文档介绍：隧道地质超前预报技术

刘云祯北京市水电物探研究所

一、隧道工程与施工方法
二、隧道地质与超前预报
三、TSP技术与TGP 仪器系统
四、TGP 仪器系统的技术优势
五、应用工程实例
六、地质超前预报技术讨论
七、结论

1、隧道工程
隧道穿越海峡、江河、山岭重丘,在交通工程与水
利水电工程发挥重要作用。
水域全自动大能量连续冲击震源在厦门进行海上物探国家重点工程:京沪高速铁路南京长江越江工程

TBM 施工法

钻爆施工法
二、隧道地质与超前预报
勘察成果是隧道设计的基础
隧道地质:
浅埋隧道
物探勘察
(面波)
深埋隧道
物探勘察
(CSMA)
地质预报是隧道安全施工的手段和重要施工工序
国内外教训!

突发事故威胁隧道安全施工。我国成昆线、
大秦线、衡广复线,因地质问题造成的停工占施
工总工期的1/4~1/3。
隧道地质病害:
1,工程地质问题:产生塌方,冒顶、测移等;
2,水文地质病害:产生涌水、突泥等;
3,环境地质问题:产生岩爆、溢出毒害气体,
瓦斯爆炸等;
结论:
以上问题会造成重大或恶性事故,影响施工进
度和造成重大不良影响。

隧道地质预报方法:
1,地质分析方法与超前水平导洞;
2,超前水平钻探,以200米计算,大约需要200
小时以上;
3,物探检测方法,一般进行一次预报需要1小
时左右;
4,物探检测方法配合施工地质,必要时采取
超前水平钻探;
结论:
前两项不仅占用隧道的施工时间长,而且
费用昂贵;后两项事半功倍。
由铁道部工程设计鉴定中心编著,中国铁道出版社新出版
的《高速铁路隧道》施工地质超前预报技术中,首推国产
TGP 隧道地质超前预报仪器系统
三,TSP 技术与TGP 仪器系统

● TSP技术
TSP是Tunnel Seismic Prediction 的缩写,
指隧道地震波预报技术,不是指仪器名称;

●隧道地震波预报技术:
从应用频率角度划分地震波、声波;

●地震波预报技术布置:
采取沿洞壁炮检互换方式;
采取在掌子面或与隧道垂直的断面布置;

● TGP 仪器系统
TGP是Tunnel Geologic Prediction 的缩写,
指隧道地质预报技术;
TGP12、TGP206等是应用TSP技术的仪器;
四. TGP 仪器系统与技术优势

●工作原理

利用地震反射波技术(即TSP)。地震波产生反射现
象犹如光波在镜面会产生反射一样,地震波产生反射的
“镜面”是岩体中的断层构造带、岩体破碎带、岩性接触
带、软弱带、以及空洞、岩溶发育带等。通过检测和分析
上述界面发生的反射、绕射和散射,以及波型变换、衰减、
干涉等现象,达到地质预报的目的。
● TGP仪器系统的技术优势

TGP仪器系统研究过程中,针对的现
状,经过理论研究、模型试验、和大量的工程实践应用考
验,在如下诸方面有明显的提高和创新:
1,仪器主机的抗干扰和稳定性能
2,接收传感器的性能
3,耦合方式
4,触发采集时间的精度
5,隧道干扰波的认识与处理
6,地震反射波极性与衰减参数的综合利用
7,成果的可靠性与原生纪录的质量密切相关
8,构造面的产状定位与权重分析功能
9,多重相关分析与适时监测预报功能系统
1,仪器主机的抗干扰和稳定性能
TGP12型预报仪器主机 TGP206型预报仪器主机

采集与控制的电路安装在防静电、防电磁干扰、防水的
美国进口精密仪器箱体内。具有强抗干扰和适应隧道恶劣环
境的性能,同时保证仪器电路工作的稳定性。
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国外安伯格 TSP203 15年前我所开发过程中的样
机:计算机与采集电路拼装:
机电干扰大、信噪比低,环
境适应能力差;制作简单成
本低。