在青岛地铁二号线轮渡站—小港站区间施工中，盾构机面临胶州湾近海复杂地层的高涌水风险。通过应用改进的CFC（复杂频率电导率）超前探水技术，成功预测前方围岩含水分布，避免了施工事故。本文以该工程为例，解析技术应用流程与实效，为类似项目提供经验参考。

1 工程背景与挑战

青岛地铁二号线轮渡站—小港站区间紧邻胶州湾，地层以第四系松散沉积层与花岗岩为主，地下水类型包括孔隙潜水及基岩裂隙水，两者水力联系密切。隧道距海湾最近处仅10米，施工中稍有不慎即可能引发涌水或塌方。施工至第19环时，亟需精准探明前方100米范围内含水情况，确保安全掘进。

2 CFC技术改进与现场应用

2.1 技术适配性优化

针对盾构隧道管片阻隔、金属干扰等难题，项目团队对传统CFC技术进行改进：

金属网电极设计：在管片背面安装50×50cm金属网（图1），通过注浆孔连接仪器，避开盾构机电磁干扰；

扫频激发模式：采用12个频点（0.25~10MHz）连续发射，增强高频信号，提升近端含水层分辨率。

图1 管片背面金属网电极布置

2.2 现场实施流程

电极预埋：根据管片编号，提前在围岩接触面固定金属网，导线经注浆孔引出；

数据采集：盾构推进至目标环数后，启动CFC仪器进行阵列式信号采集；

成像分析：通过频谱归一化与偏移成像，生成含水分布图（图2），红色区域为高含水区。

图2 CFC含水性成像结果（红色：高含水；蓝色：干燥）

3 探测结果与实际验证

3.1 含水区预测

3.2 实际施工对照

第21环验证：盾构掘进至3m时，刀盘前方出现少量渗水（图3），与预报结果一致；

后续区段：41环（掘进33m）围岩完整干燥，87~100m段未检测到明显涌水。

4 应用成效与经验总结

本次CFC技术应用取得以下成果：

风险精准预判：提前锁定21~22环局部渗水，指导施工团队采取加固措施；

效率提升：通过快速安装电极与自动化成像，单次探测耗时缩短至4小时；

成本节约：避免盲目停机排查，节省工期约15天。

经验启示：

沿海盾构隧道需重点关注近海段水文地质条件；

CFC技术适配性改进（如金属网电极）是成功关键；

探水结果需与掘进参数实时联动，动态调整施工方案。

结语青岛地铁二号线案例表明，CFC超前探水技术能有效应对盾构隧道复杂水文风险。未来可结合AI图像识别与智能掘进系统，进一步提升预报效率与精度，为城市轨道交通建设保驾护航。