TBM施工隧道超前地质预报方法适宜性研究

研究目的:在TBM施工环境中,准确查明TBM掌子面前方不良地质体,可有效避免卡机、涌水突泥等地质问题。但是,受TBM施工极狭小空间、极复杂电磁干扰等特殊环境限制,传统超前地质预报手段难以有效实施。在大量TBM施工超前地质预报方法调研的基础之上,本文开展TBM施工环境多项预报技术的优缺点、准确率对比试验研究,建立极端复杂地质环境TBM施工综合超前地质预报体系,提出宽大断裂、强富水等复杂地质环境下超前地质预报解决方案。研究结论:(1)TBM施工条件地下水探测试验研究结果显示,激发极化探测方法对地下水体预测较为准确,并对TBM施工适宜性较好,可以有效解决复杂水文地质环境下地下水体探测问题;(2)极复杂地质环境TBM施工弹性波反射法类预报方法适宜性研究结果表明,HSP及三维地震(SAP)在TBM条件下对断层破碎带等不良地质体敏感性较强,且对隧道施工干扰较小,对TBM施工环境适宜性较好;(3)本研究成果可用于指导TBM施工隧道超前地质预报设计及施工,进一步降低施工风险。

反射波法在隧道施工超前预报中的应用

长大隧道施工阶段的物探超前预报工作,是减少地质灾害、合理控制工效的重要手段。反射波法即为其手段之一。本文从该方法的理论入手,结合朔黄铁路长梁山隧道具体工程实例,详细分析了反射波法的动力学、运动学特点,介绍了外业布置方法、资料的处理流程以及采用该方法所获得的最终实效。对该方法的适用性进行了探讨,并就误差作了分析。

基于地震波法测定岩体弹性抗力系数

围岩弹性抗力系数是隧道结构设计的重要参数,其原位测试具有难度大、费用高的特点。基于此,文章提出一种根据隧道地震波反射法进行超前地质预报实测的围岩地震波波速计算其弹性抗力系数的方法。首先根据实测地震波波速计算围岩的动弹性参数,然后利用前人得出的岩体动、静弹性参数关系计算围岩的静力学参数。以此为基础计算围岩的弹性抗力系数。文章以赣龙汀州隧道为例,采用上述方法获得了该隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩的弹性抗力系数,分别为0.54~1.19 GPa/m和0.24~7.6 GPa/m。计算数值与我国《铁路隧道设计规范》中Ⅲ、Ⅳ级围岩的弹性抗力系数吻合,这说明根据地震波反射法进行超前地质预报所获得的围岩地震波波速确定围岩弹性抗力系数是一种可行的方法。

TGP隧道地震波预报系统与技术

隧道工程是铁路、公路和水利水电等大型项目中的重要工程,因地质条件不明造成隧道施工事故的危害是巨大的,加强隧道施工地质超前预报工作是非常必要的。国内外对隧道地震波超前预报技术已研究多年,笔者就这方面的现状及及问题进行了讨论,指出了TSP技术存在的不足,阐述了克服盲目性、提高科学预报的重要性,介绍了新开发的TGP隧道地震预报系统与技术及应用效果。

超前地质预报在夹岩水利枢纽工程长石板隧洞开挖中的应用

夹岩水利枢纽工程深埋长隧洞穿越强岩溶地层,地下岩溶管道、暗河发育,水文地质条件复杂,施工安全隐患较大。该工程长石板隧洞果木洼地浅埋段地下水丰富,在施工过程中选择了TSP203地震反射波+加深炮孔法进行超前地质预报。介绍该方法在输水隧洞浅埋段的使用情况及取得的效果。结果表明:采用上述超前地质预报方法,安全完成了该段的开挖工作,实际开挖的地质条件与超前地质预报结果相吻合。该方法耗时短、费用低,适合在围岩地质条件差、地下水丰富地区的隧洞开挖中使用。

丁寨防洪排涝隧洞超前地质预报技术应用分析

隧道开挖过程中,超前地质预报技术是避免不良地质体诱发地质灾害的有效手段。依托丁寨防洪排涝隧洞工程,针对隧洞施工区域岩体内部存在软弱夹层或岩溶发育、富水等复杂地质条件,采用地震反射波法与震电效应法相结合的方法,对岩体内不良地质体及岩体富水情况进行探测。在接收孔中采集得到与各激发孔对应的波形图。对于存在横波负反射界面,正负反射交替出现,偏移成像图出现密集断层反应的区域,预测此处节理裂隙很发育或存在软弱夹层;根据震电信号反演结果,预测岩体富水区域,并提出相应的工程措施。超前预报成果保障了丁寨防洪排涝隧洞的安全高效开挖,同时也为同类工程施工建设提供参考。

反射波超前成像预报系统及其应用

矿山及煤矿井巷工程建设需要超前探测技术的有力支持,目前使用的超前反射波探测技术需进一步发展.本文提出了巷道掘进条件下有限空间三维反射波数据采集系统及其现场工作技术方法,形成了一套具有自主知识产权适用于矿山巷道掘进地质条件的反射波超前成像预报技术系统,包括现场硬件系统和处理软件.并应用实际生产中,为矿山、隧道、地铁等地下工程提供了有力的技术保障.

基于实测波速探讨地震反射波法超前预报解译标志

岩体的纵波速度值是重要的岩体力学参数之一,通过地震反射波法超前地质预报可获得数据测量段岩体纵波速度值,较目前常用的岩样波速测试方式有明显的优势,可为岩体速度的测量以及预报解译参数的选取提供新的思路。文中统计分析了四种岩石的超前预报实测岩体纵波速度值,认为对于低风化程度的特定岩石介质在某种程度上具有波速均一性,对于单次地震波反射法超前预报可将前方围岩视为波速均匀体。结合实测岩体纵波速度值,进一步分析了地震反射波法超前预报的解译标志,认为岩体力学参数作为解译标志不可取,实际工作中应重点采用偏移成像结果。

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。