三维地震波层析成像技术在隧道超前地质预报中的应用

超前地质预报是隧道施工中不可或缺的必要步骤,是降低施工过程地质灾害发生、减少灾害损失的重要手段.三维地震波层析成像技术是利用地震波反射原理,采用地震层析成像及全息岩土成像技术的新型超前地质预报技术,在国内应用较少.文中介绍了三维地震波层析成像技术的工作原理及方法,并结合工程地质类比法,对新建大瑞铁路尖山岭隧道进行了超前地质预报.研究结果表明,三维地震波层析成像技术对隧道超前地质预报效果良好,准确率达到90%.

富水断层破碎带隧道超前预报的地震波三维层析成像应用研究

富水断层破碎带的超前预报是隧道施工地质超前预报的重要内容之一,依托某在建隧道工程,通过现场测试试验,研究了地震波三维层析成像方法的应用技术,总结了现场测试的基本步骤、富水断层破碎带的地质解释判别特征,成果对于富水断层破碎带隧道超前预报具有参考意义。

地震层析成像技术在隧道施工地质预报中的应用

针对营达高速公路花冠隧道工作面前方地质构造问题,为隧道工程的安全施工提供更为准确的物探资料,采用地震层析成像技术的原理,介绍了该方法在隧道超前地质预报工作的准备事项、工作流程及注意事项。通过在花冠隧道超前地质预报工作的应用研究,表明该方法在隧道超前预报中探测范围广,隧道上下、左右探测距离能达到50 m,前方探测距离能达到150 m;并通过三维成像方法能将隧道工作面前方地质构造异常空间位置直观地表现出来。提高了隧道超前地质预报成果的解释准确度及精度。

地震逆散射成像法在高速铁路岩溶隧道超前地质预报中的应用

地震波法在超前地质预报物探方法中使用最为广泛。TST(隧道地震层析成像技术)是地震波法中的一种,基于逆散射成像原理。比反射法更能准确识别孤立及小角度不良地质体[1]。研究使用TST在岩溶隧道超前地质预报中不良地质体(岩溶、地下水)的判识方法,及使用此方法在贵南高速铁路中的应用。

TST技术在岩溶地区隧道超前预报中的应用

顶效隧道位于岩溶发育地区,地质构造复杂,岩体破碎,对超前预报技术的要求高,风险较大。目前国内外应用的隧道超前预报技术多数都存在着技术缺陷,不能区分不同方向的地震回波,不能准确地确定掌子面前方围岩的波速,不能正确地进行纵横波分离等问题,影响到预报的可靠性和准确性。为了确保施工安全,减少和避免地质灾害发生,顶效隧道超前预报中采用了TST技术。应用结果表明,TST技术采用空间阵列系统和速度扫描技术有效地解决了掌子面前方围岩速度分布问题,提高了构造定位精度;应用二维方向滤波技术有效地消除了上下、左右的侧向回波和面波干扰,成功提取了前方回波用于超前预报,避免了虚报误报,解决了复杂地质条件下的超前预报问题。

TST和CFC技术在管片拼装隧道超前地质预报中的改进和应用

为解决盾构及TBM施工隧道地质构造和围岩含水探测的难题,在TBM引水隧洞中进行试验。改进在管片结构下TST(tunnel seismic tomography)观测系统的布置方式;针对大断层等高危不良地质体开展三维地震波法的超前地质预报研究试验;改进CFC(complex frequency conductivity)的观测方式,结合地震波方法,开展对刀盘前方围岩含水情况综合预报研究试验。以斯里兰卡埃勒黑勒运河、秘鲁圣佳旺Ⅲ水电站和菲律宾卡利瓦大坝引水隧洞等工程为例,介绍盾构及TBM施工隧道超前地质预报技术的工程实践。研究结果表明,针对软硬岩互层、大断层、含水构造不良地质体,该方法在实践中具有较好的应用效果。

地质层析超前报警技术及其在隧道超前预报中的应用

通过介绍地质层析超前报警技术(TRT)的基本原理、工作方法及其在沪蓉高速湖北段某隧道内进行的实地探测试验,分析TRT技术在隧道超前预报中的应用价值。

TST和CFC综合技术在KS隧道超前预报中的应用

KS隧道挖掘过程中遇突水情况,停工一个月进行排水。为了解隧道前方地质及地层含水情况,以便定制施工措施及计划。文章以KS隧道工程为例,阐述了CFC复频电导法及TST地震法的基本原理,以及综合运用TST和CFC方法在工程中的应用实践,并对结果进行对比和分析。研究结果表明:TST和CFC综合技术在隧道工程中针对隧道含水及不良地质体的预报是十分准确的,可为该类隧道施工提供一定的科学指导。

浅层综合地震勘探方法在隧道工程勘探中的应用

本文论述了浅层地震勘探方法(特别是透射CT技术)在陕北黄土梁峁地区隧道勘探中的综合应用问题,认为在实际勘测中应结合具体的地表地震地质条件因地致宜地选择浅层地震勘探方法技术,以达到使工程勘探结果最佳化的目的。

TRT技术在乌池坝隧道超前预报中的应用

TRT技术实现了三维空间观测,较TSP202和负视速度法有明显的改进。乌池坝隧道地质条件复杂,施工中应用TRT超前地质预报技术,为制订相应的施工方案、加快施工进度、确保施工安全提供重要依据。

在建铁路隧道和路基基底岩溶物探技术探讨

研究目的:2013年11月17日中国铁路总公司工管中心下发《关于开展在建铁路隧道、路基基底岩溶探测工作的通知》,要求对在建铁路的隧道和路基基底岩溶开展物探。近3年来在贵广等线的在建铁路上通过开展大量的物探工作,在取得一些效果的同时也发现诸多问题,如物探成果资料难以满足岩溶病害整治设计的需要等,因此本文研究探讨所存在的问题,从而为物探工作正确定位和改进今后隧道和路基的岩溶探测方案提供依据。研究结论:(1)对于在建铁路隧道和路基基底岩溶物探,由于现场难以具备地球物理勘探前提条件、所选物探方法的局限性以及采用物探不能直接探测地下裂隙水等原因,只能部分解决隧底和路基基底的岩溶探测问题;(2)物探属于间接性勘探手段,并且为排除物探结果的多解性,应采用综合岩溶勘探手段,即选择30%的物探异常进行开挖揭示或验证性钻探;(3)当验证钻探资料表明岩溶特别发育时,应选择跨孔电磁波(地震波)层析成像法对岩溶进行比较精细的探测,为后续隧道和路基岩溶整治设计提供可靠的基础资料;(4)本研究成果可用于铁路隧道和路基的岩溶探测领域。

TST与CFC技术在宝林隧洞TBM掘进超前地质预报中的应用

宝林隧洞采用TBM开挖掘进,穿越断裂破碎带,地质构造极其复杂,围岩含水波动大,施工建设风险大。为了确保施工安全,减少并避免地质灾害的发生,采用综合物探法超前预报,结合TST地震波法和CFC电磁波法进行预报,震源采用TD-IS冲击震源。从而,成功地定位了断层及影响带、破碎带、含水带,为隧道施工提供科学的指导信息。

综合探测技术在隧道超前地质预报中的应用

针对单一超前地质预报方法的局限性,目前常采用TST地震波法、探地雷达法和红外探测法相结合的综合探测技术进行隧道超前地质预报。文章阐述了三种探测方法的基本原理、实施过程和结果评价方法,结合片岩地区某隧道的工程实际,在地质调查和分析的基础上,首先采用TST地震波法对隧道掌子面前方120 m范围内的地质情况进行初步判断,再利用探地雷达法和红外探测法对掌子面前方30 m范围内的细部构造和含水情况作出进一步刻画。采用综合预报法可发挥各探测方法的优势,不同探测方法的结果可相互验证和相互补充,增强超前地质预报的准确性。

综合地球物理方法在隧道勘察中的应用

为解决隧道工程中断层破碎带探测、岩土工程质量评价难题,以贵池区公共矿产品运输廊道建设项目C1-01号隧道为研究对象,综合应用高密度电法、地震折射层析成像、声波沉井等方法,对隧道纵断面、出洞口、入洞口和洞身段进行数据观测,研究断层破碎带的分布和岩体工程质量。结果表明,隧洞洞身段共圈定4处断裂构造异常,编号依次为F1、F2、F3及F4;在隧洞洞身段里程K1+000~K1+090的上部区域,圈定一条低电阻率-低速度值综合异常反映的不规则条带状异常,解译为浅部采空区或基岩破碎的反映;隧洞入口处和出口处浅部围岩的纵波速度在200~1 000 m/s;洞身纵波速度值在2.16~3.93 km/s之间变化,Vp速度值整体变化平稳。

TST地质超前预报技术在N-J水电工程中的应用

针对巴基斯坦尼鲁姆-杰卢姆（neelum-jhelum,N-J）水电站引水隧洞的复杂地质条件,开展地质超前预报技术研究。考虑到现有国内外超前预报技术大多存在着技术缺陷,影响预报的可靠性和准确性,N-J TBM引水隧洞采用隧道地震波层析成像（tunnel seismic tomography,TST）技术。应用方向滤波技术,有效地从三维波场中滤除侧向回波,成功提取出掌子面前方回波,实现波场分离;通过空间阵列系统设计和波速扫描技术,有效地解决了前方围岩波速分布问题;采取逆散射偏移成像技术,提高了不良地质体定位精度。现场应用表明,通过采用地质构造偏移成像和围岩波速的相互印证,TST地质超前预报结果与实际地质素描图较为吻合,可为工程地质人员的现场地质构造分析和围岩类别划分等提供参考。

SSP技术在采空区探查中的应用

隧道施工中经常会遇到煤矿采空区,采空区的探测是工程物探领域的疑难问题之一。常规的反射地震方法在地质结构横向变化较大的山区效果不佳,电磁方法对无填充的高阻采空区很不敏感。SSP来源于以地震散射理论为基础的隧道地质超前预报技术TST,与TST不同的是SSP采用地表观测方式,用于煤矿采空区的探测。在复杂地形地质条件下查清了埋深120 m范围内煤层与采空区的分布。这项研究表明地震散射技术可以作为一种新的地震勘探手段。