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。     

综合地质预报在某隧道明洞探测中的应用

隧道出洞口附近易出现塌方、冒顶等地质灾害,为防止这类灾害的发生,施工前必须对隧道前方地质情况做出准确判断.文章分别介绍了隧道地震波法(tunnel seismic prediction, TSP)和地质雷达法(ground pener rating radar, GPR)两种常用的地质预报方法,并综合应用这两种方法对某隧道明洞段进行了探测.根据超前地质预报的探测结果,确定地面冲沟所在位置及掌子面前方岩体含水情况,并做出该区域不会揭露明洞的判断;同时结合地质雷达对拱顶进行连续跟踪探测,得到了顶板的厚度.最后,探测结果与实际开挖情况进行了对比验证.通过综合地质预报的手段,能够较准确的探明掌子面前方的地质情况,指导工程施工.     

TGS360 pro超前预报地下水的地震波场正演模拟分析 ——以岩溶模型为例

为了避免隧道开挖过程中由对掌子面前方地下水赋存状态探测不准而发生涌水事故,通过隧道地质超前预报TGS360系统,利用地震波信号的瞬时幅度和瞬时频率与岩体结构面的关系,准确、高效地对掌子面前方的赋水体进行探测,同时基于TGS360pro隧道超前预报系统原理,采用谱元法对掌子面前方存在充水溶洞的地质模型进行数值正演模拟,在...     

复杂地质条件下的隧道地质超前探测技术

近年来,隧道超前地质探测工作在我国越来越受到重视。许多隧道工程中都采用了相应的超前探测技术．积累了有益的经验。实践表明．采用以TSP（Tunnel Seismic Prediction）隧道地质超前预报系统为主,并结合其它探测手段的综合超前预报方案能较好地兼顾隧道工程施工的特点和探测成本等方面的要求。本文以德国楚格山排污隧洞和中国某高速公路隧道为例．介绍了TSP在复杂的岩溶地质条件下的应用情况,初步探讨TSP在溶洞体探测方面的局限性．并提出解决这些问题的基本设想。     

隧道地质超前预报综合方法及应用研究

隧道地质超前预报是保证隧道安全施工的重要环节,以乌池坝隧道地质超前预报为例,介绍了应用地质超前预报综合方法进行预报工作,并对其进行总结,提出一套隧道地质超前预报综合体系。为探明隧道掌子面前方地质变化情况和及时制定处理预案提供了科学的依据,确保了乌池坝隧道施工安全和进度,对同类工程也有很好的指导意义和参考价值。     

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.     

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。     

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。     

基于地震探测的围岩分类及其应用

大瑞铁路高黎贡山隧道工程地质条件复杂,施工过程中掘进面大量涌水。为有效预防突水事故等突发性地质灾害的发生,基于TSP地震探测系统对掘进面前方围岩富水段和节理裂隙发育段等地质异常段进行探测。通过信息提取,研究地震信息与围岩稳定性的响应关系,建立地质异常评价指标体系,采用聚类分析法研究地震波空间分布特征、围岩物理力学参数、富水区与节理裂隙等地质异常体之间的相关性,将研究区围岩进行富水性和稳定性分级,并应用于PDZK225+999掘进面前方120 m范围内地质异常体预测。结果显示:掘进面前方50 m内围岩富水性较强,围岩类别为W2和S3,掘进面前方50～90 m内围岩节理裂隙异常发育但富水性不强,围岩类别为W3和S3,W4和S2,W4和S4。经超前水平钻探和实际隧道施工揭露验证,基于地震探测的围岩分级方法可行,分类结果与实际高度吻合,预测预报结果准确、可靠,有效提高了地震探测成果的可靠性。     

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.     

隧道综合超前地质预报技术及其工程应用

针对岩溶隧道单一超前预报方法预报结果与实际开挖揭露情况偏差较大的问题,提出采用隧道综合超前地质预报技术来提高对不良地质体预报的准确率,即采用宏观地质分析法、TSP地震波法、地质雷达法、掌子面围岩预判以及超前钻探相结合的方法,充分发挥各种预报方法的优势并进行相互补充和印证,提高不良地质体超前地质预报精度。 研究成果成功应用于利万高速谋道连接线齐岳山隧道的超前地质预报工作,避免了人员伤亡与财产损失。 以里程桩号GK0+708~GK0+720段范围内大型充水夹泥溶洞预报为例,详细阐述了综合超前地质预报的流程,并根据预报结果进行相应的处治措施,避免了溶洞塌方突泥等地质灾害的发生。 研究结果对类似岩溶地区的超前预报提供了参考和借鉴。     

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超前预报技术的缺陷与TST技术的应用

国内外的隧道地质超前预报技术正在发展之中,目前TSP203技术在中国的用户较多,它采用一维观测系统,获得的地震资料是零偏移距反射道集,不能准确确定掌子面前方围岩的波速分布,也不能准确推定反射地质界面的位置和力学性状,造成很多漏报和误报,亟待改进。作为改进对策,TST隧道超前预报技术采用二维和三维观测系统和偏移成像处理技术,利用不同偏移距的共散射点道集,同时利用走时和振幅等运动学和动力学信息,准确确定掌子面前方围岩速度分布、反射地质构造的准确位置和界面两侧围岩力学性状的差异,具有坚实的物理基础,克服了TSP203技术的缺陷,大大地提高了超前预报的准确性和可靠性,降低了预报的风险。     

综合超前地质预报在岩溶隧道施工中的应用

在岩溶地区,富水、岩溶及断层破碎带等不良地质常是制约隧道正常施工的主要因素。超前地质预报是探查地下工程开挖掌子面前方不良地质情况、降低施工风险的一项重要技术措施,已成为岩溶地区隧道施工过程中不可或缺的重要工序。文章提出了运用“地质调查法+TSP+TEM+超前钻探”综合地质预报方法对岩溶地区隧道不良地质情况进行探查,建立了在地质调查法的基础上,使用TSP长距离辅助探测技术,以小线圈瞬变电磁法为核心手段,最后再通过超前地质钻孔来验证的综合预报流程。以某岩溶地区隧道为工程背景,采用了“地质调查法+TSP+TEM+超前钻探”综合超前预报方法,达到了提高预报准确性的效果。     

钻孔瞬变电磁拟地震反演方法在露天煤矿采空区精细探测中的应用

露天开采煤矿地下存在大量小煤窑采空区,严重威胁煤矿生产安全和人员生命安全。受露天煤矿地表工作环境影响,常规物探手段探测采空区精度较差,而钻孔瞬变电磁探测是一种精度较高的探测方法,属于一种动源动接收的工作方法。为提高资料处理精度,应用滑动时窗波场反变换算法对数据进行高精度波场转换,采用共轭梯度法研究了针对瞬变电磁虚拟波场数据的拟声波介质全波形反演算法,实现了钻孔瞬变电磁数据的拟地震反演,计算了三维数值模型数据的反演结果,并对钻孔径向的小规模低阻异常体取得了良好的成像效果。结合山西朔州地区某露天煤矿的工程实践,对该方法精细探测积水采空巷道形态、性质和规模的实用性和有效性进行了检验。结果表明:钻孔瞬变电磁探测方法是矿井物探与钻探的有机结合与相互补充,拟地震反演方法能够有效应用于露天煤矿采空区的精细解释。     

地质雷达在米亚罗隧道超前地质预报中的应用

地质雷达是浅层地质勘探的有效方法,应用于预报裂隙带、断层破碎带、富水区围岩、岩溶洞穴等不良地质灾害。本文结合米亚罗隧道施工进行超前地质预报,通过对雷达波穿越该隧道不良地质的反应特征的分析,对不良地质和掌子面前方岩体构造情况做出准确预报,为保障施工安全提供有效指导。     

TGS360Pro和TRT7000在某隧道施工超前地质预报中的应用对比

地质超前预报能够对地下洞室前方围岩的不良地质情况进行及时预测,以达到提前预防、及时发现、及时处理、降低工程风险之目的,反射地震预报技术能够有效地使用反射地震信号预报隧道掌子面前方的地质情况,得到了广泛的应用.介绍了TGS360Pro与TRT7000两种反射地震超前地质预报系统的工作原理、工作方法,对两种系统在测试和成果...