ａ ［文章编号］ １００９—１７４２（２０１２）１０—００５７—０８ ｌ前言 层破碎带的位置、性质、规模等；风化深槽特性、位 置、规模等。造成的影响主要包括海底隧道预计到 世界发达国家自２０世纪３０年代起就开始修建 的突水可能引发灾难性后果，掌子面围岩崩塌、流 海峡海底隧道。１９７５年日本采用钻爆法在关门修 失、隧道埋没等。 建了长１８．７ ｋｍ的海峡铁路隧道，１９８８年在津轻海 因此，除了遵守一般技术要求外，还应采取针对 峡又用钻爆法建成了５３．８５ ｋｍ的迄今为止世界上 性较强的辅助方法施工，通过综合地质超前预报技 最长的海峡隧道——青函隧道。近３０年来，挪威建 术预测预报前方地质条件，并采取超前预注浆加固 成了４０座累计约１３０ ｋｍ的海底隧道，目前在建海 地层、台阶法开挖、加强支护 Ｊ。同时，对施工中 底隧道２座，还有ｌＯ座在计划中，基本都是采用钻 水平收敛、拱顶下沉等监控量测数据进行分析 ］， 爆法施工。目前国外建成的海底隧道采用钻爆法的 动态反馈于施工过程中，反馈用于修改超前加固、开 占９０％以上，均是基于钻爆法的安全风险易于控制 挖、支护设计参数，指导施工 ’ ，这就是海底隧道 和经济性的原因。 断层破碎带的信息化施工。本文运用信息化施工方 海底隧道在我国尚处于起步阶段，采用钻爆法 法对青岛胶州湾海底隧道工程Ｆ４—４断层破碎带 施工的福建厦门翔安海底隧道和山东胶州湾海底隧 （右线ＹＫ６＋９６１一ＹＫ６＋９１５区段）施工进行指导， 道已经投入运营，更多的海底隧道工程正在计划之 效果十分显著。 中。已建工程的经验表明，海底隧道采用钻爆法施 工是安全可靠的。但同陆地隧道或其他的地下结构 ２工程概况 相比，海底隧道显得更为复杂，包括由于断层和破碎 ２．１工程概况介绍 带引起的不稳定性和海水渗漏。 胶州湾隧道北连青岛市团岛，南接青岛经济技 海底隧道的特殊要求与水的存在有关，这需要 术开发区薛家岛，下穿胶州湾湾口海域，主隧道全长 密切关注地质风险，包括隧道上方足够厚度的不透 ６ １７０ ｍ，跨海域总长度约３ ９５０ ｍ，设两条三车道主 水地层；地层的地质特性；各地层中裂隙的特性；断 隧道和一条服务隧道，主隧道中轴线间距５５ ｍ。隧 ［收稿日期］２０１１一ｏ４—０７ ［作者简介］杨会军（１９６９一），男，甘肃天水市人，博士，主要从事隧道、地下水渗流科研和施工工作；Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｊｙａｎｇ．＿２００１＠１６３．ｃｏｍ ２０１２年第１４卷第ｌ０期５７ 道断面为椭圆形，主隧道开挖断面高１１．２～ ３５ ＩＴＩ。隧道通过海域段最大水深约４２ ＩＴＩ。图１为 胶州湾海底隧道主隧道与服务隧道示意图。 １２．０ Ｉｎ，宽１５．２３—１６．０３ ｍ，隧道纵断面呈Ｖ型，最 大纵坡３．５％，海域段主隧道埋深一般为２４— 图１胶州湾海底隧道主隧道与服务隧道示意图 Ｆｉｇ．１ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｌａｙｏｕｔ ｏｆ ｍａｉｎ ｔｕｎｎｅｌ ａｎｄ ｓｅｒｖｉｃｅ ｔｕｎｎｅｌ ｍａｐ ｏｆ Ｊｉａｏｚｈｏｕｗａｎ ｓｕｂｓｅａ ｔｕｎｎｅｌ ２．２地质条件 ２．２．１工程地质条件 隧道通过区主要岩性为侵入岩及火山岩，岩质 坚硬、脆，属硬质岩石，完整性好，节理较发育，在构 一２０ ｍ以下，已进入隧道内部，岩体自稳能力差，极易 产生坍方和大量涌水。而且，隧道通过区的构造主 要是高角度的断层，走向为北东和北西，断层带内多 为压碎岩、角砾碎石，是地下水径流的通道。在断层 造带附近岩体破碎，节理密集，岩石呈碎石、角砾状， 部分断裂带内呈角砾或土加石散状结构。 ２．２．２水文地质条件 隧址区地下水为孔隙水和基岩裂隙水。低山丘 陵基岩地下水位随降雨变化明显，变幅可在１～５ ＩＴＩ 左右，残坡积层地下水变幅一般在１—３ ｉｎ左右。滨 海地带地下水位主要受海潮影响产生周期性变化， 变幅一般在２—４ ＩＴＩ。 ２．３工程重难点分析 一一 ～ 一 带及两侧影响带内地下水量较大。给施工带来很大 困难。 ３）覆跨比小。海域段隧道埋深２４—３５ ＩＴＩ之 间，最大跨度１６．４２６ ｉｎ，最大断面积达１７０ １３２，覆跨 比小。隧道开挖极易出现涌水、坍塌等灾害。为降 低地质风险，施工中将采取施工地质调查、１’ＳＰ探 测、高分辨直流电法、地质雷达、超前探孔等综合地 质预测预报技术，以及超前小导管、超前自进式管 棚、超前预注浆、局部注浆、径向注浆等多种辅助施 工措施。并采用双侧壁导坑法、中隔壁开挖法（ＣＤ 法）、台阶法等多种施工方法。 ４）海域段施工风险大。海域段有多处断层 （裂）破碎带，断层（裂）带内岩体强度低，自稳能力 差。在这些不良地质地段，存在渗透破坏、发生突涌 水或隧道坍塌的可能，施工风险巨大。 １）地质条件复杂。围岩级别变化频繁，Ⅳ、 Ｖ级围岩比例较大，占主隧道的４２％，占服务隧道 的２８％，围岩情况变化频繁，并且隧道多次穿越断 层（裂）破碎带。在断层（裂）带、断层（裂）影响带、 节理裂隙密集带，裂隙贯通性较好，存在易发生坍方 和突涌水的可能。在隧道通过的岩体中，存在大量 后期侵入的岩脉，这些岩脉主要有花岗岩岩脉、正长 斑岩脉、煌斑岩脉、流纹斑岩脉等。因其多数沿张裂 隙侵人，故其接触面附近存在岩石软化带，隧道通过 沿岩脉裂隙贯通性好易引发突涌水。 ２）地质构造作用强烈。隧址区地质构造以中、 新生代脆性断裂构造最为醒目，韧性断裂及褶皱不 ３信息化施工 ３．１信息化施工流程 从２０世纪７０年代起，各国学者就开始运用岩 体位移进行反分析研究 Ｊ，主要有岩体反馈理论、 优化反馈理论Ｌ８ Ｊ、被动阻力方法 等。研究手段和 甚发育。隧道共穿越９条大断层破碎带，其衍生的 小断裂带有数十条之多。断层附近因岩体破碎，风 化也相对严重，部分地段弱风化岩层底面在海底 ５８中国工程科学 侧重点有一定差异，但都是根据现场弹塑围岩的变 形资料，以及其他地质信息，通过计算分析，建立围 岩本构关系和数学模型，确定实际岩（土）体的力学 参数、地层初始地应力、支护结构的边界荷载及岩体 决策和确定采取措施，最后进行监测并检验预测结 弹性参数等 。动态反馈于隧道开挖支护的设 果。图２为海底隧道断层破碎带信息化施工流 计与施工中，进而进行工程预测和评价，并进行工程 程图。 现场基础资 集 已有地质资料 Ｉ Ｉ综合地质超前预报 ………………； 二：二＿－＿＿＿＿＿－：：＿＿＿－＿＿＿＿＿＿＝＿＿＿－： 图２海底隧道断层破碎带信息化施工流程图 Ｆｉｇ．２ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｂｓｅａ ｔｕｎｎｅｌ ｉｎ ａ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｚｏｎｅ ３．２信息采集——现场基础资料采集 差，其顶部有较厚的全～弱风化带，最大风化厚度可 ３．２．１已有地质资料 超过２５ Ｉｌｌ，而且辉绿岩及其两侧岩体往往较破碎或 ＹＫ６＋９６１一ＹＫ６＋９１５段，长４６ ｍ，属Ｆ４—４ 发育小断层。围岩在松弛变形时抗渗性能易恶化， 断裂，高潮时水深２７—３０ ｍ；海床呈缓坡状。海底 可能发生渗透变形破坏。 覆盖层较薄，一般２—３ ｍ，主要为砂砾，局部沉积有 ３．２．２综合地质超前预报 淤泥。隧道拱顶覆盖层仅２４—２６ ｍ。基岩以含晶 隧道施工综合地质超前预报是从宏观和微观上 屑火山角砾凝灰岩为主，局部夹凝灰岩，并有较多辉 去把握整个隧道通过区的地质条件并进行综合预 绿岩脉、石英正长岩脉侵入。破碎带内岩体为碎裂 报。把中长期地质预报成果和短期预报成果想结合 ～镶嵌碎裂结构，裂隙以密闭型为主，少数为微张 对比分析得到施工地质超前预报成果。中长期预报 型，裂隙面浸染迹象不甚明显。岩体受构造影响严 和短期预报成果相参照对比分析，形成隧道工程的 重，岩体完整程度和风化带厚度差异很大，含晶屑火 预报体系（见图３）。隧道施工综合地质超前预报技 山角砾凝灰岩和石英正长岩抗风化能力强，其顶部 术的核心在于对地质条件的理解掌握程度。 强一弱风化带一般不超过１０ ｎｌ；辉绿岩抗风化能力 ２０１２年第１４卷第１Ｏ期５９ 图３海底隧道综合地质超前预报体系 Ｆｉｇ．３ Ｐｒｅ—ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｂｓｅａ ｔｕｎｎｅｌ 在ＹＫ６＋９６１～ＹＫ６＋９１５段，分别采用ＴＳＰ 法、超前导洞法（服务洞超前）、超前水平钻孔法进 行地质超前预报，再将各自预报结果综合形成综合 地质超前预报。 在ＹＫ６＋９６１前方实施超前水平钻孔，在开挖 断面的上台阶共完成探孔３个（拱顶１个，左、右侧 拱腰各１个）。超前水平钻孔布置如图４所示。 ＼ 开挖轮麻夏一 ———哥｜ 蹙 一 一 隧道 ｆｆ一 ’ ／岩层 裹 １ 图４超前水平钻子Ｌ示意图 ／’ ／ Ｆｉｇ．４ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｌａｙｏｕｔ ｏｆ ａｄｖａｎｃｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｂｏｒｅｈｏｌｅ ３．３信息分析处理 钻，取芯难度大，总体岩芯获得率为６３．４２％，岩石 质量指标（ＲＱＤ）为３５．９Ｏ％，含裂隙水。表２为超 ３．３．１ 综合地质超前预报结果分析 １）ＴＳＰ法。根据ＴＳＰ法测得的掌子面前方 ７０ ｍ范围内围岩传播速度和相应的物理力学指标， 前水平钻孔法成果汇总表。 表２超前水平钻孔法成果汇总表 Ｔａｂｌｅ ２ Ｓｕｍｍａｒｙ ｏｆ ａｄｖａｎｃｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｂｏｒｅｈｏｌｅ 依据相关规范判断该范围内围岩等级为Ⅳ级。表１ 为ＴＳＰ法成果汇总表。 表１ ＴＳＰ法成果汇总表 Ｔａｂｌｅ １ Ｓｕｍｍａｒｙ ｏｆＴＳＰ ｍｅｔｈｏｄ ３）综合地质超前预报结果。根据已经完成的 超前地质预报的成果，ＹＫ６＋９６１一ＹＫ６＋９１５段整 体上岩体破碎，节理裂隙密集发育，节理面中风化到 ２）超前水平钻孑Ｌ。该段岩体整体较差，岩性单 一强风化，围岩强度低，有岩脉侵入，断层切割，并发育 ，主要为凝灰岩，围岩破碎，难以成孔，易发生卡 有多组高角度较大规模结构面，围岩等级以Ｖ级为 ６ｏ中国工程科学 主，局部Ⅳ级，裂隙含水，遇水围岩强度明显降低。 断层破碎带覆盖层仅２４—２６ ｍ，长度４６ ｍ，围岩地 建议谨慎开挖，加强支护，对该段进行超前注浆 质条件差，容易出现突泥、涌水险情。所以胶州湾隧 加固措施，为确保隧道施工生产安全，须进行全断面 道注浆应以堵水和加固为目的，采用以工作面预注 超前预注浆。 浆为主，辅以洞内径向后注浆。上半断面全断面帷 ３．３．２超前预注浆处理 幕注浆，以加固为主，兼顾堵水，如图５和图６所示。 考虑胶州湾海底隧道覆盖层薄，右线隧道Ｆ４—４ 表３为第一循环全断面超前预注浆参数表。 Ａ］ 司 ａ 副 图５上半断面全断面注浆纵断面示意图 Ｆｉｇ．５ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｐｒｏｒｆｌｅ ｏｆ ｕｐｐｅｒ ｈａｌｆ ｆｕｌｌ－ｆａｃｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ （ｃ） （ｄ） 图６注浆终孔交固圈布置图 Ｆｉｇ．６ Ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅｄ ｒｅｇｉＯｎ ｏｆ ｇｒｏｕｔｉｎｇ 表３第一循环全断面超前预注浆参数表 Ｔａｂｌｅ３ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆｆｕｌｌ－ｆａｃｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｃｙｃｌｅ ２０１２年第ｌ４卷第１０期６１ 吕 Ⅲ 图９收敛变形一时间曲线 Ｆｉｇ．９ Ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ—ｔｉｍｅ 图１０拱顶下沉一时间曲线 Ｆｉｇ．１０ Ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｃｒｏｗｎ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ・ｔｉｍｅ 监测结果显示，断层破碎带隧道开挖引起的水 断面超前预注浆效果显著，开挖支护参数合理。 平收敛较小，最大达２．２ ｍｍ，拱顶下沉累计值为 １４．０ ｍｍ，且下台阶的开挖对其影响较小。可见，下 参考文献 台阶开挖后对上台阶开挖的影响控制比较理想，在 ［１］王梦恕．大瑶山隧道——－２０世纪隧道修建新技术［Ｍ］．广 下台阶开挖过程中拱顶下沉及收敛没有出现明显的 州：广东科技出版社，１９９４． 变化。分析发现，围岩变形分为３个阶段：ａ．急剧 ［２］ 黄成光，于敦荣．公路隧道施工［Ｍ］．北京：人民交通出版社， ２００１． 变形阶段：主要发生在量测断面开挖后１０ ｄ内，即 ［３］ 吕康成．隧道工程试验检测技术［Ｍ］．北京：人民交通出版 距开挖面２０ ｍ内，围岩发生急剧变形，其变形量占 社，２０００． 总变形量的５０％（含开挖时掌子面已产生的位移） ［４］覃仁辉，王成，杨其新．隧道工程［Ｍ］．重庆一乌鲁木齐：重 以上；ｂ．缓慢增长阶段：随着初期支护系统发挥作 庆大学出版社一新疆大学出版社，２００１． 用，限制了隧道围岩的收敛变形，该阶段收敛速率在 ［５］刘志刚．隧道隧洞施工地质技术［Ｍ］．北京：中国铁道出版 社，２００１． ０．２ ｍｍ／ｄ；Ｃ．基本稳定阶段：这时开挖面与观测断 ［６］祁生文，伍法权，兰恒星．盘石头水库泄洪洞、导流洞进出口高 面的距离一般已超过２倍洞径，空间效应的影响基本 边坡稳定性评价［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００２，２１（３）：３５７ 消除，收敛变形速度趋缓，收敛速率＜０．２ ｍｍ／ｄ。 —３５８． ［７］苏华友，杨有玉．隧道施工中围岩收敛观测及分析［Ｊ］．中国 ４结语 矿业大学学报，２００２，３１（２）：１９８—２００． ［８］高大钊，孙钧．岩土工程的回顾与前瞻［Ｍ］．ｊｂ京：人民交 海底隧道断层破碎带的信息化施工，对保证施 通出版社，２００１． 工的顺利进行，减少重大安全事故的发生起到积极 ［９］ Ｎａｊｍ Ｋ，Ｉｓｈｉｊｉｍａ Ｙ．Ｂａｃｋ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ ｌｉｎｉｎｇ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ： 作用，真正做到动态施工和施工过程及围岩性态的 Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｓｓｉｖｅ ｒｅｓｉｓｔｎａｃｅ ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］． Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｒｏｃｋ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９３，２６（１）：７１—７９． 全程监控。 ［１Ｏ］Ｔｏｎｏｎ Ｆ，Ａｍａｄｅｉ Ｂ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃ ａｎｉｓｏｔｏｒｐｙ ｏｎ ｔｕｎｎｅｌ ｗａｌｌ １）通过运用ＴＳＰ、超前导洞、超前水平探孔等综 ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ ｂｅｈｉｎｄ ａ ｔｕｎｎｅｌ ｆａｃｅ『Ｊ］．Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ 合超前地质预报技术，对海底隧道断层破碎带岩体 Ｒｏｃｋ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００２，３５（３）：１４１—１６０． 结构特征、地下水特性等进行了综合预报，为制订超 ［１１］Ｏｄａ Ｍ，Ｙａｍａｂｅ Ｔ，Ｉｓｈｉｚｕｋａ Ｙ，ｅｔ １ａ．Ｅｌａｓｔｉｃ ｓｔｒｅｓ８ ａｎｄ ｓｔｒａｉｎ ｉｎ 前预加固措施提供了依据。 ｊｏｉｎｔｅｄ ｒｏｃｋ ｍａｓｓｅｓ ｂｙ ｍｅｎａｓ ｏｆ ｃｒａｃｋ ｔｅｎｓｏｒ ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｒｏｃｋ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９３，２６（２）：８９—１１２． ２）采用上半断面全断面注浆，加固了围岩，兼 ［１２］ Ｎｉｅ Ｘ，Ｚｈａｎｇ Ｑ．Ａ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｉｎｇ ｔｕｎ— 顾堵水，实施效果良好。 ｎｅｌ ｓｕｐｐｏｒｔ［Ｊ］．Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｒｏｃｋ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．１９９４． ３）开挖面地质情况和监控量测数据表明，上半 ２７（１）：２３—３６． ２０１２年第１４卷第１０期６３ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｂｓｅａ ｔｕｎｎｅｌ ｉｎ ａ ｆａｕｌｔ ａｎｄ ｃｒｕｓｈ ｚｏｎｅ Ｙａｎｇ Ｈｕｉｊｕｎ ，Ｗａｎｇ Ｍｅｎｇｓｈｕ２，Ｚｈｕｏ Ｙｕｅ２，Ｌｕｏ Ｓｏｎｇ （１．Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｔｕｎｎｅｌ Ｓｔｏｃｋ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｔｕｎｎｅｌ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ，Ｈｅｎａｎ ４７１００９，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｂｓｅａ ｔｕｎｎｅｌ ｉｓ ｖｅｒｙ ｄｉｆｉｃｕｌｔ，ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ｉｒｓｋ ｉｓ ａｌｓｏ ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ．Ｒｅｌｙｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｆａｕｌｔ ａｎｄ ｃｒｕｓｈ ｚｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｓｕｂｓｅａ ｔｕｎｎｅｌ ｉｎｌａｎｄ， ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃ ｓｕｒｖｅｙ，ＴＳＰ，ｆｌａｎｋ ｈｏｌｅｓ，ａｎｄ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｄａｔａ，ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ｂａｓｉｓ ｇｅｏｌｏｇｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｗｉｔｈｉｎ ４５ ｍｅｔｅｒｓ ａｈｅａｄ ｏｆ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｇｅｏｌｏｇｙ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｓｈｏｒｔ－ｔｅｒｍ ｇｅｏｌｏｇｙ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ， ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｐｒｅ—ｇｅｏｌｏｇｙ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｉｓ ｒｅｐｏｒｔｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｉｔｓ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ａｄｏｐｔｉｎｇ ｆｕｌｌ ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕ． ｉｒｎｇ ｕｐｐｅｒ ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ａｎｄ ｃｒｕｓｈ ｚｏｎｅ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｓｔｒａｔｕｍ，ｂｅｎｃｈ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ ｓｔｒｏｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ，ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ｏｆ ｃｒｏｗｎ，ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄ． ｉｎｇ ｒｏｃｋ，ｂｙ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ ｄａｔａ，ａｎｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｉｓ ｃａｌｌｅｄ ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｂｓｅａ ｔｕｎｎｅｌ ｉｎ ａ ｆａｕｌｔ ａｎｄ ｃｒｕｓｈ ｚｏｎｅ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｐｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ ｅｆｆｅｃｔ． ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ａ ｆａｕｌｔ ａｎｄ ｃｒｕｓｈ ｚｏｎｅ ｏｆ ｓｕｂｓｅａ ｔｕｎｎｅｌ；ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｐｒｅ．ｇｅｏｌｏｇｙ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ：ｆｕｌｌ ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｔｉｎｇ；ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ （上接５６页） Ｗｉｎｄ ｐｒｏｆｉｌｅｒ ｒａｄａｒ ｔｏ ｍｏｎｉｔｏｒ ｔｈｅ ｄｕｓｔ ｗｅａｔｈｅｒ Ｗｅｉ Ｗｅｎｓｈｏｕ ，Ｗａｎｇ Ｍｉｎｚｈｏｎｇ Ｈｅ Ｑｉｎｇ ・２ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｄｅｓｅｒｔ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，ＣＭＡ（Ｃｈｉｎａ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ），Ｕｒｕｍｑｉ ８３０００２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｔａｋｌｉｍａｋａｎ Ｄｅｓｅｒｔ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔａｔｉｏｎ，Ｔａｚｈｏｎｇ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ ８４１０００，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ Ｕｒｕｍｑｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｄｅｓｅｒｔ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ（ＣＭＡ）ｃａｒ－ ｒｉｅｄ ｏｕｔ ａｎ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｕｓｔ ｗｅａｔｈｅｒ ｕｓｉｎｇ ａ ｗｉｎｄ ｐｒｏｆｉｌｅｒ ｒａｄａｒ ｉｎ ｔｈｅ ｈｉｎ． ｔｅｒｌａｎｄ ｏｆ ｔｈｅ Ｔａｋｌｉｍａｋａｎ Ｄｅｓｅｒｔ ｉｎ Ａｐｒｉｌ ２０１０．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｐｒｏｆｉｌｅｒ ｒａｄａｒ ｄａｔａ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｉｓ ｅｘｐｅｒｉ－ ｍｅｎｔ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｉｎｄ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｆ ａ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｄｕｓｔ ｗｅａｔｈｅｒ ｉｎ ａ ｄｅｓｅｒｔ ｈｉｎｔｅｒｌａｎｄ，ｃａｌｃｕｌａｔｅｓ ａｎｄ ｇｉｖｅｓ ｔｈｅ ｒａｄａｒ ｅｃｈｏ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｄｕｓｔ ｓｔｏｒｍ，ｂｌｏｗｉｎｇ ｓａｎｄ ａｎｄ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｄｕｓｔ ｗｅａｔｈｅｒ，ａｎ ｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｄｕｓｔ ｃｏｕｎｔｓ／ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｐｒｏｆｉｌｅｒ ｒａｄａｒ ｄａｔａ．Ｓｔｕｄｉｅｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ａ ｗｉｎｄ ｐｒｏｆｉｌｅｒ ｒａｄａｒ ｉｓ ａｎ ｕｐｐｅｒ－ａｉｒ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｔｈａｔ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｄｅｔｅｃｔｓ ａｎｄ ｍｏｎｉｔｏｒｓ ｄｕｓｔ．Ｉｔ ｃａｐｔｕｒｅｓ ｔｈｅ ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｅｎｄｉｎｇ ｏｆ ａ ｄｕｓｔ ｗｅａｔｈｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｍｏｎｉｔｏｒｓ ｔｈｅ ｓａｎｄ ａｎｄ ｄｕｓｔ ｂｅｉｎｇ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｉｒ ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｈｅｉｇｈｔ，ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ａｎｄ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ． ｈＴｅ ｅｃｈｏ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ａ ｂｌｏｗｉｎｇ ｓａｎｄ ａｎｄ ｄｕｓｔ ｓｔｏｒｍ ｗｅａｔｈｅｒ ｅｐｉｓｏｄｅ ｉｎ Ｔａｋｌｉｍａｋａｎ ｉｓ ａｂｏｕｔ—－３—－１０ｄＢＺ ｗｈｉｌｅ ｔｈａｔ ｏｆ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｄｕｓｔｉｓ一１５～一３ ｄＢＺ．ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｕｓｔ ｅｃｈｏ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｉｓ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔｌｙ ｗｅａｋｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｐｒｅｃｉｐｉ— ｔａｔｉｏｎ ｗｈｉｌｅ ｓｔｒｏｎｇｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｃｌｅａｒ ａｉｒ． ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ｗｉｎｄ ｐｒｏｆｉｌｅｒ ｒａｄａｒ；ｄｕｓｔ ｗｅａｔｈｅｒ；ｅｃｈｏ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ６４中国工程科学