反射波法隧道超前地质预报地震波走时模拟研究

隧道施工安全常常由于复杂的地质情况面临着巨大的挑战,反射波法地震勘探具有探测深度大、抗干扰能力强等优点,是确保隧道施工安全的重要超前地质预报手段。反射地震波走时计算与地震数据处理中的纵横波分离、速度建模、偏移成像等多个步骤息息相关,直接影响着隧道地质预报的结果。本文将仿照反射波法隧道超前地质预报的实际施工区域进行速度建模,以求解程函方程为基础,结合快速推进法(FMM)中的迎风有限差分方法以及窄带扩展技术实现针对隧道模型的初至地震波走时模拟。并通过对隧道模型中反射界面位置信息的提取,构建反射波初始窄带以及结合窄带扩展技术实现针对隧道模型反射波走时的计算。通过数值分析以及复杂隧道模型计算表明,文中给出的反射波法隧道超前地质预报地震波走时模拟具有良好的计算精度以及较强的适应能力。

沙特NEOM隧道项目地震波法超前地质预报技术

沙特NEOM隧道项目采用钻爆法施工,采用超前水平钻探法进行地质预报。该项目工期要求非常紧张,如何优化施工工序、缩短每循环时间,是项目面临的一大挑战。隧道采用三臂台车超前钻孔时,钻进速度慢,容易出现跑钻、卡钻现象。为了进一步缩短时间,提高超前地质预报质量,经比选,最终考虑采用地震波法替代超前水平钻探法,缩短超前钻孔在每循中占用的时间约0.5h。同时,通过对地质素描、超前水平钻孔及地震波法预报结果进行对比分析,证明了采用地震波法超前地质预报方案可行。采用超前水平钻探法、地震波法相结合的预报方法,辅以地表地质调查、洞内地质素描,能够极大提高隧道内不良地质的分布及地下水的预测精度。

基于谱减法的隧道地震波超前探测去噪方法

为快速有效地去除隧道地震超前探测数据中具有随机、频带广和能量强特征的噪声,提升偏移成像质量,进而有效探明隧道掌子面前方灾害源,充分利用谱减法在压制随机噪声上的优势,将其引入隧道地震波探测数据处理中,形成基于谱减法的隧道地震波超前探测去噪方法。该去噪方法可以有效去除随机噪声且计算效率较高,可以满足隧道的快速施工要求。通过对典型不良地质模型进行数值模拟,表明利用谱减法可有效压制隧道环境中的随机噪声干扰,地震记录中反射波信号信噪比更高,在此基础上的偏移成像结果伪像干扰更少,可有效提升探测准确性。将该方法应用至实际隧道地震探测中,成功探明了隧道掌子面前方的岩体破碎带分布位置和范围,证明应用该方法进行超前探测具有有效性和实用性。

基于TSP303预报系统的复杂地质条件下地震波反射法定额研究

超前地质预报定额是建设单位在项目实施阶段进行投资控制的重要基础。地震波反射法作为超前地质预报主要手段之一,具有实施投入大等特点,有必要基于目前最常用的TSP303预报系统,研究复杂地质条件下地震波反射法定额。本文通过现场写实记录、统计分析等方法,记录地震波反射法施作现场人工、材料、机械消耗情况,分析形成正常条件下合理的施工组织模型,从而测定定额人工、材料、机械消耗量。同时,参考现行造价标准等相关文件,分析人工和机械台班单价,研究确定地震波反射法(TSP303)定额,为建设单位合理确定单价提供参考。

基于公路隧道的地震波反射法超前地质预报应用效果研究

超前地质预报技术在隧道工程中预报效果的准确性对指导施工安全及进度具有重要意义,尤其是针对断层破碎带、突水、岩体不良等存在安全隐患的隧道,研究超前地质预报的工作是关键所在。因此,本文通过研究地震波反射法中的TSP技术与TST技术在工程应用中的优劣性,对比这两种方法的应用效果,以提高工程预报技术的准度,经比对发现,TSP技术具有操作简单、经济性高,但存在预判结果不准的缺陷,而TST的经济性与操作性相比于TSP技术略有不足,但是预报结果较为准确,具有与实际开挖结果更为贴合的优点,该研究结果可为公路隧道超前地质预报探测提供参考借鉴。

基于椭圆展开共反射点叠加的隧道地震波超前探测成像方法与应用

采用地震波法探明隧道前方断层、溶洞等不良地质体,是隧道施工安全的重要保障,而有效的成像方法则是关键。椭圆展开是一种新型的偏移成像方法,已在地表地震勘探中得到应用,然而尚未被引入隧道地震探测中。针对隧道环境,基于非标准椭圆方程,构建了隧道空间观测方式椭圆展开方法,同时重新设定隧道轴线方向为椭圆展开法向出射点方向,实现了对隧道掌子面前方区域地质的成像;通过共震源点地震记录的椭圆展开及相干叠加,最终实现掌子面前不良地质的识别和定位,形成了基于椭圆展开共反射点叠加的隧道地震波超前探测成像方法。在此基础上,基于交错网格有限差分方法,对岩性界面和断层进行了系统的正演成像研究,分析了不同地质模型的成像特征;最后,依托现场进行了探测试验,探测结果与开挖揭露情况基本一致,验证了成像方法的有效性和实用性。

地震波反射法(TSP)在杨家峪隧道超前预报中的应用

隧道施工超前地质预报应是以地质分析法为基础,对预报目的和复杂地段地质情况,应当从技术和经济层面进行分析比较以便选出符合现场实际情况的方法或是多种方法的合理组合,以实现准确、高效、经济性的目标。本文结合张唐铁路杨家峪隧道的现场实际情况,甄选了采用地震波反射法的施工方法来达到超前预报目的施工方法。

基于TSP地震波法的长大隧道不良地质探测

应用TSP203地震波法对某长大隧道不良地质区段进行了超前探测,对TSP系统所采集到的数据进行分析,判定了断层破碎带和隐伏含水构造发育的规模与位置,并在TSP报告指导下进行超前钻探,进一步精确确定不良地质区段位置,为超前预注浆加固提供了参数。对开挖后的地质情况进行了跟进观测,验证了TSP地震波法对不良地质探测的准确性与有效性,对类似工程有一定的指导意义。

TSP地震波法隧道超前探测工程应用与对比分析

隧道超前地质预报工作对实现隧道信息化施工、确保隧道施工安全、规避隧道施工突发风险有着极其重要的意义。TSP地震波反射法是一种有效的地质超前预报方法,但其结果的有效性和准确性一直存在争议。本文依托华丽高速公路营盘山隧道工程案例,采用TSP地震波反射法针对营盘山隧道典型不良地段的超前地质预报的工程应用及开挖过程中的跟踪验证对比分析,得到了提高隧道TSP法超前地质预报准确性的一些具体方法和措施。

几种初至自动拾取算法在地震波法隧道超前探测中的对比分析

在地震勘探中,尤其在浅层地震勘探、层析成像和地震波法超前探测中初至时间拾取精度直接影响勘探区域地质结构的反演结果,初至时间的自动拾取也是隧道超前地质预报地震数据处理的一个关键环节。介绍4种初至自动拾取算法--最大振幅法、能量比法、STA/LTA(长短时窗比)法和AIC(峰度赤池信息量准则)法,利用云南某隧道超前地质预报采集到的1组地震数据,对4种初至自动拾取算法进行对比分析,结果显示SLA/LTA算法拾取的初至时间更为精确,AIC法、能量比法次之。进一步利用其他隧道超前地质预报采集到的几组数据进行对比分析,获得相同结论。

地震波法隧道超前预报研究与对比分析

在现代隧道施工过程当中,由于隧道前方地质情况复杂,其中含水体、软弱层、破碎带及断层构造是最主要的致灾源。如何能够做到准确探测到这些不良地质体,仍是隧道施工过程中极需优化和改进的技术性难题。本文依托某隧道工程,采用地震波反射法探测和预报掘进前方复杂地质情况,将预报结果与实际开挖揭露的地质情况开展对比分析,说明了地震波法超前地质预报在识别构造效果的准确性。

TSP地震波反射技术在隧道地质灾害预防中的应用

隧道前方可能存在的断层、破碎带、溶洞等不良地质体常常导致隧道地质灾害的发生,严重影响施工安全。以东方山隧道为工程实例,对TSP地震波反射技术的特点及其应用效果进行研究,并对应用过程常见的不规范操作进行分析说明,旨在提高预报精度,为地质灾害预防措施的制订提供依据。

地震波法隧道三维超前地质预报技术及应用

长距离超前地质预报是新建隧道施工工程中的重要工序。目前国内外采用的长距离地震波法超前探测技术数据采集方式单一,工程适应性差,工作效率较低,预报效果差。在地震波波动理论的基础上,结合隧道施工空间情况,提出了三维地质预报技术,建立了隧道三维预报观测系统,选取锤击法作为激振方式,并结合实际工程进行了应用。为隧道、地铁等工程安全施工提供了技术保障。

隧道超前预测地震波伪谱法数值模拟

本文通过研究地震波动方程伪谱法的基本原理,在伪谱法数值正演模拟基础上,结合弹性波动方程的傅氏有限差分逆时深度偏移方法,实现隧道超前预报条件下的波动方程偏移成像。并通过工程应用验证伪谱法数值模拟的可靠度与精确度。

地震波反射法在隧道岩溶富水区的预报研究

介绍了地震波反射法(TSP)的技术原理、工作方法及数据处理;将该方法用于某隧道工程岩溶富水区的地质预报,结果表明该技术测试距离远、测试效果好,能立体直观地反映前方异常体大小、规模和特性。

地震波法在岩溶隧道中的应用研究

岩溶隧道施工是一项十分复杂、安全性要求高的工作,由于施工过程中地质条件十分复杂,对施工的工期、质量影响较大。因此如何快速、准确的预测前方隧道的地质情况是隧道施工面临的一大难题。针对我国岩溶隧道施工过程中常见的TSP地震波法,阐述其地质预报的工作方式和资料处理分析流程,验证其在岩溶隧道中的可行性和实用性。

隧道超前地质预报TGP地震波法与地质雷达法适用性分析

隧道工程施工是一项十分复杂、施工周期较长的工作,并且施工中地质情况变化大,对于施工安全要求较高,因此如何准确、有效、快捷地对作业面前方的地质情况进行预报是许多工程技术以及管理人员面临的一大难题。针对目前我国公路工程隧道施工中常见的两种超前地质预报方法,阐述了其原理及应用情况,并进行了对比分析,以期为同行提供一定的参考与借鉴。

爆炸地震波作用下深埋圆形隧道的动力响应分析

深地下结构在爆炸地震波作用下的动力响应是防护工程设计和评估的重要问题,发展适应深部特点的快速计算方法具有重要意义。采用集中质量方法将圆形隧道离散为有限自由度体系,并将爆炸地震波的作用看作一系列作用在集中质量上的动力,利用局部变形理论将围岩的弹性抗力简化为弹性链杆,采用矩阵力法考虑结构在各种内力作用下产生的自身变形和弹性半空间的变形,并据此建立结构动力方程矩阵。通过对结构动力方程的求解,可以得到结构的动力集中系数和结构内力、弯矩、位移等参数。采用所提出的方法计算一个算例,分析围岩等级、荷载作用位置、正压作用时间以及入射波角度等因素对隧道衬砌结构动力响应的影响。

爆破地震波作用下既有圆形隧道衬砌动应力集中系数分析

将爆破地震波进行合理近似简化,采用波函数展开法,推导出无限岩石介质中爆破地震波作用下隧道围岩和衬砌动应力集中系数的表达式。结合具体算例,分析隧道不同位置上爆破地震波主频、隧道几何参数和隧道围岩和衬砌物理力学指标对动应力集中系数的影响。分析结果表明,爆破地震波主振频率对隧道围岩和衬砌中的动应力集中系数(DSCF)影响较大,隧道不同位置和不同方向应力的动应力集中系数随主振频率的变化趋势不同,低主振频率引起的动应力集中系数较大,不利于隧道的抗爆破振动;隧道几何参数对隧道围岩和衬砌内侧切向应力动应力集中系数影响趋势不同;隧道衬砌弹性模量对隧道结构动应力集中系数影响较大,泊松比次之;泊松比较大的隧道围岩具有一定的抗爆破振动作用,但效果有限。

爆破地震波作用下隧道围岩动应力集中系数分析

将爆破地震波进行合理近似简化,采用波函数展开法,推导了无限岩石介质中爆破地震波作用下隧道围岩动应力集中系数的表达式,结合具体算例,从理论上定量分析了围岩不同位置上爆破地震波主频和围岩物理力学指标对动应力集中系数的影响。分析结果表明:隧道围岩迎爆侧的动应力集中系数整体上大于背爆侧,动应力集中系数峰值偏向于迎爆侧;在不同主频爆破地震波作用下,动应力集中系数的影响存在最大值;隧道围岩的弹性模量对动应力集中系数的影响较大,而泊松比对动应力集中系数的影响较小。