文档介绍：公路隧道超前地质预报应用现状与技术分析
公路隧道超前地质预报应用现状与技术分析
【摘要】随着经济的快速发展,公路工程建设的速度也在加快,规模不断扩大。在公路建设过程中,要克服地质条件的不利影响,特别是在山地地区,采取开挖隧道的方式。隧道开挖是一项风险性很大的工程,会受到周围复杂因素的影响,对施工造成一定的危害。本文对公路隧道超前地质预报与探地雷达进行了分析,并结合实例分析了超前预报在公路隧道中的具体应用。
【关键词】隧道;超前地质预报;探地雷达;应用
中图分类号:U45文献标识码: A
一、前言
在公路隧道的施工过程中,由于前方地质的复杂,会出现断层、碎裂而引发塌方、突水等事故,影响到了施工进度。采用超前地质预报系统进行地质的勘测,效果显著。
二、TSP的探测原理
1、TSP超前预报的基本原理
TSP(TunnelSeismicPrediction)法,即隧道前方地震预报或超前地质预报其原理如图1所示。

图1超前地质预报原理
在隧道掌子面的一定区域范围内设置一定数量的激发孔,形成很多的微振源,在通过炸药激发地震波,地震波在隧道围岩中进行传播,以球面波的形式不断运行,遇到介质会使原传播方向改变,可能是被反射回来,也可能是继续前行,这就与介质有关。反射的地震波由高精度的接收器所接收并被转换成电信号加以放大。将产生反射波层状地质模型推导并研究了不同介质反射波时距曲线的特点,并根据以上研究确定了超前探测系统布置的原则和采集参数的设置原则。理论对参数的选取有指导意义,但需要结合实地情况对参数调整才能使得解译结果符合实际。作者根据梅大高速公路隧道的实际地质情况,通过按理论参数进行探测和数据处理解译,并与探测区域开挖揭露情况比对分析,找出其中的偏差,并对数据整体分析,调整了影响数据解译结果的炮孔间距、装药量、初至拾取速度、滤波参数的数据是利用相应软件进行处理,可以获得掌子面前方的P波、SV波、SH波的时间剖面图、深度偏移剖面图、反射界面位置、物理力学参数等信息,进而可对掌子面前方一定长度范围的地质情况进行解译,预报掌子面前方的地质情况。
2、TSP超前预报的工作程序
(1)探测系统的布置
TSP48仪器主要由三分量检波器、数据存储装置及起爆器组成。三分量检波器把接收到地震波信号储存于数据存储装置中,并将信号放大、模数转换和数据记录;起爆器则用于引爆电雷管和炸药,人工激发地震波。一般在隧道边墙位置布置2个地震波信息接收孔,孔径为50mm左右,深度和间距为2m,,°,每个激发空装填的炸药量为50~80g,等仪器连接完毕后,在进行数据采集之前进行查线,检查对应的检波器是否与相应的接收通道连接一致。另外,现场采集过程中实时监测噪音大小,对于有较大施工噪音的风钻、挖掘机等暂停作业,尽量保证在噪音小于65dB情况下采集数据,以提高采集效果。
(2)数据解译
将现场采集的资料传输到计算机,利用软件对其进行处理,在TSP的资料解译中遵循以下准则:
①反射振幅越高,则反射系数和波阻抗的差别越大;反射振幅对应反射系数的大小,正反射振幅表明是刚性岩层;负反射振幅表明是软弱岩层。
②在相同的构造中,若S波反射比