应用HSP法的TBM隧道施工地质预报技术研究

为了减少地质预报工作对施工工序的影响和实现TBM隧道的快捷地质预报,文章结合TBM的施工环境,分析了TBM施工隧道地质预报的重难点,介绍了适用于TBM施工的HSP法原理和探测方案。该HSP法以刀盘滚刀破岩产生的震动信号为震源信号,采取多通道、长时间序列接收,通过相关干涉、聚焦成像等处理技术,获取前方地层特征参数,实现对TBM施工隧道掌子面前方不良地质的探测。通过在某双护盾TBM施工隧道中运用HSP法进行地质预报,预报结论与揭露情况一致性较好。应用结果表明,HSP法是适用于TBM隧道施工地质预报的高效方法之一。

HSP法在隧道超前地质预报中的应用

文章简要介绍了HSP声波反射法的工作原理,并以杜家山隧道为例,利用HSP声波反射法并结合工程地质方法对隧道前方围岩进行了预测,对隧道实际开挖进行现场跟踪。并将预报成果和实际揭露资料进行对比,验证了HSP声波反射法在超前地质预报中的实用性。

HSP法在引汉济渭TBM隧道地质预报中的应用

为了解决超前地质预报与TBM快速施工之间的干扰,结合TBM的施工特点,分析地质预报的难点,介绍适用于TBM施工的HSP声波反射法原理和探测方案。该方法创造性地利用刀盘剪切岩石产生的振动信号为震源信号,采取阵列式布极,获取前方地层特征参数,来预报TBM施工前方的地质条件,来达到TBM快速施工的目标。通过HSP在陕西省引汉济渭工程TBM施工段应用案例的解析和实际情况的对比分析,表明HSP声波反射法对不良地质结构面的存在具有较好的正相关响应,是适用于TBM施工时地质预报的高效方法之一。

HSP法在盾构施工隧道超前地质预报中的改进和应用

为解决盾构施工中现场环境导致无法顺利进行超前地质预报的问题,在盾构施工过程中运用HSP(Horizontal sonic/seismic profiling)水平声波/地震波剖面法进行地质超前预报工作,良好地规避传统方法的局限性。将S变换和S变换自适应滤波引入HSP数据处理中,提高该处理系统在复杂施工条件下对有效信号的识别和去噪能力,通过时频图对比分析验证该方法的有效性,获取掌子面前方地层反射特征参数图谱,建立样本数据模型为实际施工测量进行指导。通过HSP在贵阳轨道交通3号线盾构区间应用案例的解析和实际情况的对比分析,表明HSP声波反射法对不良地质结构面的存在具有较好的正相关响应,是适用于盾构施工时地质预报的高效方法之一。

HSP法地质预报技术在坝陵河大桥西锚洞施工中的应用

坝陵河大桥西锚洞区岩溶发育,为保证锚洞开挖质量和安全,采用HSP声波反射法超前地质预报技术对隧道锚洞施工掌子面前方的围岩地质条件进行探测,成功地指导了锚洞施工。通过对声波技术的基本原理、测试仪器及软件系统和测试方法介绍,以及测试结果的对比分析,验证了预报结果的准确性,表明该法在类似地下工程中具有广阔的应用前景。

HSP超前探测技术在煤矿TBM掘进巷道中的应用研究

随着全断面掘进机TBM(Tunnel Boring Machine)逐渐应用于煤矿岩巷掘进,对不良地质构造进行超前准确快速预测的需求日益迫切。通过对主动源地震波超前探测方法的特点和TBM破岩震源超前探测技术的适用性进行分析,结合煤矿巷道地质和生产条件,提出了适用于煤矿巷道TBM掘进的HSP超前探测方法。以河南平顶山首山一矿TBM掘进底板瓦斯治理巷道为工程背景,选用防爆硬件一体化设计的探测仪器在煤矿巷道中进行应用。构建了空间型观测方式对煤矿巷道近水平煤线进行探测,优化了双护盾TBM掘进巷道狭小空间检波器阵列式布置参数;基于时频分析、互相关干涉处理、反射与散射联合反演等方法处理原始信号并进行探测结果成像。研究表明:采用空间型观测方式可实现与巷道小角度斜交煤线的识别,设计震源与首检波器间距离为15 m时最优。通过时频分析提取有效信号,利用互相关干涉法获取虚拟震源道和反射特征曲线,并结合反射与散射联合反演成像得到探测区域地层反射能量分布图,能够较准确地推测得到围岩存在的不良地质构造。通过比较现场开挖揭露情况与探测结果发现两者吻合度较高,表明HSP超前探测方法可实现掘进工作面前方100 m范围内超前无损地质预测,有助于提高煤矿岩巷TBM掘进速度。

双模式TBM施工海底隧道HSP法地质预报案例分析

由于TBM施工工艺特点与其独特的空间结构,限制了部分传统地质预报方法的应用。文章结合TBM的施工环境,分析了TBM施工隧道地质预报的重难点,介绍了适用于TBM施工的HSP法地质预报技术及其原理和探测方案,该技术以TBM刀盘滚刀剪切岩(土)时产生的振动信号作为激发震源,通过数字信号预处理、相关干涉与虚源提取、聚焦成像等,探测TBM掌子面前方的不良地质分布情况。以青岛地铁8号线大洋站一青岛北站区间TBM平行导洞为例,HSP法探测成果与揭露情况一致性较好,有效地指导了双模式TBM模式转换节点,为工程施工安全与高效组织提供了保障。应用结果表明,HSP法是适用于双模式TBM隧道施工地质预报的高效方法之一。

HSP声波反射法充填溶洞边界探测

隧道开挖揭露的岩溶形态主要有溶管、溶槽、溶洞和暗河等,施工中需要对这些岩溶形态进行定量描述,以便根据不同形态的岩溶及其特性提出相应的开挖和支护措施。对于空溶洞,多采用一般测绘手段即可;但对于充填溶洞边界和暗河底部堆积物或深度的探测,是目前岩溶隧道施工过程中的一个棘手问题。作者采用HSP声波反射法对几个大型充填溶洞或暗河的探测实例表明,采用该方法探测充填型溶洞边界是可行的,值得在其它类似工程中参考应用。

基于HSP声波反射法的隧道超前地质预报

文章在对HSP声波反射法的工作原理、仪器设备及测试分析软件介绍的基础上,结合SZ隧道出口段掌子面的实际地质条件,对其出口左右线掌子面进行测试分析,并得到施工开挖验证。应用HSP声波反射法对隧道掌子面前方地质条件进行及时准确的预测,提前采取预防措施,避免灾害的发生,或在—定程度上减少因灾害造成的损失,减少施工过程的干扰,对隧道的安全施工具有积极的指导作用,值得在同类隧道施工地质预报中推广应用。

HSP声波反射法应用于五龙山隧道超前地质预报

介绍了HSP声波反射法超前地质预报技术的工作原理及其特点,结合在镇胜高速公路五龙山隧道中的应用实例,分析了该技术的实用性及指导工程施工中的重要作用。

HSP声波反射法地质预报技术在杨梅堡隧道岩溶探测的应用

岩溶是一种典型的不良地质现象,隧道岩溶地质预报一直是物探中的难点。详细介绍了以地质法为基础、以HSP水平声波反射法为主要手段的综合物探技术在杨梅堡隧道岩溶地质探测中的应用,尤其是对基本原理进行了剖析。从测试预报结果与隧道开挖验证情况来看,该地质预报技术对隧道岩溶的探测是比较成功的,值得进一步探索、总结。

HSP地质超前预报技术及其应用

本文介绍了用于隧道开挖工作面前方不良地质预报的孔间水平声波剖面法（ＨＳＰ法）的基本原理，并以四川巴彭公路铁山隧道为例说明其先进性和实用性。

波反射法在五龙山隧道岩溶地质预报中的应用比较

以五龙山隧道为背景,采用目前常用的三种隧道超前预报物探方法(TSP-203系统、地质雷达技术、HSP声波反射法),对同一里程段的围岩进行超前探测,对3种方法的探测结果进行了对比分析和开挖验证。

超前地质预报在浅埋软弱围岩隧道工程中的应用研究

超前地质预报是保障隧道安全高效施工的必要环节和重要手段。浅埋软弱围岩隧道节理裂隙发育,岩体完整性差,围岩自稳能力低,隧道施工易发生坍塌等风险,探明掌子面前方地质情况对浅埋软弱围岩隧道建设具有重要意义。依托某浅埋软弱围岩隧道工程,基于地质雷达和声波反射法,对左、右线开展了超前地质预报分析,结合实际开挖情况验证了预测结果正确性。结果表明:地质雷达和HSP声波法能良好预判岩体完整性和浅埋软弱围岩隧道不良地质,多次准确预报出软弱破碎带、长大结构面等情况。隧道右线(K7+140)~(K7+220)、左线(ZK7+014)~(ZK7+094)岩性为泥岩,节理裂隙发育岩体较破碎~破碎;其中(K7+182)~(K7+192)、(ZK7+061)~(ZK7+067)段存在长大结构面。预测结果与开挖实际地质接近。

基于物探技术的TBM施工隧洞地质超前预报方法

相较于先导孔超前预报方法,基于物探技术的地质超前预报方法具有无损、快捷、全局直观等优点,其理论和现场工作技术在传统钻爆法施工隧洞中日臻完善。近年兴起、发展的TBM(Tunnel Boring Machine)施工技术引领了隧洞开挖的创新方向,然而,因大型机械占据有限施工空间,一些超前预报方法无法适应TBM作业方式。通过技术升级和理论创新,近年来出现了一些适应于TBM掘进的地质超前预报方法。通过选取TGS360Proc超前预报法、BEAM超前预报法、三维激发极化超前预报法、HSP超前预报法、ISP超前预报法,对其基本原理、现场工作方法及其适应性和优缺点进行了分析探讨,对TBM施工前方预测提供技术指导,降低TBM卡机或被埋的事故风险。

综合法地质预报在雅克夏雪山隧道施工中的应用

近年来,隧道施工地质超前预报工作在我国越来越受重视,也正处于不断完善阶段。本文对比分析目前各种超前地质预报方法手段的优缺点,并介绍了雅克夏雪山隧道"以地质法为基础、HSP声波反射法为主要手段,配合采用电磁波反射法"的综合地质预报技术在隧道施工中的应用,为隧道施工安全提供了有力的地质依据。

综合法地质预报在雅克夏雪山隧道施工中的应用

近年来,隧道施工地质超前预报工作在我国越来越受重视,也正处于不断完善阶段。对比分析目前各种超前地质预报方法手段的优缺点,并介绍了雅克夏雪山隧道"以地质法为基础、HSP声波反射法为主要手段,配合采用电磁波反射法"的综合地质预报技术在隧道施工中的应用,为隧道施工安全提供了有力的地质依据。

隧道填充性岩溶地质超前预报技术

为客观有效地预报前方不良地质情况,准确地指导隧道施工,介绍了用于隧道开挖工作面前方不良地质预报的岩溶洞穴HSP探测技术,并以渝怀铁路甘溪沟隧道DK278+658溶洞为例进行的探测与分析,说明其技术的先进性和实用性,这一技术的应用对隧道施工方案和施工措施的选择,确保隧道的安全、快速施工有十分重要的意义。

武隆隧道岩溶地质超前预报综合技术

武隆隧道全长9418m,为渝怀铁路第二长大隧道。该隧道的施工地质条件非常复杂,存在浅埋段、断层破碎带、岩溶暗河、非煤系地层瓦斯和岩爆等不良地质现象。其中,岩溶、暗河以及岩溶涌水是本隧道施工的最主要地质问题。根据岩溶垂直分带结果,武隆隧道处于混流带中,特别是多在季节变动带与水平迳流带之间。自隧道开挖揭露以来,多次发生大型、特大型岩溶涌水灾害。作者根据武隆隧道施工的特点,以地质法为基础,以HSP声波反射法为主要手段,结合TSP203系统和钻探等的超前预报综合技术,进行岩溶地质超前预报。实践证明,武隆隧道综合地质预报技术的应用是基本成功的,值得在同类隧道施工地质预报中借鉴。