TSP超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)在織畢鐵路元寶山隧道中的應(yīng)用研究

闡述了tsp系統(tǒng)的探測原理,著重講解了tsp在巖溶隧道中探測溶洞、斷層等地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)用,結(jié)果表明,tsp超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)在長大巖溶隧道建設(shè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用,對安全信息化施工具有重要意義。

tsp是一種新型的隧道地震探測儀器,通過高靈敏度的檢波器記錄的反射信號,判別隧道洞身圍巖類別、完整性及保水性,主要用于隧道超前地質(zhì)預(yù)報。介紹了該系統(tǒng)的工作原理、數(shù)據(jù)理論基礎(chǔ)及成果判釋,以及該系統(tǒng)目前存在的優(yōu)點及缺點,并介紹了該系統(tǒng)在實際工程中的應(yīng)用。

本文以tsp-203為例,對tsp系統(tǒng)的基本原理、主要組成、技術(shù)特點、儀器參數(shù)以及數(shù)據(jù)的處理方法進(jìn)行了介紹,并列舉了工程實例對tsp的評價方法進(jìn)行了說明,最后對tsp的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。

針對湖北大廣高速公路建設(shè)中紫荊山高巖溶隧道工程,利用tsp超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù),并結(jié)合隧道工程地質(zhì)情況,通過準(zhǔn)確預(yù)報工作,闡述了tsp超前地質(zhì)預(yù)報的基本原理和方法,探討了該技術(shù)在紫荊山隧道施工過程中的應(yīng)用效果,并將預(yù)報結(jié)果與實際工程進(jìn)行對比,驗證了該技術(shù)的可靠性。

隨著我國鐵路的建設(shè)，鐵路隧道施工數(shù)量越來越多。由于隧道地表勘察不能完全掌控隧道掌子面前方的地質(zhì)情況，為保證隧道施工的安全，必須對隧道前方的地質(zhì)變化情況進(jìn)行準(zhǔn)確實時的超前地質(zhì)預(yù)報工作。tsp（tunnelseismicprediction）是一種預(yù)報精度較高、效率快、采集處理智能化的方法，它能夠預(yù)報隧道掌子面前方100～150m圍巖地質(zhì)體的性質(zhì)、位置和規(guī)模，并可以計算巖石的物理學(xué)參數(shù)。

采用tsp203超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地預(yù)報隧道工作面前方100～200m范圍內(nèi)的圍巖變化情況,為后續(xù)的施工組織提供參考依據(jù),確保施工安全,因此,以精伊霍鐵路北天山隧道工程為例,介紹了在不良地質(zhì)條件下,用該方法探測預(yù)報并采取的相應(yīng)措施。

某隧道施工中采用tsp技術(shù)進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報,從開挖過程來看,洞身圍巖揭示隧道超前地質(zhì)預(yù)報結(jié)論符合現(xiàn)場施工實際情況。根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報結(jié)論,結(jié)合掌子面實際開挖情況,隨時調(diào)整開挖進(jìn)尺,采取必要措施,保證了隧道的安全、優(yōu)質(zhì)貫通。

研究目的:鐵路隧洞施工中,由于地質(zhì)情況不明,經(jīng)常出現(xiàn)塌方、涌水、冒頂?shù)鹊刭|(zhì)災(zāi)害,十分需要開展地質(zhì)超前預(yù)報方法研究。tsp203系統(tǒng)作為地質(zhì)預(yù)報的主要方法,對其基本原理和工程應(yīng)用進(jìn)行研究十分必要。研究結(jié)論:建議當(dāng)前隧道超前預(yù)報工作中應(yīng)以tsp203超前預(yù)報系統(tǒng)為主,配合其它物探方法以及地質(zhì)詳細(xì)素描、超前水平鉆探等非物探方法進(jìn)行相互補(bǔ)充,相互印證。

依托高速公路中的瑯琊山三車道大跨徑隧道進(jìn)行實例分析,通過對地質(zhì)預(yù)報與勘測階段的地質(zhì)進(jìn)行分析,預(yù)報出前方地質(zhì)變化情況并與實際開挖圍巖對照,為業(yè)主及施工單位提供信息化施工,確保隧道施工安全,瑯琊山隧道利用tsp技術(shù)進(jìn)行的地質(zhì)超前預(yù)報,確保了隧道的順利貫通,通過依托實際工程驗證了tsp技術(shù)預(yù)報的精度,為今后隧道地質(zhì)預(yù)報提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和借鑒作用。

介紹了tsp24系統(tǒng)的應(yīng)用原理及現(xiàn)場的施工布置,并結(jié)合實例分析,結(jié)果證明tsp24系統(tǒng)可以對施工隧道圍巖前方的地質(zhì)屬性進(jìn)行比較準(zhǔn)確的探測和預(yù)報,能確保隧道施工的安全,有效地防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

結(jié)合大亞灣中微子實驗站隧道施工探測應(yīng)用實例，介紹了?tsp?探測原理、數(shù)據(jù)采集處理及解釋原則，并將預(yù)報結(jié)果與開挖情況對比分析，驗證了該技術(shù)的科學(xué)性和可靠性。tsp?可加強(qiáng)對掌子面前方圍巖地質(zhì)情況的掌握和監(jiān)控，減少隧道開挖過程中的盲目性，確保隧道施工安全。

為預(yù)防隧道施工過程中發(fā)生相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害,超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)越來越多地應(yīng)用到隧道的建設(shè)過程中。以某隧道項目預(yù)測為例,針對高風(fēng)險段復(fù)雜多變的地質(zhì)情況,綜合利用高密度電阻率法、隧道地震預(yù)報tsp法、trt6000隧道超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)及地質(zhì)雷達(dá)等多種方法進(jìn)行探測,對預(yù)報結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)論述。最終提出需采用地面與地下結(jié)合、\"長短結(jié)合\"等優(yōu)勢互補(bǔ)的綜合超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù),才能為隧道施工方案制定和實時的設(shè)計參數(shù)動態(tài)調(diào)整提供可靠的依據(jù)。

將地質(zhì)雷達(dá)和tsp法結(jié)合起來,可在隧道超前地質(zhì)預(yù)報中取得較好的效果。以敘大鐵路b標(biāo)段中壩隧道進(jìn)口平導(dǎo)的超前地質(zhì)預(yù)報為例,介紹了地質(zhì)雷達(dá)和tsp法在隧道超前地質(zhì)預(yù)報中的綜合應(yīng)用。介紹了兩者的基本原理,并對兩者的數(shù)據(jù)采集、分析、處理及預(yù)測結(jié)論進(jìn)行了比較。兩種方法的綜合應(yīng)用可以彌補(bǔ)使用一種方法的不足,使得預(yù)測結(jié)果更加準(zhǔn)確。

以昆明至安寧高速公路碧雞關(guān)隧道為背景。在隧道開挖過程中,對掌子面前方巖性進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報,能有效防止工程事故、加快施工進(jìn)度及保證工程質(zhì)量。目前常用的地質(zhì)超前預(yù)報方法可歸為破壞法和非破壞法兩類,其中非破壞法中的tsp(tunnelseismicprediction隧道地震波預(yù)報),它具有預(yù)報距離長、預(yù)報費用低和探測時間短等獨特優(yōu)越性。本文對tsp技術(shù)原理和數(shù)據(jù)采集、處理系統(tǒng)在國內(nèi)外隧道工程中的成功應(yīng)用情況作一些探討。

水利水電洞室具有規(guī)模大、尺寸大的特點,如果開挖隧洞發(fā)育大型不良地質(zhì)（斷層破碎帶、溶腔、突水突泥等）,則更容易引發(fā)大型的安全生產(chǎn)事故,而水電隧洞超前地質(zhì)預(yù)報工作相對薄弱,因此開展水電洞室超前地質(zhì)工作是一種新的應(yīng)用和研究。首先介紹了tsp技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和基本原理,探討了影響tsp數(shù)據(jù)采集的幾點關(guān)鍵因素;之后,將tsp方法應(yīng)用到烏東德水電站的泄洪洞和導(dǎo)流洞中,獲得了大尺寸工作面水工洞室超前地質(zhì)預(yù)報結(jié)果,并繪制出不良地質(zhì)體3d空間分布成果。該結(jié)果與隨后施工開挖揭露出的溶洞以及工作面前方存在的導(dǎo)流洞水體分布基本一致,驗證了tsp技術(shù)在水電水利地下工程中應(yīng)用的可行性和有效性,具有一定的應(yīng)用推廣意義。

本文以蘭新第二雙線lxs-3標(biāo)段下沈家隧道地質(zhì)超前預(yù)報為案例,介紹了地質(zhì)雷達(dá)(groundpenetratingradar,簡稱gpr)和tsp法(tunnelseismicprediction)在隧道地質(zhì)超前預(yù)報中的綜合應(yīng)用。具體闡述了兩種方法的基本原理和特點,數(shù)據(jù)采集、分析處理及探測結(jié)論與開挖后地質(zhì)情況的對比。這兩種方法在該隧道地質(zhì)超前預(yù)報中的綜合應(yīng)用,確保隧道的安全持續(xù)挖進(jìn),也為施工工藝、合理設(shè)計變更和施工計劃提供了科學(xué)高效的依據(jù)。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,對于鐵路的建設(shè)也提出了新的要求.本文從超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)出發(fā),分析其意義和目前應(yīng)用時候的問題,并列舉了一些目前較為常見的預(yù)報方法;同時根據(jù)實際工程分析超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)的實際應(yīng)用,旨在為相關(guān)工程人員提供參考意見.

準(zhǔn)確地進(jìn)行隧道超前預(yù)報,能有效降低施工風(fēng)險,確保施工安全和進(jìn)度,減少工程事故的發(fā)生。該文闡述了tsp法勘探的基本原理和方法,探討該技術(shù)在隧道超前預(yù)報中的應(yīng)用效果。

tsp-203是專門為隧道超前地質(zhì)預(yù)報所設(shè)計,目前廣泛應(yīng)用。介紹了tsp203型超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)的組成、性能以及工作原理與野外數(shù)據(jù)采集方法,數(shù)據(jù)處理的步驟等,并結(jié)合工程實例分析說明其應(yīng)用效果。

tsp(tunnelseismicprediction)數(shù)據(jù)采集質(zhì)量是保證超前預(yù)報準(zhǔn)確性的前提條件,為此在前人基礎(chǔ)上進(jìn)一步歸納總結(jié)了tsp數(shù)據(jù)采集應(yīng)注意的問題,主要分析了炮孔、接收孔以及炮孔-接收孔關(guān)系等對tsp數(shù)據(jù)采集的影響.tsp對預(yù)報不良地質(zhì)體具有良好的效果,本文分別列舉了tsp對溶洞、松散破碎帶以及軟夾層等成功預(yù)報案例.通過對比tsp解譯結(jié)果與隧道開挖實際地質(zhì)情況發(fā)現(xiàn),相同的巖石特性曲線,對應(yīng)著不同的地質(zhì)情況,有的地質(zhì)情況可能存在重大安全隱患,而通過對該類曲線的分析總結(jié)為tsp結(jié)果解譯提供參考和經(jīng)驗累積,有助于提高解譯準(zhǔn)確性.

tsp（tunnelseismicprediction）數(shù)據(jù)采集質(zhì)量是保證超前預(yù)報準(zhǔn)確性的前提條件,為此在前人基礎(chǔ)上進(jìn)一步歸納總結(jié)了tsp數(shù)據(jù)采集應(yīng)注意的問題,主要分析了炮孔、接收孔以及炮孔-接收孔關(guān)系等對tsp數(shù)據(jù)采集的影響.tsp對預(yù)報不良地質(zhì)體具有良好的效果,本文分別列舉了tsp對溶洞、松散破碎帶以及軟夾層等成功預(yù)報案例.通過對比tsp解譯結(jié)果與隧道開挖實際地質(zhì)情況發(fā)現(xiàn),相同的巖石特性曲線,對應(yīng)著不同的地質(zhì)情況,有的地質(zhì)情況可能存在重大安全隱患,而通過對該類曲線的分析總結(jié)為tsp結(jié)果解譯提供參考和經(jīng)驗累積,有助于提高解譯準(zhǔn)確性.

簡要介紹了隧道施工中超前地質(zhì)預(yù)報的重要性,以及地質(zhì)雷達(dá)超前地質(zhì)預(yù)報的基本原理。以某隧道為例,采用多個天線的地質(zhì)雷達(dá)對掌子面前方不良地質(zhì)體進(jìn)行探測,預(yù)報結(jié)果與現(xiàn)場開挖驗證情況較為吻合,表明通過采用多個天線提高了對掌子面前方不良地質(zhì)體探測的準(zhǔn)確性。