基于HSP聲波反射法的隧道超前地質預報

介紹了tsp203系統(tǒng)的基本工作原理,并通過該系統(tǒng)在新且午瓦斯隧道的應用實例,說明其在復雜地質條件下的具體應用情況。結合多年現(xiàn)場實際施工經驗,著重分析了預報誤差產生的主要原因:客觀上由于巖性和構造面本身的復雜性及tsp203系統(tǒng)的局限性,該系統(tǒng)探測與隧道軸向大角度相交的近平面狀的結構面較適合,小角度或者平行結構面則不適合,探測溶洞和地下水有一定難度;主觀上與操作人員的運用水平密切相關。提出了提高數據采集精度以及結合實際地質情況和其他物探方法,提高對反射體解釋能力的建議。

隧道超前預報是近年來頗受工程界和地質界人士關注的課題,方法很多,實踐也比較豐富,聲波反射法便是其中之一。從聲波反射原理、工作狀況和實際工程應用等方面,闡述hsp聲波測試在隧道開挖中的應用價值和意義。

文章簡要介紹了hsp聲波反射法的工作原理,并以杜家山隧道為例,利用hsp聲波反射法并結合工程地質方法對隧道前方圍巖進行了預測,對隧道實際開挖進行現(xiàn)場跟蹤。并將預報成果和實際揭露資料進行對比,驗證了hsp聲波反射法在超前地質預報中的實用性。

由于北京地鐵八號線三期工程六營門站—五福堂站盾構段區(qū)間特殊的工程環(huán)境及工藝,使得傳統(tǒng)的預報方法難以開展實施。以盾構刀盤切削震動為震源,以地震波反射法為原理進行地震波相位特性和振幅特性的解析,提出了基于地震波反射法的盾構施工超前地質預報方法,并進行超前預報及跟蹤對比工作。現(xiàn)場試驗表明:基于地震波反射法的盾構施工超前地質預報系統(tǒng)布設簡單、操作方便,且不影響作業(yè)面推進;基于地震波反射法的盾構施工超前地質預報系統(tǒng)能較好地反映地下介質體的形狀與輪廓,圖像判譯結果基本與地質資料吻合,與開挖跟蹤結果一致。

hsp超前地質預報系統(tǒng)作為一種先進的聲波反射法工程地質超前預報技術,具有安裝方便、易于操作、可實時準確探測施工前方地質情況等特點,在蘭渝鐵路西秦嶺特長隧道tbm332-336掘進機上應用,取得了很好的效果,可供同類工程參考。

以工程實例為基礎,介紹了tsp和gpr的基本原理、特點及測試方法,并對2種探測方法的預報結果進行了對比分析,總結了2種方法的優(yōu)劣,以及如何在實際工程中相互印證預報結果,來提高超前地質預報結果的準確性。該研究成果可為現(xiàn)場施工提供指導和借鑒。

我國是建成隧道數量最多,總長度最長,隧道穿過水文地質條件最復雜的國家。隧道施工中,由于前方地質情況不明,常常出現(xiàn)各種險情,例如斷層、巖溶及突水突泥等嚴重地質災害。大量隧道穿過富水巖溶地帶,影響施工進度,危及施工人員安全,如圓梁山隧道、南嶺隧道、大瑤山隧道等。所以預知未來開挖地段的地質情況對施工安

隧道超前地質預報 什么是隧道超前地質預報？現(xiàn)階段，我國對隧道超前地質預報 有什么規(guī)定？基本情況怎么樣？以下是中國下面梳理隧道超前地質 預報專業(yè)建筑術語相關內容，基本情況如下： 小編通過建筑行業(yè)百科網站下面建筑知識專欄進行查詢，梳理隧 道超前地質預報相關資料情況，基本內容如下： 什么是隧道超前地質預報？ 隧道超前地質預報利用鉆探和現(xiàn)代物探等手段，探測隧道、隧洞、 地下廠房等地下工程的巖土體開挖面前方的地質情況，力圖在施工前 掌握前方的巖土體結構、性質、狀態(tài)，以及地下水、瓦斯等的賦存情 況、地應力情況等地質信息，為進一步的施工提供指導，以避免施工 及運營過程中發(fā)生涌水、瓦斯突出、巖爆、大變形等等地質災害，保 證施工的安全和順利進行。 隧道超前地質預報主要目的： 開挖前對地質情況的了解，對于隧洞建設有著十分重要的作用。 通過超前預報，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，預報掌子面前方不良地質體的位 置、

在分析地質雷達技術的工作原理、測線布置、參數設置方法的基礎上,結合重慶禮讓隧道工程實例,對測量數據進行了處理和分析,得出相應的地質雷達分析圖,分析了超前地質預報中的幾種典型不良地質現(xiàn)象。同時使用地質雷達進行了隧道襯砌質量檢測,結合工程實測圖,對襯砌的混凝土厚度及缺陷、鋼筋及鋼支撐數量進行了檢測。研究表明:將地質雷達應用于隧道超前地質預報和襯砌質量檢測的結果較準確,可有效提高隧道施工進度,保證施工安全,確保施工質量,對于同類工程施工也有一定的借鑒價值。

成都地鐵18號線穿越9.7km長的高瓦斯隧道,為全國第一條穿越高瓦斯地層的軌道交通工程。隧道為穿山越嶺隧道,采用雙洞分修方案(線間距30m),采用礦山法施工。由于該隧道地質條件的復雜性,因此,除了施工前期的地質勘察外,在施工過程中進行系統(tǒng)的超前地質預報工作尤為重要,介紹了其實施過程。

隧道超前地質預報 利用鉆探和現(xiàn)代物探等手段，探測隧道、隧洞、地下廠房等地下 工程的巖土體開挖面前方的地質情況，力圖在施工前掌握前方的巖土 體結構、性質、狀態(tài)，以及地下水、瓦斯等的賦存情況、地應力情況 等地質信息，為進一步的施工提供指導，以避免施工及運營過程中發(fā) 生涌水、瓦斯突出、巖爆、大變形等等地質災害，保證施工的安全和 順利進行。 1.超前地質預報定義 利用鉆探和現(xiàn)代物探等手段，探測隧道、隧洞、地下廠房等地下 工程的巖土體開挖面前方的地質情況，力圖在施工前掌握前方的巖土 體結構、性質、狀態(tài)，以及地下水、瓦斯等的賦存情況、地應力情況 等地質信息，為進一步的施工提供指導，以避免施工及運營過程中發(fā) 生涌水、瓦斯突出、巖爆、大變形等等地質災害，保證施工的安全和 順利進行。 2.超前預報目的 開挖前對地質情況的了解，對于隧洞建設有著十分重要的作用。 通過超前預報，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，

ta1施工組織設計（方案）報審表 工程項目名稱：通霍鐵路西哲里木至霍林河段擴能改造工程施工合同段：編號： 致黑龍江中鐵監(jiān)理公司通霍項目監(jiān)理部（項目監(jiān)理機構）： 我單位根據承包合同的約定已編制完成隧道超前地質預報實施 方案，并經我單位技術負責人審查批準，請予以審查。 附：施工組織設計（方案）。 承包單位（章） 項目經理 日期 專業(yè)監(jiān)理工程師意見： 專業(yè)監(jiān)理工程師 日期 總監(jiān)理工程師意見： 項目監(jiān)理機構（章） 總監(jiān)理工程師 日期 注：本表一式4份，承包單位2份，監(jiān)理單位、建設單位各1份 通霍鐵路西哲里木至云端段 擴能改造工程 隧道超前地質預報實施方案 編制： 審核： 審定： 審批： 中鐵九局通霍鐵路擴能改造工程第五作業(yè)隊 二〇一〇年二月 云端隧道超前地質預報實施大綱 1.超前地質預報的方法選擇 云端隧道通過部分地段地質條件復雜，不僅有細角礫 土、強風化凝灰?guī)r、

1 隧道超前地質預報技術 中鐵一局集團施技部解振師 1概述 在我國鐵路、公路、水電等建筑市場上，長大隧道建設越來越多， 地質條件越來越復雜，技術要求越來越高，施工難度越來越大。同時， 由于隧道內可供觀測的空間位置有限，觀測方案受到限制。如何采取 措施、采取何種措施來化解風險、保證施工安全和進度、降低成本， 已成為復雜地質隧道施工的研究方向。 在國外，瑞士、日本等發(fā)達國家進行隧道修建過程中，隧道施工 地質預測工作都是重要的、不可缺少的一環(huán)。在設計圖紙上明確要求 在施工過程中做好超前地質預報和圍巖量測工作，我國現(xiàn)在亦然。重 視隧道地質預報工作已經成為管理者和廣大工程技術人員的共識。 在隧道工程發(fā)包中，采用國際慣例做法，一次性投資。即投資中 已包括了風險投資在內。若在以后施工中出現(xiàn)各種風險，均由施工單 位或承包商承擔，業(yè)主或發(fā)包商不再追加投資。由于隧道施工中地質 工作和高水平的隧道施工地

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

隧道超前地質預報中的地震反射波及應用——隧道是一項地下隱蔽性工程，工程質量在于人們對圍巖條件的掌握程度。在前期設計中，需要沿隧道軸線作地質勘探，這種勘測在實際生產中難以準確地描繪和預測局部圍巖地質條件，很多時候不能反映圍巖真實情況。因此，隧道...

隧道是一項地下隱蔽性工程,工程質量在于人們對圍巖條件的掌握程度。在前期設計中,需要沿隧道軸線作地質勘探,這種勘測在實際生產中難以準確地描繪和預測局部圍巖地質條件,很多時候不能反映圍巖真實情況。因此,隧道中的超前地質預報尤為重要,而超前地質預報所用物探法中依托的一個重要手段正是地震反射波。通過反射波多波反映信息,綜合分析,可以取得良好的預報效果。通過超前地質預報以及前期勘探和施工中的量測,達到對圍巖條件性質的綜合了解。

針對隧道地質超前預報過程中,探地雷達(groundpenetratingradar,gpr)線測圖解釋僅依靠專家經驗,且存在準確率不高的問題,通過對gpr成像原理和隧道地質特性的研究,以及對深度置信網絡(deepbeliefnetworks,dbn)計算復雜度的分析,提出一種改進的基于壓縮感知和dbn的gpr線測圖分類解釋模型.該模型首先利用壓縮感知技術對原始gpr線測圖進行壓縮處理,通過選擇圖像壓縮比得到合理的壓縮圖像;然后將壓縮后的圖像送入dbn模型進行分類,根據分類結果對原始gpr線測圖進行解釋;最后利用廣西六宜(六寨—宜州)高速公路隧道實測數據對模型的有效性進行驗證,試驗數據共20000幅gpr圖像,包括6種隧道地質類型,其中15000幅圖像作為訓練樣本集,5000幅圖像作為測試樣本集.研究結果表明:當gpr線測圖壓縮比為256,反向微調數據為1000幅圖像,dbn模型迭代次數為30時,模型對測試數據中6類探地雷達線測圖的分類準確率達100％,單次訓練時間降低為原dbn模型的8％左右;大量仿真試驗發(fā)現(xiàn)gpr線測圖的合理圖像壓縮比區(qū)間為64～1024,在此區(qū)間壓縮的圖像能最大限度地降低圖像維度并且保留原始圖像信息.該模型具有解釋準確率高、訓練速度快等優(yōu)點,可為制定隧道施工和開挖計劃提供合理依據.

. . 隧道超前地質預報方案 1編制依據 (1)《公路隧道超前地質預報技術指南》及交通部頒布的其他現(xiàn)行施 工規(guī)范、安全規(guī)程、施工指南等。 (2)工程地質及水文地質》——中國水利水電出版社。 (3)近年來高速公路類似工程施工經驗、施工工法、科技成果；國內 外相關高速鐵路的施工工藝及科研成果。 2隧道工程概況 標段內隧道工程地質復雜，主要由殘積砂質粘性土及全-強風化花崗 巖組成，洞身主要為中～微風化花崗巖。，隧道圍巖以ⅱ、ⅲ、級圍巖為 主，部分為ⅳ、ⅴ級圍巖。施工中必須加強超前地質預報，并采取相應 的工程措施，保證安全順利地通過不良地質段。 根據設計提供風險等級和超前地質預報設計要求，我單位采取加深 炮孔探測和超前水平地質鉆孔倆種方法進行圍巖觀測，以提供有效的施 工措施保證施工安全、順利的進行，對于出現(xiàn)地質異常區(qū)域，我單位另 增加tsp或地質物探手段進行詳細的地質分析，并報設

杭長（滬昆）鐵路客專湖南段ⅱ標段 隧道超前地質預報施工方案 中國中鐵 編制： 審核： 審批： 中鐵三局集團滬昆客專杭長湖南段第四項目分部 二0一0年七月 目錄 1.工程概況..................................................................1 1.1工程概況.............................................................1 1.2.工程地質............................................................1 1.3.水文地質............................................................1 1.4.超前地質預測、預報的

目錄 1.編制依據...............................................3 2.工程概況...............................................3 3.地質概況...............................................3 4.實施超前地質預報的目的.................................4 5.地質超前預報內容.......................................4 6.超前地質預報方案.......................................5 6.1.既有資料收集及分析、判別.............................5 6.1.1.隧道掌子面

監(jiān)理技術交底記錄 編號：sd-001 交底人崗位日期 接受人崗位日期 接受人崗位日期 接受人崗位日期 接受人崗位日期 接受人崗位日期 工程項目隧道工程里程范圍 k482+000～ydk500+300 zdk553+944.42～zdk554+832.85 監(jiān)理技術 交底項目 隧道超前地質預報技術交底 依據的標 準和圖紙 1、《鐵路隧道工程施工質量驗收標準》（鐵建設〔2003〕127號tb-10417-2003） 2、《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》（鐵建設〔2010〕240號tb10424-2010） 3、《鐵路隧道鉆爆法施工技術要點手冊》 4、《鐵路隧道工程施工安全技術規(guī)程》（鐵建設〔2009〕181號tb10304-2009） 5、渝懷增建二線鐵路隧道工程施工設計圖 一、超前地質預報目的 通過超前地質預報，可以了解和判斷掌子

隧道巖溶問題是隧道施工過程中的突出問題。近年來,隨著國家加大力度支持中西部地區(qū)鐵路、公路建設,隧道施工過程中時常遇到巖溶涌突水、突泥、頂板溶洞充填物陷落冒頂、地板塌陷等問題。巖溶地區(qū)超前預報問題,多年來一直是地球物理領域的一大難題,未能形成統(tǒng)一概念、理論和方法。本文介紹一種新型探測技術\"真正的反射層析成像\"(truereflectiontomography)—trt技術。