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。     

瞬变电磁法隧道超前地质预报物理模拟

文章根据物理模拟相似性准则设计模型试验,采用水槽、盐水、塑料槽、铜板和铁块分别模拟围岩全空间、均匀介质、隧道空间、异常体和金属干扰体,重点研究隧道空间、金属干扰体及异常体自身对瞬变电磁法隧道超前地质预报结果的影响规律。试验结果表明:隧道空间只会对二次电磁响应值大小产生微弱影响,对二次电磁响应的衰减速度几乎无影响;金属干扰体的存在会严重影响探测结果,导致感应电动势增大,造成存在低阻异常体的假象;在对不同位置异常体的物理模拟试验中,感应电动势大小随着异常体与探测线圈距离的増加而呈指数衰减的规律。试验结果验证了瞬变电磁法用于隧道超前地质预报的可行性,为改进资料解释方法、提高探测精度提供了重要依据。     

车载瞬变电磁探测近距离含水异常体的仪器选择和线圈布置北大核心CSCD

高速铁路运营隧道中与地下水有关的病害占比越来越高,亟需快速而精准的病害检测技术。利用车载瞬变电磁法检测运营隧道衬砌背后5~10 m内的含水异常体是一项全新的技术实践。鉴于隧道中含水异常体的特殊性,文章首先采用数值模拟方法对不同类型的含水异常体进行电磁特征研究,其次针对含水异常体的分布问题开展了数值模拟,最后针对数值模拟缺失的线圈电磁响应进行了物理模型试验。在试验中,通过对比不同的瞬变电磁仪器,验证了现有仪器对近距离含水异常体探测的可行性;并验证了异常位置变化时,近距离车载瞬变电磁探测系统的有效性。     

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。     

聚焦电流法隧道超前探测有限元模拟分析

文章结合聚焦电流法隧道超前探测原理,采用有限单元异常电位法对聚焦电流法隧道超前探测的电场分布进行了计算分析,并通过数值模拟,探讨了不同地电条件下聚焦超前探测的异常特征。结果表明,该方法能直观、明显的反映出掌子面前方不良地质体的位置、形态,避免隧道内金属干扰物对探测结果的影响。     

隧道易切削锚杆全断面预加固的三维数值模拟

隧道易切削锚杆全断面预加固工法主要是指应用易切削注浆锚杆对掌子面前方的"待挖核心体"进行预加固,以控制掌子面前方核心岩土体的变形,从而实现隧道全断面安全、顺利掘进的一种隧道工法。本文运用有限元技术,对该法施工的隧道进行三维数值模拟。分析表明,通过易切削锚杆对"待挖核心体"的预加固作用,能明显改善掘进过程中的围岩形变和力学特性。计算所得结果能为类似工程施工提供借鉴。     

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。     

国产KDL-3型防爆地质雷达

文章首先阐述了地质雷达的基本原理及KDL-3型地质雷达的基本组成及其性能特点.在此基础上着重介绍了该仪器在一些隧道中的应用情况,即成渝高速公路中梁山隧道和广渝高速公路华蓥山隧道中探测掌子面前方灰岩地层中的断层、岩溶、裂隙带及其含水性以及煤系地层中的瓦斯富存构造;在海南东线高速公路大茅隧道中探测掌子面前方花岗岩中的强风化带、闪长玢岩岩脉以及断层、节理组等地质构造;在贵州水柏铁路何家寨隧道煤系地层中探测煤层组的分布;在四川铁山隧道沉降开裂段探测隧道顶底部煤层采空区的充填处理情况等等.该仪器在这些隧道超前预测和病害检测实例中的成功应用,从理论和实际的结合上证明了地质雷达探测技术在隧道工程勘探中的实用性及其广泛的应用开发前景.     

隧道全空间瞬变电磁响应的物理模拟

瞬变电磁法已经在隧道超前探水应用中取得了一些成果,但对隧道全空间瞬变电磁效应机理的研究仍然是一个有待深入研究的领域。为此,应用物理模型试验方法对其开展研究,确定物理相似准则,对模型试验的相似材料进行选择;采用自制实验仪器,研究了盐水电导率和盐水浓度与温度的关系;对发射线圈和接收线圈进行了设计和改造,建立了全空间瞬变电磁模型试验平台;并进行了多组试验,试验结果验证了数值模拟结果的正确性。     

TRT6000超前地质预报系统在新铜锣山隧道中的运用

超前地质预报是保证隧道施工安全的重要手段.南渝高速公路铜锣山隧道穿越煤层米空区、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、涌突水等地质灾害.隧道施工中引进了TRT6000超前地质预报三维空间反射层析成像技术,通过获取掌子面前方较长距离内的围岩及地下水赋存情况信息,为隧道施工安全提供预警,其预报成果对业主确定实施设计变更提供了科学依据.     

岩体温度法隧道施工掌子面前方含水体预报模型试验研究

文章从岩体温度影响因素及岩体温度场出发,详细介绍了室内模型的制作、实验应注意的问题、试验成果及分析计算,初步探讨了岩体温度与隧道施工掌子面前方含水体的关系及隧道施工掌子面前方含水体的预报原理和可行性.     

福建省高速公路隧道超前地质预报工作分析与展望

隧道工程施工过程中,经常遇到大变形、坍塌、突泥、涌水等地质灾害,给施工安全带来重大灾难和无法估量的经济损失。为了确保隧道施工安全,对掌子面前方不良地质体的发育情况进行准确及时预报,是当前隧道建设中亟待研究与解决的关键问题。本文结合福建省高速公路隧道建设情况,首先介绍我省隧道超前地质预报技术的应用特点;然后,重点介绍和分析福建省内隧道超前地质预报工程典型案例,给出技术层面和管理层面存在的主要问题;最后,结合多年的实践,总结隧道不良地质体预报的有效方法和将要开展的研究热点和难点,并对下一步所要开展的工作进行深入探讨,对我国推动隧道超前地质预报技术的创新提供帮助和指导。     

瞬变电磁法超前地质预报在晋城至济源高速公路天井关隧道施工中的应用

要在隧道及地下工程前期勘察阶段准确无误地掌握其工程状态、特征,并防止可能引发的不良地质灾害几乎是不可能的,因此,必须在施工中结合地质超前预报工作对其进行分析。将瞬变电磁仪用于隧道地质超前预报是一种正在发展和探索中的综合技术,本文介绍了瞬变电磁仪在隧道工程中的工作原理和方法,及其在晋城至济源高速公路天井关隧道施工中的应用成果。     

应用HSP法的TBM隧道施工地质预报技术研究

为了减少地质预报工作对施工工序的影响和实现TBM隧道的快捷地质预报,文章结合TBM的施工环境,分析了TBM施工隧道地质预报的重难点,介绍了适用于TBM施工的HSP法原理和探测方案。该HSP法以刀盘滚刀破岩产生的震动信号为震源信号,采取多通道、长时间序列接收,通过相关干涉、聚焦成像等处理技术,获取前方地层特征参数,实现对TBM施工隧道掌子面前方不良地质的探测。通过在某双护盾TBM施工隧道中运用HSP法进行地质预报,预报结论与揭露情况一致性较好。应用结果表明,HSP法是适用于TBM隧道施工地质预报的高效方法之一。     

瞬变电磁法超前地质预报技术在铜锣山隧道中的应用

瞬变电磁超前预报技术目前是国内正在积极探索的一种较为先进的隧道超前预报技术.文章以瞬变电磁法在我国垫邻高速公路铜锣山隧道中的应用为例,介绍了瞬变电磁超前地质预报的方法及原理,并结合开挖实际情况进行对比,初步评价了瞬变电磁法的适用性,并对以后瞬变电磁法技术工作的开展提出了建议.     

隧道掌子面与溶洞安全距离分析

岩溶地区隧道开挖掌子面前方存在的大型溶洞对施工的威胁非常大,如何确定开挖掌子面前方合理的岩盘安全厚度,并及时进行超前支护或对溶洞进行处理,是岩溶隧道施工中必须解决的一个关键技术问题。文章通过数值模拟和理论计算,对隧道掌子面与溶洞安全距离的影响因素进行了分析研究,建立了预测隧道掌子面前方岩盘安全厚度的计算方法(经验类比法、理论计算法、数值分析法)及计算图式,给出了安全距离计算公式并进行了工程实例分析。     

地质雷达在岩溶地区公路隧道超前探测中的研究与应用

在隧道施工中会遇到许多复杂的地质条件,因此需要在隧道开挖前了解掌子面前方围岩的地质状况,以备在开挖过程中做好相应的防范措施。文章介绍了目前公路隧道中常用的超前地质预报方法——地质雷达法(GPR),并采用时域有限差分法对一些常见的地质灾害模型进行数值模拟,从而了解其电磁响应特征,同时结合工程实例,进一步研究地质雷达在工程中的应用效果,为地质雷达在实践中的应用提供参考。     

岩体温度法隧道施工掌子面前方涌水预测预报探讨

文章在简要介绍各种隧道涌水预报方法优缺点和岩体温度法隧道涌水预报研究现状的基础上,分析了岩体温度法隧道施工掌子面前方含水体预测预报中影响岩体温度测试的因素及需要解决的问题,初步探讨了隧道洞内岩体温度变化与隧道施工掌子面前方含水体的关系,提出了应用岩体温度法进行隧道施工掌子面前方含水体预测预报的可能性。     

综合超前地质预报技术在复杂地质隧道的应用分析

针对单一超前预报技术提供的预报信息有限,无法满足隧道复杂地质段超前预报需求的问题,文章以象来路下田隧道为例,采用地质调查法为基础、TSP法为主、地质雷达法为辅、超前地质钻探法为补充手段的综合超前地质预报技术,对隧道开挖掌子面前方的不良地质体进行了准确预报,所采用的综合地质预报技术可供类似工程借鉴。     

隧道玻璃纤维锚杆全断面预加固技术的应用研究

隧道玻璃纤维锚杆全断面预加固技术,以目前欧洲流行的A.DE.CO-RS工法为理论基石。该法认为,掌子面前方的待挖核心体是控制隧道整体稳定性的关键,特别是在破碎、松散的软弱围岩中,运用玻璃纤维锚杆来控制待挖核心体的变形,等效提高了待挖核心体的形变刚度,使得隧道周边的拱效应能自然发挥作用,从而保证隧道能够全断面安全、顺利开挖掘进。文章介绍了玻璃纤维锚杆全断面预加固技术的一些基本概念,并运用有限元软件对该法施工的隧道进行了三维数值模拟,结果显示玻璃纤维锚杆全断面预加固待挖核心体能有效抑制因开挖引起的地层形变,促使拱效应在开挖轮廓周边能自然起作用。同时,文章还介绍了玻璃纤维锚杆全断面预加固的具体工艺操作流程,为该法在我国的应用、推广提供了一定的理论支持。