TSP与TRT技术在隧道施工地质预报中的应用

岩溶地区隧道工程施工经常遇到溶洞、突水、突泥、坍塌等地质灾害威胁,因此,在施工中辅之以地质预报是十分必要的。介绍了TSP技术（隧道弹性地震波反射技术）与TRT技术（隧道层析扫描成像技术）的工作原理,并将两种技术应用于三峡翻坝公路鸡公岭隧道岩溶裂隙水的施工地质预报实践中。通过工程实际应用,两种预报技术均能够基本查明岩溶裂隙水的发育规模、发育位置,为后续的施工提供安全指导。     

TSP203超前地质预报系统在输水工程中的应用

本文介绍了TSP203隧道地震波超前预报系统的原理，现场布设，并举例说明其在大伙房水库输水工程施工中的成功应用。     

隧道超前预报的TSP3D 技术

将隧道超前预报的TSP3D 技术与现有的TSP203 技术进行了对比,并对广梧高速公路五指山隧道进行了超前预报。研究结果表明: TSP203 技术基于地震波的时距曲线,TSP3D 技术基于地震波传播过程中的能量损失,二者基本理论有较大的差别;二者现场参数采集的差别主要体现在空间布点的量的差异; TSP3D 技术能更全面、立体、直观地反映工程实际情况。布点的量的差异; TSP3D 技术能更全面、立体、直观地反映工程实际情况。     

TSP24地质超前预报在隧道中的应用

介绍了TSP24地质超前预报探测系统的基本原理、现场工作布置及成果解释,并以大庙隧道为工程实例来分析和验证其预报的准确性。     

TRT在岩溶隧道地质超前预报中的应用研究

地质超前预报对于隧道施工具有重要的指导作用,常用的方法分为地质分析法、物探法和超前钻探法。本文引入了一种新型物探方法——真反射层析成像(TRT),该法采用锤击震源,减少了对隧道围岩本身的损坏;采用空间多点激发和接收、三维空间观测方式和无线传输信号模式,对岩体中反射界面位置的确定、岩体波速和工程类别的划分都有较高的精度。通过与TSP203系统结果及开挖实际比较发现,TRT法是一种操作简便、成果直观可靠、适用且高效的复杂山区隧道地质超前预报方法,具有广泛的应用前景。     

TSP在隧洞含水破碎带超前短预报中的应用

隧道地震波预报(TSP)抗干扰能力强,能提供多种物理力学参数评估岩体质量。在分析影响TSP探测精度因素,以及总结提高TSP探测效率的基础上,将TSP用于千岛湖配水工程贝山寺隧洞掌子面大方量涌水时的含水破碎带探测。结果表明,TSP物理力学参数及纵波偏移剖面异常区域精确预报了含水破碎带的分布,掌子面前方25m探测成果与隧洞实际干挖尤为吻合,为隧洞安全施工提供参考。     

基于TSP与直流电法的浅埋隧道超前预报

浅埋隧道的TSP超前地质预报准确度会有所降低,这是因为TSP可能会接收到来自地表的反射信息,虽然通过改进处理方法可以排除一定干扰,但对其结果的可靠性仍存在一定的隐忧。鉴于此,以某隧道为例开展了直流电法测试。直流电法是利用等位电势的原理,以三点交汇方法确定开挖隧道的地质情况。对研究实例,根据直流电法测得的视电阻率变化特征,判断出开挖前方发育的裂隙密集带,结合前期TSP预报结果,对裂隙带给出了合理可靠的围岩分级,确保了施工安全。     

TSP203超前地质预报仪在隧道施工中的应用

大风垭口隧道地质及水文条件极其复杂,TSP203超前地质预报仪作为最先进的地质预报仪在大风垭口隧道施工中发挥了积极的作用。简单介绍TSP203超前地质预报仪的使用方法及其特点,根据TSP203预报结果与实际施工进行验证,体现其预报的精确性和长距离预报的优越性,建议今后类似工程中推广应用TSP203超前地质预报仪。     

超前地质预报在隧洞开挖中的应用

夹岩水利枢纽工程隧洞开挖需穿越地层,面临着各种复杂、不良地质条件与水文条件,对隧洞安全开挖产生不良的影响。需在隧洞开挖过程中,采用超前地质预报措施,对隧洞开挖前方地质和水文进行探测,为后续的开挖施工提供指导。文章以某地夹岩水利枢纽工程长石板隧洞开挖工程为实例,明确了地质超前预报的目的、方案与内容,同时进行了超前预报方法的选用,最终确定使用“TSP203地震波反射法+加深炮孔法”进行实践探测,实现对隧洞开挖前方地质的准确、全面预报。     

岩溶富水隧道超前地质预报技术——以宜(昌)万(州)铁路金子山隧道为例

岩溶富水隧道施工中对隧道掌子面前方一定范围内的地质情况进行超前探测和预测预报是保证隧道施工安全的关键技术。在宜万铁路金子山隧道岩溶富水区施工中,引进了TSP203隧道地质超前预报系统、红外线测水仪等先进仪器进行多途径超前地质预报。针对当前物理探测存在的多解性的特点,在施工实践中逐渐形成了以中长超前物探和超前水平地质钻探验证为主,辅以短距离地质素描超前分析和施工前超长炮孔加密确认的“多阶段、多手段、多层次”的“综合立体式超前预报技术”。以此技术为依托对强岩溶区富水隧道施工进行超前地质预测、预报,成功地穿越了金子山隧道进口工区岩溶富水带。     

弹性波反射法在地质超前预报中的应用

 隧洞施工中，由于地质情况不明，经常出现塌方、涌水、冒顶等地质灾害，十分需要开展地质超前预报方法研究。基于不良地质体与围岩的弹性波波速差异的地球物理超前预报方法主要有水平声波剖面法、地震波反射“负视速度”法和TSP-203系统等3种方法。从3种方法的基本原理和工程应用实例出发，对比分析了各种方法的优缺点，提出了以TSP-203系统为主的综合预报思路。     

AGI-T3在输水隧洞超前地质预报中的应用

针对传统超前地质预报设备造价昂贵、占用施工时间长,数据处理复杂等问题,研究一种高效经济的新型地质预报成像系统AGI-T3,将AGI-T3与TSP203plus用于千岛湖配水工程石毛畈主洞岩体完整性探测,阐述了AGI-T3观测系统布设方式、数据处理流程及与TSP203plus的差异,分析了AGI-T3原始数据特性及岩体破碎区对应的AGI-T3异常特征。结果表明:AGI-T3采用绕射扫描叠加与共反射面元叠加(CRS)相结合的偏移技术进行三维成像,从而避免了动静校正带来的误差。AGI-T3采用F-K滤波与负速度对比扫描相结合的方法拾取反射层,一定程度上提高了三维成像的精度。隧洞实际开挖表明,两种地震反射技术均能较好的反映掌子面前方岩体完整性变化特征,破碎岩体对应AGI-T3异常纵波波速偏低、反射层密集或存在强负反射层面,在TSP成果中表现为波速、密度及静态杨氏模量呈现极小值。AGI-T3探测分辨率较TSP203plus偏低,波速曲线与偏移成果局部一致性较差,但其有效预报范围内对波阻抗显著变化的界面探测灵敏度较高,且地震波激发方式多样化。研究成果作为一种便捷型中长距离预报系统有一定的推广价值。     

TSP隧道超前地质预报技术及其3D成果研究与应用

水利水电洞室具有规模大、尺寸大的特点,如果开挖隧洞发育大型不良地质(断层破碎带、溶腔、突水突泥等),则更容易引发大型的安全生产事故,而水电隧洞超前地质预报工作相对薄弱,因此开展水电洞室超前地质工作是一种新的应用和研究。首先介绍了TSP技术的发展现状和基本原理,探讨了影响TSP数据采集的几点关键因素;之后,将TSP方法应用到乌东德水电站的泄洪洞和导流洞中,获得了大尺寸工作面水工洞室超前地质预报结果,并绘制出不良地质体3D空间分布成果。该结果与随后施工开挖揭露出的溶洞以及工作面前方存在的导流洞水体分布基本一致,验证了TSP技术在水电水利地下工程中应用的可行性和有效性,具有一定的应用推广意义。     

复杂隧洞地质缺陷超前探测的综合物探方法

在复杂隧洞中存在的含水断裂带、含水岩溶带是导致隧洞塌方、涌水、特大突水事故的直接原因.预报含水不良地质体的结构特征和含水性是隧洞地质灾害超前预报工作的重要内容.采用反射地震法和电磁法结合的综合预报技术作为解决上述问题的方法.在分析不同预报方法特点的基础上,选取TSP203系统和地质雷达法作为两类方法的代表,介绍了它们的工作原理、数据处理方法和资料解释准则.并结合某隧洞地质缺陷超前探测的工程实例,得出了预报结果与开挖情况基本吻合的结论,验证了综合物探方法的可行性和准确性,为重大隧洞工程提供更加准确和科学的预报方法.     

调水工程富水破碎洞段综合超前地质预报技术

为避免或减小隧洞穿越富水破碎岩体发生突涌水、塌方等造成的危害,提出了基于地质分析、隧道地震预报(TSP)法与超前钻探结合的综合超前预报体系。首先通过地质分析对不良地质进行评估,之后利用TSP法对前方不良地质体进行定位,确认有不良地质构造存在,最后利用超前钻探进行预报。滇中引水工程富水破碎洞段的两个工程实例表明,此预报技术可准确地预测不良地质段以及涌水段位置和规模大小,可帮助工程技术人员及时地制定相对应的预警措施和处理对策,从而减少施工过程中突泥、涌水、塌方等地质灾害出现的概率,保证隧洞安全施工。     

隧道施工超前地质预报研究进展

随着隧道工程的发展,距离特长、埋深特深、地质条件特复杂的隧道工程逐渐增多,因而隧道施工过程中产生的安全问题也随之增多。隧道施工超前地质预报则是确保隧道施工安全的关键保证,如何更加准确地对掌子面前方不良地质体进行预测预报,国内外学者展开了一系列理论分析、模型模拟以及试验研究。通过总结地质分析法、地震波法、电磁法、电法等一系列超前地质预报技术的研究进展,分析了这些技术的原理与优缺点,对现阶段隧道掘进机(TBM)施工环境下的超前地质预报技术进行了讨论。以“地质调查与物探技术相结合、长中短距离相结合、洞内外相结合、定性与定量分析相结合、经验法与专家系统分析相结合”五结合为原则提出了综合地质预报体系,并以地震干涉法超前地质预报这种新型技术为基础,探讨了相关领域的研究重点以及未来的研究方向,以期为推动隧道工程中超前地质预报技术的应用和发展提供借鉴与参考。     

基于集成组合预测模型的隧道大变形预测研究

为提高隧道大变形预测精度,先利用ARMA模型、三次指数平滑模型和GM(1,1)模型等单项预测模型进行预测,再利用多种线性和非线性组合方法实现了隧道大变形的初步组合预测,并在递进组合预测和混沌优化预测的基础上,构建了隧道大变形集成组合预测模型,实现了隧道大变形的综合预测。同时,提出利用M-K检验来判断隧道大变形的发展趋势,以验证预测结果的准确性。实例验证结果表明：各类初步组合预测模型均能不同程度地提高预测精度,而递进组合预测能很好地优化残差序列,达到提高预测精度的目的,即集成预测模型在隧道大变形中具较高的预测精度;同时,变形预测结果与趋势判断结果一致,均得出隧道大变形趋于不稳定方向发展的规律,相互佐证了各自分析结果的准确性,为隧道变形防治提供了参考依据。     

灰岩区溶洞与薄层泥岩物探异常差异分析

针对地球物理反演问题存在多解性、单一物探解译成果易与实际情况产生偏差等问题,以区分灰岩区大型溶洞与岩体破碎产生的相似TSP异常、提高超前预报解译精度为目标,将EH4、TSP303及地质雷达技术用于千岛湖配水工程灰岩区不良地质探测。简述了三种物探方法的原理及观测系统设置方式在EH4电磁异常区域开展隧洞超前预报工作,物探成果有效揭示了不良地质的存在。鉴于TSP两次预报异常相似但开挖结果不同,提出了根据TSP纵波速度谱中低速带的分布形态来区分溶洞与破碎岩体的方法。结果表明:大型溶腔与薄层泥岩均对应偏低的纵波波速、密度及杨氏模量,但前者在TSP纵波速度谱中表现为小范围封闭状低速异常,后者低速带呈带状,产状相对清晰;溶洞雷达异常表现为双曲线状同相轴且具备与完整灰岩对比度明显的强振幅特性,薄层泥岩反射能量较溶腔弱,波形杂乱错断,但未呈现明显双曲线特征。