TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)在織畢鐵路元寶山隧道中的應(yīng)用研究

闡述了tsp系統(tǒng)的探測(cè)原理,著重講解了tsp在巖溶隧道中探測(cè)溶洞、斷層等地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)用,結(jié)果表明,tsp超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)在長(zhǎng)大巖溶隧道建設(shè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用,對(duì)安全信息化施工具有重要意義。

tsp是一種新型的隧道地震探測(cè)儀器,通過(guò)高靈敏度的檢波器記錄的反射信號(hào),判別隧道洞身圍巖類(lèi)別、完整性及保水性,主要用于隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。介紹了該系統(tǒng)的工作原理、數(shù)據(jù)理論基礎(chǔ)及成果判釋,以及該系統(tǒng)目前存在的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn),并介紹了該系統(tǒng)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。

本文以tsp-203為例,對(duì)tsp系統(tǒng)的基本原理、主要組成、技術(shù)特點(diǎn)、儀器參數(shù)以及數(shù)據(jù)的處理方法進(jìn)行了介紹,并列舉了工程實(shí)例對(duì)tsp的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了說(shuō)明,最后對(duì)tsp的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。

針對(duì)湖北大廣高速公路建設(shè)中紫荊山高巖溶隧道工程,利用tsp超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù),并結(jié)合隧道工程地質(zhì)情況,通過(guò)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)工作,闡述了tsp超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基本原理和方法,探討了該技術(shù)在紫荊山隧道施工過(guò)程中的應(yīng)用效果,并將預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)際工程進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了該技術(shù)的可靠性。

隨著我國(guó)鐵路的建設(shè)，鐵路隧道施工數(shù)量越來(lái)越多。由于隧道地表勘察不能完全掌控隧道掌子面前方的地質(zhì)情況，為保證隧道施工的安全，必須對(duì)隧道前方的地質(zhì)變化情況進(jìn)行準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。tsp（tunnelseismicprediction）是一種預(yù)報(bào)精度較高、效率快、采集處理智能化的方法，它能夠預(yù)報(bào)隧道掌子面前方100～150m圍巖地質(zhì)體的性質(zhì)、位置和規(guī)模，并可以計(jì)算巖石的物理學(xué)參數(shù)。

采用tsp203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)隧道工作面前方100～200m范圍內(nèi)的圍巖變化情況,為后續(xù)的施工組織提供參考依據(jù),確保施工安全,因此,以精伊霍鐵路北天山隧道工程為例,介紹了在不良地質(zhì)條件下,用該方法探測(cè)預(yù)報(bào)并采取的相應(yīng)措施。

某隧道施工中采用tsp技術(shù)進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào),從開(kāi)挖過(guò)程來(lái)看,洞身圍巖揭示隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)論符合現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況。根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)論,結(jié)合掌子面實(shí)際開(kāi)挖情況,隨時(shí)調(diào)整開(kāi)挖進(jìn)尺,采取必要措施,保證了隧道的安全、優(yōu)質(zhì)貫通。

研究目的:鐵路隧洞施工中,由于地質(zhì)情況不明,經(jīng)常出現(xiàn)塌方、涌水、冒頂?shù)鹊刭|(zhì)災(zāi)害,十分需要開(kāi)展地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法研究。tsp203系統(tǒng)作為地質(zhì)預(yù)報(bào)的主要方法,對(duì)其基本原理和工程應(yīng)用進(jìn)行研究十分必要。研究結(jié)論:建議當(dāng)前隧道超前預(yù)報(bào)工作中應(yīng)以tsp203超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)為主,配合其它物探方法以及地質(zhì)詳細(xì)素描、超前水平鉆探等非物探方法進(jìn)行相互補(bǔ)充,相互印證。

依托高速公路中的瑯琊山三車(chē)道大跨徑隧道進(jìn)行實(shí)例分析,通過(guò)對(duì)地質(zhì)預(yù)報(bào)與勘測(cè)階段的地質(zhì)進(jìn)行分析,預(yù)報(bào)出前方地質(zhì)變化情況并與實(shí)際開(kāi)挖圍巖對(duì)照,為業(yè)主及施工單位提供信息化施工,確保隧道施工安全,瑯琊山隧道利用tsp技術(shù)進(jìn)行的地質(zhì)超前預(yù)報(bào),確保了隧道的順利貫通,通過(guò)依托實(shí)際工程驗(yàn)證了tsp技術(shù)預(yù)報(bào)的精度,為今后隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和借鑒作用。

介紹了tsp24系統(tǒng)的應(yīng)用原理及現(xiàn)場(chǎng)的施工布置,并結(jié)合實(shí)例分析,結(jié)果證明tsp24系統(tǒng)可以對(duì)施工隧道圍巖前方的地質(zhì)屬性進(jìn)行比較準(zhǔn)確的探測(cè)和預(yù)報(bào),能確保隧道施工的安全,有效地防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

結(jié)合大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)站隧道施工探測(cè)應(yīng)用實(shí)例，介紹了?tsp?探測(cè)原理、數(shù)據(jù)采集處理及解釋原則，并將預(yù)報(bào)結(jié)果與開(kāi)挖情況對(duì)比分析，驗(yàn)證了該技術(shù)的科學(xué)性和可靠性。tsp?可加強(qiáng)對(duì)掌子面前方圍巖地質(zhì)情況的掌握和監(jiān)控，減少隧道開(kāi)挖過(guò)程中的盲目性，確保隧道施工安全。

為預(yù)防隧道施工過(guò)程中發(fā)生相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害,超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用到隧道的建設(shè)過(guò)程中。以某隧道項(xiàng)目預(yù)測(cè)為例,針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)段復(fù)雜多變的地質(zhì)情況,綜合利用高密度電阻率法、隧道地震預(yù)報(bào)tsp法、trt6000隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)及地質(zhì)雷達(dá)等多種方法進(jìn)行探測(cè),對(duì)預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)論述。最終提出需采用地面與地下結(jié)合、\"長(zhǎng)短結(jié)合\"等優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù),才能為隧道施工方案制定和實(shí)時(shí)的設(shè)計(jì)參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整提供可靠的依據(jù)。

將地質(zhì)雷達(dá)和tsp法結(jié)合起來(lái),可在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中取得較好的效果。以敘大鐵路b標(biāo)段中壩隧道進(jìn)口平導(dǎo)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)為例,介紹了地質(zhì)雷達(dá)和tsp法在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的綜合應(yīng)用。介紹了兩者的基本原理,并對(duì)兩者的數(shù)據(jù)采集、分析、處理及預(yù)測(cè)結(jié)論進(jìn)行了比較。兩種方法的綜合應(yīng)用可以彌補(bǔ)使用一種方法的不足,使得預(yù)測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

以昆明至安寧高速公路碧雞關(guān)隧道為背景。在隧道開(kāi)挖過(guò)程中,對(duì)掌子面前方巖性進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào),能有效防止工程事故、加快施工進(jìn)度及保證工程質(zhì)量。目前常用的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法可歸為破壞法和非破壞法兩類(lèi),其中非破壞法中的tsp(tunnelseismicprediction隧道地震波預(yù)報(bào)),它具有預(yù)報(bào)距離長(zhǎng)、預(yù)報(bào)費(fèi)用低和探測(cè)時(shí)間短等獨(dú)特優(yōu)越性。本文對(duì)tsp技術(shù)原理和數(shù)據(jù)采集、處理系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外隧道工程中的成功應(yīng)用情況作一些探討。

水利水電洞室具有規(guī)模大、尺寸大的特點(diǎn),如果開(kāi)挖隧洞發(fā)育大型不良地質(zhì)（斷層破碎帶、溶腔、突水突泥等）,則更容易引發(fā)大型的安全生產(chǎn)事故,而水電隧洞超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作相對(duì)薄弱,因此開(kāi)展水電洞室超前地質(zhì)工作是一種新的應(yīng)用和研究。首先介紹了tsp技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和基本原理,探討了影響tsp數(shù)據(jù)采集的幾點(diǎn)關(guān)鍵因素;之后,將tsp方法應(yīng)用到烏東德水電站的泄洪洞和導(dǎo)流洞中,獲得了大尺寸工作面水工洞室超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果,并繪制出不良地質(zhì)體3d空間分布成果。該結(jié)果與隨后施工開(kāi)挖揭露出的溶洞以及工作面前方存在的導(dǎo)流洞水體分布基本一致,驗(yàn)證了tsp技術(shù)在水電水利地下工程中應(yīng)用的可行性和有效性,具有一定的應(yīng)用推廣意義。

本文以蘭新第二雙線(xiàn)lxs-3標(biāo)段下沈家隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)為案例,介紹了地質(zhì)雷達(dá)(groundpenetratingradar,簡(jiǎn)稱(chēng)gpr)和tsp法(tunnelseismicprediction)在隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中的綜合應(yīng)用。具體闡述了兩種方法的基本原理和特點(diǎn),數(shù)據(jù)采集、分析處理及探測(cè)結(jié)論與開(kāi)挖后地質(zhì)情況的對(duì)比。這兩種方法在該隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中的綜合應(yīng)用,確保隧道的安全持續(xù)挖進(jìn),也為施工工藝、合理設(shè)計(jì)變更和施工計(jì)劃提供了科學(xué)高效的依據(jù)。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)于鐵路的建設(shè)也提出了新的要求.本文從超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)出發(fā),分析其意義和目前應(yīng)用時(shí)候的問(wèn)題,并列舉了一些目前較為常見(jiàn)的預(yù)報(bào)方法;同時(shí)根據(jù)實(shí)際工程分析超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,旨在為相關(guān)工程人員提供參考意見(jiàn).

準(zhǔn)確地進(jìn)行隧道超前預(yù)報(bào),能有效降低施工風(fēng)險(xiǎn),確保施工安全和進(jìn)度,減少工程事故的發(fā)生。該文闡述了tsp法勘探的基本原理和方法,探討該技術(shù)在隧道超前預(yù)報(bào)中的應(yīng)用效果。

tsp-203是專(zhuān)門(mén)為隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)所設(shè)計(jì),目前廣泛應(yīng)用。介紹了tsp203型超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的組成、性能以及工作原理與野外數(shù)據(jù)采集方法,數(shù)據(jù)處理的步驟等,并結(jié)合工程實(shí)例分析說(shuō)明其應(yīng)用效果。

簡(jiǎn)要介紹了隧道施工中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的重要性,以及地質(zhì)雷達(dá)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基本原理。以某隧道為例,采用多個(gè)天線(xiàn)的地質(zhì)雷達(dá)對(duì)掌子面前方不良地質(zhì)體進(jìn)行探測(cè),預(yù)報(bào)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖驗(yàn)證情況較為吻合,表明通過(guò)采用多個(gè)天線(xiàn)提高了對(duì)掌子面前方不良地質(zhì)體探測(cè)的準(zhǔn)確性。

tsp(tunnelseismicprediction)數(shù)據(jù)采集質(zhì)量是保證超前預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性的前提條件,為此在前人基礎(chǔ)上進(jìn)一步歸納總結(jié)了tsp數(shù)據(jù)采集應(yīng)注意的問(wèn)題,主要分析了炮孔、接收孔以及炮孔-接收孔關(guān)系等對(duì)tsp數(shù)據(jù)采集的影響.tsp對(duì)預(yù)報(bào)不良地質(zhì)體具有良好的效果,本文分別列舉了tsp對(duì)溶洞、松散破碎帶以及軟夾層等成功預(yù)報(bào)案例.通過(guò)對(duì)比tsp解譯結(jié)果與隧道開(kāi)挖實(shí)際地質(zhì)情況發(fā)現(xiàn),相同的巖石特性曲線(xiàn),對(duì)應(yīng)著不同的地質(zhì)情況,有的地質(zhì)情況可能存在重大安全隱患,而通過(guò)對(duì)該類(lèi)曲線(xiàn)的分析總結(jié)為tsp結(jié)果解譯提供參考和經(jīng)驗(yàn)累積,有助于提高解譯準(zhǔn)確性.

tsp（tunnelseismicprediction）數(shù)據(jù)采集質(zhì)量是保證超前預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性的前提條件,為此在前人基礎(chǔ)上進(jìn)一步歸納總結(jié)了tsp數(shù)據(jù)采集應(yīng)注意的問(wèn)題,主要分析了炮孔、接收孔以及炮孔-接收孔關(guān)系等對(duì)tsp數(shù)據(jù)采集的影響.tsp對(duì)預(yù)報(bào)不良地質(zhì)體具有良好的效果,本文分別列舉了tsp對(duì)溶洞、松散破碎帶以及軟夾層等成功預(yù)報(bào)案例.通過(guò)對(duì)比tsp解譯結(jié)果與隧道開(kāi)挖實(shí)際地質(zhì)情況發(fā)現(xiàn),相同的巖石特性曲線(xiàn),對(duì)應(yīng)著不同的地質(zhì)情況,有的地質(zhì)情況可能存在重大安全隱患,而通過(guò)對(duì)該類(lèi)曲線(xiàn)的分析總結(jié)為tsp結(jié)果解譯提供參考和經(jīng)驗(yàn)累積,有助于提高解譯準(zhǔn)確性.