高黎贡山隧道TBM超前地质预报系统设计及应用

针对大埋深、复杂地质的高黎贡山隧道,为准确掌握TBM施工过程中掌子面前方的地质条件,文章结合TBM设备特性,设计了一套可搭载于TBM设备上的超前地质预报系统。该系统由三维激发极化仪和三维地震仪组成,通过在刀盘和护盾上内置伸缩电极,采用集成电刷的回转接头传输刀盘电极信号及旋转式激震锤等创新设计,解决了传统应用于钻爆法施工的地质预报系统在TBM工法中适应性差、预报周期长、影响施工效率及搭载困难的难题。应用效果表明,整套系统操作方便,信号采集快速、精确,预报结果准确可靠,达到了预期的设计目标。     

阵列式HSP隧道地质预报技术及其应用

阵列式水平声波剖面法(HSP)隧道地质预报技术,是一种在隧道施工中采用锤击、电火花等为激发震源探测隧道施工掌子面前方不良地质体(带)的新型超前地质预报方法。文章在介绍阵列式水平声波剖面法隧道地质预报技术基本原理、数据处理软件、仪器及测试布置的基础上,通过阵列式水平声波剖面法在溶洞、破碎带和断层探测预报中的实际应用,总结了阵列式水平声波剖面法的技术优势。     

超前地质预报在TBM施工中的应用

TBM隧洞施工法与常规钻爆开挖方法相比具有高效、优质、安全、经济、环保和低劳动强度等优点。TBM施工对地质状况非常敏感,在深埋长大隧洞TBM施工中,经常遇到不良地质体,如大规模塌方、涌水,岩爆等,都会严重影响TBM正常的掘进施工。为保证TBM施工安全,需要实时对不良地质体进行超前地质探测和超前地质预报,判断可能发生施工地质灾害的相对位置、规模和严重程度等,以便提前做好技术准备,指导TBM施工。文章介绍了超前地质预报在东北某工程TBM施工中的应用技术。     

隧道超前地质预报多源地震干涉法成像结果影响因素研究

多源地震干涉技术是近年来在地球物理领域新发展的一种探测方法。在隧道超前地质预报中,由于该方法能够直接利用爆破开挖或TBM滚刀破岩所产生的地震波对前方地质情况进行预测,既不影响隧道施工,又降低预报成本,因此具有广泛的应用前景。但由于实际震源的复杂性以及隧道施工环境对数据采集质量的影响,增加了地质预报成像的难度。文章基于数值模拟手段,对该方法在TBM施工及钻爆法施工环境下的理论效果进行了模拟,在此基础上主要对采集时长、震源激发延迟时间、震源点及接收点的位置分布等因素对成像结果的影响进行了研究。模拟分析结果能够为该方法的实际应用起到指导作用。     

综合超前地质预报在圆梁山隧道中的应用

圆梁山隧道通过地段岩溶发育、水流量大、水压高,断层破碎带多且含有煤层、瓦斯、石油天燃气,地质条件非常复杂.施工过程中采用了包括TSP202、红外探测、地质雷达、HSP、常规地质分析和超前水平钻孔多种方法相互印证和补充的综合地质预报.文章介绍了在圆梁山地质预报中的做法.     

基于多源地震干涉法的隧道超前地质预报技术数值模拟研究

目前的隧道超前地质预报方法预报距离短、测试频率大,增加了测试风险和施工风险;同时,由于各种方法对测试环境要求的差异,造成准备工作繁琐,占用了较长的施工时间,影响了正常施工。文章将地震干涉技术应用到隧道超前地质预报中,提出了基于多源地震干涉法的隧道超前地质预报新技术,该技术以隧道一端开挖爆破作为震源,在隧道另一端接收信号,通过相关处理成像,实现对隧道未开挖部分的一次性预报。文章采用有限差分法实现了该预报方法的数值模拟,模拟了岩溶、断层两种不良地质体模型,准确预报出了溶洞、断层,验证了该预报方法的有效性和准确性。     

典型不良地质体地质雷达探测正演试验研究

地质雷达(GPR)作为一种常规探测方法已经被广泛应用在隧道超前地质预报中。由于隧道空间狭小,受洞内施工器具及探测结果多解性的影响,准确预报隧道不良地质体具有的一定的复杂性和难度。基于此,文章利用二维时域有限差分法正演模拟隧道典型不良地质体地质雷达剖面记录,分析了隧道空间不良地质体雷达剖面特征,获取了实测雷达资料解译的理论依据。通过在安江高速公路3座岩溶隧道施工中进行大量地质雷达探测现场试验,并结合施工现场掌子面地质素描资料,成功预报了含水溶洞、空腔溶洞、溶蚀破碎带等不良地质体。该研究提高了地质雷达法在隧道空间内探测不良地质体的精度,为隧道工程施工提供了安全保证。     

牛岭界隧道施工综合地质预报技术

文章在分析了牛岭界隧道主要地质特征和综合分析国内外隧道施工期地质超前预报的主要方法基础上,选择以地质法为基础、以HSP声波反射法为主要手段、并配合采用TSP-203系统的综合超前地质预报技术.实践证明,采用该综合技术是合适的,预报结果基本正确,为隧道动态设计施工提供了较为科学的依据.     

HSP超前地质预报技术在隧道工程中的应用

近年来,隧道超前地质预报得到了快速发展,并在隧道施工中发挥了重要作用.目前隧道超前地质预报方法种类很多,但普遍存在预报距离和准确率不能兼顾的问题,并且现场测试较为复杂.针对上述方面的问题,水平声波剖面法(HSP)可通过其测试布置方法和数据处理技术较好的解决.文章简述了HSP原理、测试针对方法及关键技术,并在典型工程应用实例的基础上,总结分析了HSP应用效果和技术特性.     

综合地质预报技术在坛厂隧道施工中的应用

文章介绍了坛厂隧道施工中存在的主要工程地质问题(浅埋破碎、煤层瓦斯、断层破碎带、岩溶及涌水突泥等),以及地质超前预报的重点和难点;针对施工中采用的“以地质法为基础、以HSP声波反射法为主要手段、结合电磁波反射法的综合预报技术”,并结合隧道进口浅埋段和中部岩溶涌水突泥段的预报情况进行了研究分析.隧道施工开挖揭露的情况表明,预报结果与实际开挖揭示吻合率较好,对本隧道工程施工起到了积极的指导作用,为隧道安全施工提供了技术保障.     

基于HSP声波反射法的隧道超前地质预报

文章在对HSP声波反射法的工作原理、仪器设备及测试分析软件介绍的基础上,结合SZ隧道出口段掌子面的实际地质条件,对其出口左右线掌子面进行测试分析,并得到施工开挖验证。应用HSP声波反射法对隧道掌子面前方地质条件进行及时准确的预测,提前采取预防措施,避免灾害的发生,或在—定程度上减少因灾害造成的损失,减少施工过程的干扰,对隧道的安全施工具有积极的指导作用,值得在同类隧道施工地质预报中推广应用。     

地质雷达与TRT法在隧道涌水预报中的应用

富水岩溶地区隧道施工过程中,极易发生突水、突泥工程地质灾害,极大地危害了施工安全。因此,采用超前地质预报探测隧道掌子面前方围岩工程地质及水文地质情况显得尤为必要。文章以南充-大竹-梁平(川渝界)高速公路铜锣山隧道工程超前地质预报为例,提出综合利用地质雷达法与TRT法对隧道掌子面前方涌水情况进行预报,经实践验证该组合预报技术能为隧道施工提供有效的参考依据,一定程度上减小突水、突泥地质灾害的发生几率。     

高压、富水岩溶隧道施工地质预报探讨

在新大瑶山隧道工程中,建立了隧道施工地质预报机构和地质信息系统,采用了宏观控制预报、准确预报、验证预报三级预报方法.由于利用了以野外地质调绘、洞内CCD地质编录、超前水平钻探、TSP203及直流电法为主要探测手段的综合预报技术,提高了预报的科学性、准确性,降低了预报成本.     

岩溶隧道施工过程中大型溶洞的综合预报及治理方案研究

根据尚家湾隧道隧址区地表水文点观察情况,并结合地形地貌特征、岩性和构造条件,判断尚家湾隧道在施工过程中可能揭露大型溶洞,出现突水突泥等工程灾害。文章针对前期隧道施工风险评价结果,采用综合地质预报方法对隧道前方不良地质体进行探测:采用TSP(隧道地震预测)法对ZK67+835处溶洞位置进行了准确预报;采用地质雷达法准确预报了YK67+805处的溶洞;采用超前钻探探明了溶洞在隧道底板下方的具体位置、走向及规模。探测结果表明,左右线隧道溶洞相互连通,为特大下伏无充填型溶洞。针对揭露的溶洞特点,分别采取填堵法和跨越法进行治理。左线在雨季期间无水流通过,采取填堵法;右线采取跨越法,梁板分离,分别承担隧道结构荷载和路面车辆荷载。通过对治理后围岩的变形监测,验证了治理方案的有效性,为后期类似溶洞治理提供了借鉴。     

综合超前地质预报在新铜锣山隧道中的运用

南渝高速公路铜锣山隧道穿越煤层、采空区、巨型断层带,地质条件极为复杂,施工中极易发生煤与瓦斯突出、突涌水等危险。由于常规预报方法技术都有其适用条件和优缺点,任何单一方法均难以对掌子面前方地质情况作出准确判断,因此在铜锣山隧道施工中采用了综合超前地质预报技术,结合真反射层析成像(TRT)、瞬变电磁(TEM)、地质雷达(GPR)等多种方法的探测结果,通过多参数相互映证获取了掌子面前方的围岩及地下水赋存情况。该技术为隧道施工安全提供了及时预警,取得了良好的预报成果,为隧道施工方案制定和设计变更提供了可靠的技术依据。     

综合超前地质预报在长乐山隧道施工中的应用

在岩溶地区修建隧道过程中,经常遇到突水、突泥等地质灾害。为了规避地质灾害的发生、减少其对隧道施工运营造成的损失,通常要投入大量的隧道超前地质预报工作。文章在进行水文、地质、地貌研究的基础上,提出了运用岩溶地质学原理对隧道岩溶发育情况进行定性预测,划分重点预报地段、选择合适的物探方法或物探组合模式、有的放矢地进行综合超前预报的观点;以长乐山隧道为工程背景,采用了岩溶地质定性预测+地震波法探测+地质雷达探测的超前预报模式,取得了良好的效果,验证了综合超前地质预报的有效性、经济性。     

齐岳山隧道施工中物探与钻探的应用比较研究

在岩溶山区隧道工程的施工过程中,地质超前预报是重要的施工工序,以宜万铁路齐岳山隧道为例,研究了基于地震波理论的TSP203探测设备的应用方法和目前在国内外水平钻探领域功能最完善的RPD-150多功能地质钻机的应用方法;分析比较了地球物理探测和地质钻探方法在隧道地质超前预报中的特点,提出了岩溶山区隧道地质超前预报技术方法的应用原则.研究结果表明:TSP203地质预报系统探测、解译距离远,分辨率高,系统智能化程度高,数据记录基本采用自动记录系统,试验过程简单,对施工影响较小,但是整个系统数据记录与分析比较单一、公式化;RPD-150C多功能钻机系统具有探测准确、探测结果受外界影响小等优点,但是数据分析往往不能对有些数据和图形进行量化,只能作出定性的分析.从而得出结论,RPD-150C多功能钻机系统与TSP203地质预报系统有很大的互补性,综合两种手段,可以及时预测预报到大部分地质不良地段,为隧道工程的施工奠定基础.     

基于属性识别理论的隧道施工超前地质预报可靠性分析

超前地质预报技术是探测隧道开挖掌子面前方不良地质、降低施工风险的一项重要技术措施。为确保超前地质预报技术探测的地质信息可靠、准确,文章建立了基于属性识别理论的隧道施工超前地质预报可靠性评价模型,在综合分析预报可靠性影响因素的基础上,从预报方案、预报作业人员、预报设备、预报环境、预报管理5个方面考虑,选取综合预报方法数量、作业人员从事预报工作时间、预报设备维护频率、与预报无关设备及人员数量、预报管理合理性作为评价指标,对各影响因素评价指标进行定性与定量描述,并对其进行等级划分;对于预报可靠性评价模型中各指标权重的确定,采用简单关联函数法来确定各评价指标所占权重;通过现场跟踪调查获取的各评价指标值及构造的属性测度函数计算隧道预报区段的单指标属性测度与综合属性测度,进而应用置信度准则对隧道预报区段的预报可靠性进行评价;最后通过工程实际应用表明属性评价结果与现场实际预报的可靠性情况一致。     

兰州市水源地建设工程输水隧洞TBM1施工段关键技术研究

兰州市水源地建设工程输水隧洞TBM1施工段工程地质条件、工程设计和布置较为复杂,施工中面临连续皮带机出碴、变坡段排水、不良地质段处理、超前地质预报等关键技术问题。通过对上述问题的分析研究,文章提出了针对性的处理措施或方法:重点关注转弯段及上坡段连续皮带机的稳定运行,针对常见故障提出了相应处理方法;设计了TBM支洞下坡段及主洞上坡段掘进的排水系统;TBM掘进过程中采用地质分析、施工地质描述、物探方法相结合的综合超前地质预报方法对掌子面前方的地质条件进行预报,根据预报结果采取针对性的应对措施,避免或减轻地质灾害的发生。TBM1的掘进实践表明,所采取的措施效果良好,保障了TBM1快速、安全施工。     

综合地质预报方法在铜锣山隧道施工涌水预报中的应用

在富水隧道施工过程中,常突发涌水、突泥等工程地质灾害,对施工安全危害极大。工程实践表明,单一的地质超前预报方法造成漏判、误判严重,难以确保隧道施工安全。文章结合铜锣山隧道工程地质条件,提出采用综合地质超前预报技术对铜锣山隧道施工涌水进行地质超前预报,充分发挥TRT法、瞬变电磁法和超前水平钻法技术的各自优势。工程应用效果表明,该种组合的综合地质超前预报技术为该隧道施工决策提供了有效的地质参考依据,在一定程度上避免了隧道涌水、突泥等地质灾害的发生。