TSP结合TEM在风险围岩隧道超前地质预报中的应用

为了排查隧道施工过程中潜在的地质风险、指导隧道安全开挖掘进,针对某高速铁路风险围岩隧道浅埋段和可溶岩段,利用TSP和TEM两种方法开展超前地质预报。TSP预报可对掌子面前方围岩状况进行远距离宏观预测,能划定断层、破碎带、地下水等不良地质体的位置和大致规模;TEM预报可在掌子面附近开展多角度、多方位测量,能判定开挖面前方一定空间范围内不良围岩特征,特别是地下水、岩溶的分布及规模。研究表明,TSP震波对应的负反射和低速异常突出反映围岩岩性变化及岩体破碎程度,依据纵、横波速起伏特征可大致判定地下水发育情况;TEM低阻异常直观体现围岩富水状态,并可推测岩溶发育及分布状况,视电阻率阻值变化密集区对应了围岩岩体破碎。研究结果表明,采用两种或多种方法结合开展综合预报,可提升预报结论的准确度和可靠度,TSP结合TEM成功预报的应用实例可为类似风险围岩隧道的超前地质预报提供参考和借鉴。

TSP与瞬变电磁成果三维化在隧道断层含水预报中的应用

隧道开挖过程中经常遇到断层、节理发育密集带等地质异常段落,并且断层带易形成地下水的运移通道。提前查清此类地质问题,可以最大程度降低施工过程中的安全风险。隧道超前地质预报为前期勘察工作的延续,在施工期间通过物探、钻探等手段可以有效判释隧道开挖前方一定距离的地质情况。首次将TSP法与瞬变电磁成果三维化相结合,应用于某在建铁路隧道的超前预报工作中。根据前期勘察资料,结合TSP探测成果确定断层发育段落,然后在掌子面附近实施多角度瞬变电磁探测;基于Voxler软件实现瞬变电磁成果的三维化展示,通过三维成果判断断层的含水性,综合分析瞬变电磁低阻异常三维分布特征及TSP波速异常段落,圈定出断层破碎范围及富水性空间分布情况,并对富水区域提前进行钻探泄水。通过实际开挖验证分析,结果表明:2种方法相结合可以准确探测隧道开挖前方的围岩完整性及含水情况,有效降低施工风险,为隧道开挖方案优化提供有效资料。

TSP法超前地质预报技术在滇中引水断层的应用研究

通过当前借助隧道超前地质预报技术对隧洞中断层判定在业界已取得了一定的成果,但实际在引水隧道工程中往往也面临着地质条件复杂多变的断层,而能准确探测出这些断层对于保障引水隧洞的安全开挖是一项急需迫切解决的研究。此次研究采用TSP法进行,分析了在断层中对TSP的数据采集主要因素,并对滇中引水工程中两处隧道断层的地质情况进行探测,通过资料处理及对比分析,最终与开挖结果进行验证,取得了较好的预报效果,为引水隧洞断层段的预报分析提供了较好的参考。

油气田瓦斯隧道TSP图像智能识别研究

在传统的非煤系油气田区瓦斯隧道超前地质预报中,由于TSP(tunnel seismic prediction,隧道地震勘探)图像的复杂性,解译的效率低且结果准确度不高,利用智能识别技术可以有效解决相应问题。依托某油气田区高瓦斯隧道工程,结合深度学习理论,借助Python(计算机编程语言)平台建立智能识别预测模型,通过该模型识别TSP图像中的P波,判断不良地质情况。结果表明:建立的智能识别模型可有效识别P波,判断围岩裂缝情况,减小人工识别的误差,实现油气田区高瓦斯隧道的地质精准探测与瓦斯防治。

TSP超前地质预报在圆梁山隧道施工中的应用

介绍了TSP超前地质预报系统的技术特点和基本测量原理,结合渝(重庆)怀(化)线圆梁山隧道的实例,将TSP系统和超前地质钻孔预报结果进行对比,显示了该系统的实用性。

TSP-203在隧道超前预报中的应用

TSP203系统是瑞士Amberg工程技术公司最新研制并拥有专利的隧道地震探测仪,专门为隧道超前地质预报而设计的.该系统从数据采集、处理和成果评估高度智能化,采用该系统可以预报隧道工作面前方100m左右围岩地质体的性质、位置和规模,并可推算出其岩石物理力学参数,为确定合理的支护参数提供依据,确保隧道施工安全和质量.本文对TSP203系统、工作原理、数据采集及资料解释方面做了系统的阐述.

TSP超前地质预报在公路隧道中的应用

介绍了 TSP超前地质预报技术特点及其影响因素 ,结合在京珠高速公路石门坳隧道中的应用实例 。

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。

TSP超前预报法在秦安高风险隧道中的应用

为确保高风险隧道施工安全,如塌方、突水等安全事故的发生,采用超前预报避免地质灾害发生,保障隧道中不良地质段的安全施工显得尤为重要。结合宝兰客运专线秦安隧道工程,综合掌子面地质编录资料和TSP超前地质预报系统探测资料,解译探测资料时以地质编录资料为基础,以P波深度偏移剖面、提取的反射层和岩性参数图等P波数据资料为主,结合S波在液体中传播的特性综合判断,成功地预报了掌子面前方的断层(碎裂带)、软岩和地下水。通过预测结论和实际开挖情况相对比,分析了该方法的适应性及其特点,为隧道施工期超前预报中类似工程预报方法的选用具有一定的参考价值。

TSP超前地质预报在公路隧道中的应用

介绍了ＴＳＰ超前地质预报技术特点及其影响因素，结合在京珠高速公路石门坳隧道中的应用实例，分析了该系统的实用性及在指导工程施工中的重要作用。

TSP的应用及其与SEG-2数据文件格式间的转换

TSP超前地质预报系统目前在我国已得到了比较广泛的应用,但厂家未提供其数据文件存储格式。为此,在举例说明TSP的应用效果后,笔者采用U ltraEd it软件对多个TSP数据文件进行分析,弄清了其原始数据的总体存储结构。另外,还简单介绍了国际标准地震数据SEG-2文件的存储格式,并在M atlab语言环境下编制了读取SEG-2数据文件与TSP数据文件的程序,实现了将SEG-2文件转换成TSP数据文件的功能。因此,在今后的工作中可直接应用TSP的数据处理软件包TSPw in来处理国产的超前地震数据。

TSP原始数据文件的读取及与国产地震仪数据之间的转换

近年来,TSP(Tunnel Seismic Prediction)超前地质预报系统在我国得到了比较广泛的应用,但厂家未提供其数据文件存储格式。为此,采用UltraEdit软件对多个TSP数据文件进行分析,弄清了其原始数据的总体存储结构。同时还简单介绍了国际标准地震数据SEG-2文件的存储格式,并在Matlab语言环境下编制了读取SEG-2数据文件与TSP数据文件的程序,实现了将SEG-2文件转换成TSP数据文件的功能。因此,在今后的工作中,可直接应用TSP的数据处理软件包TSPwin来处理国产的超前地震数据。

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。

基于TSP纵波的隧道地质异常体快速识别方法

在隧道超前地质预报中,TSP隧道预报系统广泛应用于探测隧道施工掌子面前方地质异常体,并取得较好的应用效果,其数据处理软件包能较好地完成数据采集、处理及结果评估。但是,TSP系统数据存储未采用SEG统一标准格式,也未公开数据格式,用户针对TSP数据处理开发的软件较少。针对这种情况,提出基于纵波资料的隧洞前方地质异常体的快速识别方法:采用小波变换对纵波信号进行时变高截滤波,消除时变的高频干扰;利用剪切波变换较好的时频聚集性和方向表征性来分离有效波,利用基于多道最大熵魏格纳-威尔分布改进方法获取TSP纵波资料高精度时频谱;对高精度时频谱提取各采样点的振幅对数衰减梯度,实现掌子面前方地质异常体的快速识别。识别方法在岩体较完整的花岗岩段开展预报应用,其结果显示存在频率异常峰值,与隧道开挖揭示花岗岩富水张性节理发育一致,说明识别方法简单有效,值得进一步推广。

基于TSP技术在琅琊山隧道地质超前预报中的应用

依托高速公路中的琅琊山三车道大跨径隧道进行实例分析,通过对地质预报与勘测阶段的地质进行分析,预报出前方地质变化情况并与实际开挖围岩对照,为业主及施工单位提供信息化施工,确保隧道施工安全,琅琊山隧道利用TSP技术进行的地质超前预报,确保了隧道的顺利贯通,通过依托实际工程验证了TSP技术预报的精度,为今后隧道地质预报提供了基础数据和借鉴作用。

TSP隧道超前地质预报技术在宽大断层内部的应用

当前借助隧道超前地质预报技术对小规模断层的探测及对断层破碎带范围界限的判定在业界已取得了一定的成果,但实际隧道工程中往往也面临着地质条件复杂多变的宽大断层,而在宽大断层内部准确开展超前地质预报探测是当前亟需进一步应用研究的工作。本次研究采用TSP法(一种弹性波反射法)对宽大隧道断层内部的地质情况进行探测,通过资料处理、对比分析,最终取得了较好的探测效果,为相应隧道断层内部安全施工、优化施工方案提供了较好的指导和参考。本文TSP法在宽大断层内部探测的应用研究,也对其他类似地质条件下的预报工作有积极的指导意义。

TSP203在云南元磨高速公路隧道超前地质预报中的应用

TSP203系统是瑞士Amberg工程技术公司最新研制并拥有专利的隧道地震探测仪,专门为隧道超前地质预报而设计的.该系统从数据采集、处理和成果评估高度智能化.采用该系统可以预报隧道工作面前方至少100m围岩地质体的性质、位置和规模,并可算出其岩石物理力学参数,为确定合理的支护参数提供依据,确保隧道施工安全和质量.本文是TSP203系统在云南元磨高速公路隧道超前地质预报中的应用实例.

TSP203 Plus超前地质预报系统在高竹顶隧道断层中的应用

研究目的:高竹顶隧道F1断层是一条规模较大的断层带,在隧道施工开挖过程中可能会对围岩稳定产生较大的影响,故在隧道开挖过程中对其开展超前地质预报。研究结论:(1)TSP203 plus是长距离地质预报系统,预报距离一般在100～150 m之间;(2)TSP203 plus超前地质预报能够快速、准确地对预测段作出判断,对隧道施工方案和施工措施的选择,能够提供积极的指导性建议,具有显著的经济效益;(3)此次预报保证了隧道断层带的施工安全、加快了工程进度,同时为隧道超前地质预报的应用积累了一些经验。

TSP法超前预报数据分析及探测技术研究

研究目的:由于隧道是地下修建的线状结构物,围岩状况较复杂,再受勘察技术的限制,在设计阶段完全准确地判断前方地质条件很难做到。盲目施工会造成塌方、涌水、涌泥、有害气体等地质灾害或安全事故,因此在施工阶段开展有效的监控量测和超前地质预报工作非常必要,利用观测和超前预报结果及时修正设计和施工方法使之适合实际的围岩状况,确保施工的安全性和经济性。目前隧道施工过程中完善地质工作也是我们迫切要解决的问题之一。本文通过对几条铁路部分隧道超前地质预报数据分析及探测技术进行深入研究。研究结论:(1)TSP法对能给施工带来安全隐患的断层、软弱的含煤地层及采空区、岩溶强烈发育区、含水体、节理裂隙发育区等的预报是比较准确的;(2)目前TSP法还不能对溶洞的形态、含水体的含水量及水压、煤层的瓦斯含量等进行准确判断;(3)在埋设接收器导管时应采用环氧树脂或锚固剂进行耦合,绝不能采用黄油进行耦合,只有这样才能保证P波-纵波、SH波-横波、SV波-横波的正常接收;(4)由于物探方法的多解性及间接性(通过围岩的物性参数来推测围岩的结构)的影响,TSP法只能对掌子面前方的物探异常进行定性和半定量解释,为了使物探地质解译更准确,需要用少量的超前水平钻探(含加深炮眼探测)进行验证或多种物探手段结合建立综合超前地质预报体系;(5)本研究成果可为岩质隧道超前地质预报的精确判译提供参考。

TSP-203系统数据采集的改进方案

TSP-203系统(Tunnel Seismic Prediction System)是针对复杂地质条件设置的隧道挖掘超前地质预报系统,目前广泛应用.该系统从数据采集、处理和成果评估高度智能化,采用该系统可以预报隧道工作面前方至少100m围岩地质体的性质、位置和规模,并可算出其岩石物理力学参数,为确定合理的支护参数提供依据,提高了隧道施工安全和质量.本文针对TSP-203系统的野外工程中遇到的精度和勘探成本问题,根据石油地震勘探的理论方法,考虑系统观测的激发和接收两大因素,提出系统数据采集的改进方法:1)在信号激发方面提出组和爆炸方法;2)在针对信号接受方面提出传感器新的安装改进方法.