TSP在隧道超前预报中的应用效果分析

在隧道工程中,为了能够安全、顺利地进行隧道建设,对隧道周边以及掌子面前方的地质构造进行探测是非常必要的,目前运用TSP(Tunnel Seismic Prediction)进行超前预报是准确而又高效的方法之一。本文在介绍了TSP系统的基本原理的基础上,设计了不同的观测系统对隧道进行探测,通过对实际采集的资料进行处理、解释以及对重叠段的对比分析,验证了TSP在隧道探测中的有效性和可靠性。此外,分析不同的观测系统可以发现对于小偏移距的观测系统有利于获得隧道周围岩体的地质信息,而靠近掌子面的观测系统则更有利于获得掌子面前方岩体的地质信息,这些结论可以为TSP在实际隧道中的应用提供相应的理论依据。     

TSP203在灰岩地区隧道施工过程中的应用与探索

TSP203（Tunnel Seismic Prediction）系统是由瑞士Amberg测量技术公司专门为隧道施工阶段超前地质预报而研发的一套设备。通过笔者单位的TSP法隧道超前地质预报工作,发现对隧道施工掌子面前方断层破碎带及其影响带的宽度范围、节理裂隙密集带等不良地质体TSP法能较准确地预报,但是在灰岩地区针对岩溶的准确预报存在一定困难,隧道施工因为在可溶岩地区而引发的各种灾害地质情况也时有发生,对隧道内的施工作业人员及设备构成很大威胁,所以准确预报隧道内掌子面前方的岩溶发育区域迫在眉睫,通过大量的实践和总结,在针对岩溶的准确预报方面笔者积累了部分经验,本文通过TSP在灰岩地区几个不同地质模型上的成功预报案例来详细讲解灰岩地区隧道施工中对岩溶的预报情况及其在长距离预报中的指导意义。     

TSP203Plus在岩溶隧道地质预报中的应用及问题探讨

目前TSP203Plus在岩溶隧道超前地质预报过程中的判释原则没有统一标准,使得预报结论不能给现场施工提供很好的指导。笔者通过使用该设备在岩溶隧道地质预报中的应用,得知若两个检波器同时出现密集反射界面,且较长段的泊松比突变增大,则认为掌子面前方存在地下水;若两个检波器同时出现密集反射界面,且动弹性杨氏模量存在突跳异常,则前方存在溶洞。由于TSP203Plus地震波法地质预报对施工现场环境要求极高,本文就现场的激发炮孔、接收炮孔在围岩较差情况下的塌孔及爆破实施时间长等问题提出两点改进建议:围岩较差时,炮孔钻制完成后,立即放入塑料PVC管进行护孔,避免了塌孔对数据采集质量的影响;雷管炸药激发地震波存在安全隐患,可以考虑其它激发震源的方法,如电火花等。     

陆地声纳法在隧道不良地质超前预报中的应用

在隧道施工过程中经常遇到断层、溶洞、突水及突泥等无法预料的地质灾害,给施工带来重大灾难和无法估计的经济损失.为了保证隧道施工安全,对掌子面前面地质情况进行准确及时的超前预报具有重大的工程价值.陆地声纳法作为地震反射法的一个变种,是一种易掌握、仪器轻便的隧道掌子面前方地质预报方法.该方法与其它常归物探方法相比,可避开许多干扰波,可单道连续采集,并且有分辨率高,偏移距小,反射能量高等特点.在详细调查某引水隧道沿线工程地质情况的基础上,结合陆地声纳的探测结果,对掌子面前方的断层、溶洞和可能较大的涌水点的位置进行了预测.结果表明该方法对断层、破碎带、溶洞的探查精度较高,对水的探查可作为辅助手段.     

TSP203系统在小陂流隧道超前预报中的应用

地球物理勘探方法应用于隧道掘进中的超前预报工作,不仅具有快捷、准确的特点,而且还能进行实时处理与显示。以湖南境内常（德）吉（首）高速公路29合同段小陂流隧道的超前预报为例,通过TSP203探测,可以及时、详细、准确地了解开挖掌子面前方的地质情况,从而为施工单位合理安排施工作业进度、减少工程隐患提供科学依据。     

高速公路岩溶隧道综合超前地质预报研究

岩溶地区隧道等地下工程施工过程中,对掌子面前方不良地质体的发育情况进行准确及时预报,是当前隧道设计施工中亟待研究与解决的关键问题.本文首先总结分析了各种常用的超前地质预报方法的优缺点,在岩溶隧道中继承、发展前人超前地质预报的思想;然后重点介绍和分析了成功的隧道超前地质预报工程实例.在坚持长短结合、地质与物探结合、合理搭配、贯穿全程的基本原则下,综合超前地质预报技术和方法能很好地预报掌子面前方岩溶的位置、规模、形态和填充情况,验证其适合复杂地质条件下岩溶隧道的超前地质预报工作.此工作对岩溶地区高速公路隧道超前地质预报工作提供一定的帮助和指导.     

基于超前预报信息的隧道围岩分级及工程应用研究

针对目前我国隧道和地下工程围岩分级方法存在的工作量大、耗时长,且围岩分级无法反映掌子面前方岩土体信息等问题,基于隧道和地下工程施工中进行的超前地质预报获得的掌子面前方一定范围内围岩的地质特征信息,以岩石的回弹强度和隧道掌子面岩土体的状态定量评价指标代替岩石的饱和单轴抗压强度及隧道地应力状态评价指标,综合考虑掌子面岩土体节理延展性的定性评价指标,提出了基于超前地质预报信息的隧道和地下工程围岩分级新方法.结合东北某隧道施工期围岩分级的实践,验证了提出的基于超前地质预报信息的隧道和地下工程围岩分级新方法的合理、可行性,指导了该隧道的施工,确保了工程的安全施工.     

TSP203超前地质预报系统在岩溶地区隧道中的应用

现代工程等级在不断提高,隧道地质环境越来越复杂,隧道越来越长,隧道地质超前预报在隧道的开挖中的作用更加凸显,如何选择有效的预报措施对隧道开挖中人员、设备的安全和隧道的支护具有重要的意义。TSP203系统是瑞士Amberg工程技术公司最新研制并拥有专利的隧道地震探测仪,专门为隧道超前地质预报而设计的,该系统从数据采集,处理和成果评估高度智能化,采用该系统可以预报隧道工作面前方100m左右围岩地质体的性质,位置和规模,并可推算出岩石物理力学参数,为确定合理的支护参数提供依据,确保隧道施工安全和质量。目前,在国内外得到了良好的应用。本文将主要结合新建铁路昆明至河口线玉溪至蒙自段超前预报实例探讨TSP203隧道地质超前预报系统在岩溶地区隧道中的勘探理论和应用。     

TSP隧道地震勘探在高速铁路隧道中的应用

介绍了TSP203隧道地震勘探的基本原理,分析了TSP系统探测的详细流程．以沪昆客专长昆段位于湖南芷江境内的姚家隧道为工程实例,利用TSP技术对其进行超前地质预报．在进行现场数据采集、数据处理、图像分析的基础上,对姚家隧道DK380＋350．DK380＋370里程段进行了地质情况预测．最后将隧道实际开挖后掌子面的地质揭露与TSP超前地质预报结果进行对比,验证了预报的准确性．     

探地雷达在隧道施工超前探测中的应用

简要介绍探地雷达应用于隧道施工超前探测中的工作原理,总结探地雷达应用于隧道施工超前探测中的工作流程。以福州绕城高速公路超前探测应用为例,在整个隧道掘进始末,采用加拿大Sonsor＆Software公司生产的EKKOIV低频探地雷达探测,同时结合开挖掌子面详细地质素描等工作综合判定,对开挖掌子面前方围岩进行探测。经开挖跟踪验证,证实探地雷达技术能有效避免隧道内空间狭小、干扰多等不利因素,能快速高效地预报开挖掌子面前方的断层破碎带,准确对掌子面前方围岩类别进行划分,为施工单位合理安排施工作业进度,减少工程隐患提供科学依据。为探地雷达在隧道超施工超前探测中的应用和推广积累一些经验。     

TSP超前地质预报系统及其在隧道施工中的应用

为对隧道施工进行超前地质预报,在薛城隧道K30+708～K30+673段内右壁布设了24个激发孔,K30+728段左右壁各布设了1个接收孔,对出口段K30+652～K30+540段进行了测试,并利用TSP对测试数据进行处理、分析。根据围岩的实际开挖情况,由测定的纵波波速和岩体声波波速数据以及地震波的反射界面图,结合TSP的预报结果进行综合分析。结果表明,TSP技术在薛城隧道安全施工中的应用总体是可靠的。     

TSP超前地质预报系统及其在隧道施工中的应用

为对隧道施工进行超前地质预报,在薛城隧道K30＋708-K30＋673段内右壁布设了24个激发孔,K30＋728段左右壁各布设了1个接收孔,对出口段K30＋652～K30＋540段进行了测试,并利用TSP对测试数据进行处理、分析。根据围岩的实际开挖情况,由测定的纵波波速和岩体声波波速数据以及地震波的反射界面图,结合TSP的预报结果进行综合分析。结果表明,TSP技术在薛城隧道安全施工中的应用总体是可靠的。     

地震视负速度法在隧道超前地质预报中的应用

地震视负速度法是一种快速、有效、经济的物探法超前地质预报技术,其本质是利用物性差异来解决地质问题的一种勘查方法。本文阐述了地震视负速度法技术,结合实例介绍了该方法在探明隧道掌子面前方一定距离内的地质情况的应用中所取得的实际效果,并提出了在实际应用中部分需要注意的问题。说明采用地震视负速度法从事隧道超前地质预报是一种行之有效的方法。     

一种三维隧道地质超前预报新方法的研究与应用

目前,各类隧道地质超前预报技术在隧道开挖过程中发挥着巨大作用,首先简要阐述了隧道地质超前预报发展概况及存在问题,然后基于自主研发的AGI-T3三维隧道地质超前预报系统,较详细地介绍了隧道地质超前预报三维观测系统设计方法;根据掌子面前方反射波信号特征(负速度),应用"F-K"二维速度滤波方法提高信噪比;基于地震波共反射面元(CRS)叠加和偏移成像原理实现隧道地质三维成像。最后通过数值模型和工程实例,分析验证了仪器信号采集和成像方法的正确性和实用性,为隧道的超前探测和预报工作开辟了一条全新、有效、简洁高效的途径。     

TSP超前地质预报异常地震波信号

隧道地震波预报(tunnel seismic prediction, TSP)超前地质预报系统已在国内外多条隧道中成功应用,做为一种应用最为广泛的长距离预报手段,在隧道施工地质预报中发挥了巨大的作用.在TSP数据采集过程中,会遇到复杂多变的围岩和现场条件,采集到的地震波波形也会千差万别.研究了几种常见的异常原始地震波波形特性和成因,并提出采取相应的措施,避免产生和接收异常信号,提高TSP地震波信号质量,为增加TSP数据解译的准确性和可靠性打下坚实的基础.     

对隧道反射地震学的再认识

隧道反射地震法是利用放置在隧道边墙或者掌子面内的震源和接收器,来预测隧道前方的岩石特性。勘测人员应小心谨慎确保多分量的接收器与岩石牢固耦合,尽可能地避免记录到不需要的隧道波或空气波,同时,每一个震源点应尽可能产生几千赫兹的宽頻信号。这种方法有它的主要的约束条件。沿隧道轴线的空间分辨率受到信号频率和衰减影响的限制,而横向分辨率则主要受到小角度反射覆盖范围的制约。通过采用有限差分方法模拟弹性波的传播,计算人工合成的隧道地震反射记录。通过研究这些数据,得出如下一些处理隧道反射地震数据的规则:根据不同的质点运动轨迹和传播速度把压缩波和剪切波与隧道波、空气波和背景噪音分离开来。估计衰减模型、补偿振幅损失和反Q滤波都是必要的。通过振幅和保留相位的倾角滤波可以将反射的纵波和横波提取出来。空间可变的速度模型来源于对P、S波预先成像。建议用一个相容原理来导出速度模型,这就要求寻找一个合适的成像速度场,该速度场不受震源和接收器位置的约束而有相同的成像位置。空间叠前偏移是基于精确的通过不均匀速度模型的等时线和波的入射角。     

提高浅层地震折射波法在隧道勘察效果的举措

地震折射波法以其能够确定折射界面的速度而广泛用于工程地质勘察。但因其解释受地表条件及界面形态的影响而表现出多解性。本文以温福高速铁路某段测线内隧道工程地质探测为例,阐述了浅层地震折射波探测方法用于查明隧道的基岩埋深、围岩类别、断层位置等地质勘察任务所采用的举措,以提高其勘探精度。实际资料解释结果表明,基于长排列追逐时距“差数法能较好地确定隧道围岩的速度。     

复杂干扰环境下的地震映像法基底隐伏岩溶探测图像特征分析

铁路路基、隧道基底隐伏岩溶的存在对列车的运行存在安全隐患,为了确保运营期间的行车安全,需要对路基、隧道基底隐伏岩溶进行排查。在探测现场施工干扰大、个别地段已经施做了整体道床、铺轨的情况下,通过野外数据采集期间增加观测覆盖次数有效地提高了复杂干扰环境下的数据采集抗干扰能力。同时采用多偏移距地震映像法抽道处理提取了不同偏移距的地震映像剖面资料,在地震映像法探测发现异常的段落,还同步提取了对应位置的面波信息。通过不同偏移距的地震映像资料和面波资料图像特征的对比分析,最终取得了好的探测效果,为该铁路的顺利开通运营奠定了基础。通过对本次地震映像法探测图像的特征进行分析研究,对其他类似项目具有积极的指导意义。     

浅层地震折射波法在候家梁隧道地质勘查中的应用

浅层地震折射波法勘探受地形起伏影响小,资料解释比较容易,能够提供基岩覆盖层厚度及覆盖层、基岩的纵波波速,而广泛应用于工程地质勘察。候家梁隧道工程测区部分地形起伏较大,工区基岩上覆地层有相对低的速度,应用地震折射波法勘查,得出的资料解释与实际情况相符,可信度高,为工程建设提供了有效的地质依据。     

地震折射层析法在隧洞围岩松动圈测试中的应用

隧道围岩松动圈的测试对某些变形严重的围岩段的施工设计有着重要的意义。它的形成是由施工方法和围岩的地质特性所决定的。它由松动圈、过渡带和原岩三层组成。它的层状特性是开展地震折射层析方法的地球物理基础。与其它折射解释方法相比,层析法可以更精细地描绘松动圈起伏变化的地质情况,特别是透射严重和过渡带速度渐变的情况。在某些情况下,测试结果还可反映出隧道中构造应力的方向。文章介绍了SeisImager软件中折射层析算法的基本原理和最小走时树方法。通过该方法在某隧道围岩松动圈测试中的应用效果,说明了层析法有无可比拟的优点。