隧道超前地质预报技术及综合应用

隧道掘进过程中围岩地质条件复杂多变，单一的地质预报方法存在多解性，准确率较低。基于分析不同超前地质预报方法的适用范围，建立地质分析与物探长距离预报和短距离预报相结合的综合预报解译方法，并以某高速公路隧道超前地质预报为例，采用地质分析法、地震波反射法、电磁波反射法、瞬变电磁法进行了综合超前地质预报及工程应用。结果表明：综合超前地质预报能较准确查明掌子面前方不良地质体的分布范围及性质，可有效降低施工风险，为地质灾害处理和围岩设计变更提供依据。     

HSP法在盾构施工隧道超前地质预报中的改进和应用

为解决盾构施工中现场环境导致无法顺利进行超前地质预报的问题,在盾构施工过程中运用HSP(Horizontal sonic/seismic profiling)水平声波/地震波剖面法进行地质超前预报工作,良好地规避传统方法的局限性。将S变换和S变换自适应滤波引入HSP数据处理中,提高该处理系统在复杂施工条件下对有效信号的识别和去噪能力,通过时频图对比分析验证该方法的有效性,获取掌子面前方地层反射特征参数图谱,建立样本数据模型为实际施工测量进行指导。通过HSP在贵阳轨道交通3号线盾构区间应用案例的解析和实际情况的对比分析,表明HSP声波反射法对不良地质结构面的存在具有较好的正相关响应,是适用于盾构施工时地质预报的高效方法之一。     

地质超前预报在葵岗隧道施工中的应用

以地质雷达法及地震反射波法在葵岗隧道超前预报中的成功运用为例,介绍采用地质雷达法及地震波反射法进行隧道地质超前预报的原理、方法。     

TSP203系统在保上隧道超前地质预报中的应用

TSP203系统是以地震波反射法为原理的新型超前地质预报手段,其操作简便、预报准确的特性深受施工单位的喜爱,现已普及到与隧道施工相关的各个行业.文中结合该系统在保上隧道的应用实例,介绍了TSP203系统的基本原理和操作方法,阐述了该系统在超前地质预报中的应用效果,通过对比分析了其在超前地质预报应用中的优越性和准确性.     

浅埋偏压公路隧道综合超前地质预报方法应用研究

隧道施工期间的地质调查和超前地质预报工作对隧道施工起着十分重要的作用;因隧道选址阶段和设计阶段对岩体质量评价和围岩级别划分远不能满足施工要求。采用以地质分析法为基础,以TSP法、地质雷达法和地震波反射映像法三种方法为辅助手段的综合预报方法,对隧道的不良地质进行了预报分析,可准确得到开挖掌子面前方岩性变化和构造分布的详细地质信息。结果表明综合超前地质预报方法是一种有效的预报方法,各种手段相互补充验证,预报结果可以正确指导施工,从而确保隧道的施工安全。     

TST技术在隧道超前地质预报中的应用

地震波反射或散射原理的成像技术是山岭隧道超前地质预报中常用的一种手法。基于Tunnel Seismic Tomography（TST）超前地质预报系统,以厦门北动车所新建刘塘隧道左洞为应用背景,阐述了TST系统的基本原理、数据采集与数据后处理。结合刘塘隧道的区域地质分析,根据地震波偏移图特征和围岩波速分布,准确给出了预报范围内的围岩分级,并预测了掌子面前方的断层位置。     

TSP203在复杂施工环境灰岩隧道超前地质预报中的应用

超前地质预报在隧道施工中能够及时探明掌子面前方围岩地质情况,预警可能发生的地质灾害,指导隧道施工,有着重要的安全意义和经济意义。本文结合TSP203超前地质预报系统在云南省东部地区灰岩隧道中的应用,论证了TSP203在复杂的施工环境下具有较高的超前地质预报准确度,总结了地震波法超前地质预报对于较小含水体和少量基岩裂隙水预报精度的不足,提出了运用"三个以上证据准则"综合解译物探结果提高预报准确度的方法。     

TST超前地质预报技术在贵州岩溶地区的应用

为探索岩溶地区有效的超前预报技术方案,结合岩溶区的地震波场特征,尝试使用基于散射和反射混合模型的TST隧道超前预报技术进行地质超前预报。主要研究成果如下:1)基本查明斗磨隧道进口平导和大独山隧道1#横洞掌子面前方150m预报范围内的地质情况;2)探明隧道掌子面前方岩溶裂隙、溶洞的分布范围、规模以及发育情况;3)预报的结果与实际情况基本一致,为提前采取支护措施提供准确的地质依据。     

新型防爆地震仪在瓦斯隧道超前地质预报中的应用

为提高瓦斯隧道地震波反射法超前地质预报现场作业的安全性及可操作性，介绍一种新型防爆地震仪的主机结构、主板设计、本安电源及远程控制等核心技术，同时介绍检波器气囊耦合技术；最后采用36道防爆地震仪和高精度三分量地震检波器气囊耦合装置，在重庆渝北至四川广安高速公路华蓥山隧道进口右线K24+314掌子面处进行超前探测试验，其采集的地震记录质量高，气囊耦合方式现场操作方便快捷。经过与传统的国外TSP仪器及钢管锚固剂耦合方式对比分析，充分说明采用国内的矿用防爆地震仪及其配套研制的检波器气囊耦合装置完全适用于各类瓦斯隧道地震波反射法超前地质预报工作，且能使地震波反射法实现本质安全。     

地质雷达在勐远3号隧道超前地质预报中的应用

超前地质预报是保证隧道施工安全的重要环节,文中以云南小磨高速公路勐远3号隧道为工程背景,采用RIS-K2型地质雷达进行超前地质预报,阐述了地质雷达的工作原理及使用方法,通过对现场采集的雷达图像进行分析,并用Reflexw软件进行后处理,结合掌子面地质情况,对不同开挖断面进行了分析研究。以斜向节理面及富水带为例,地质预报结果与现场开挖结果较吻合,证实了隧道施工过程中采用地质雷达进行超前地质预报较准确可行。     

大瑞铁路高黎贡山隧道TBM搭载综合超前预报技术实践

为避免或减小TBM隧道在施工过程中遭遇围岩坍塌、突水突泥等地质灾害,基于搭载于TBM的破岩震源和激发极化超前地质预报系统,对TBM环境综合超前地质预报方法进行研究,以实现掌子面前方不良地质定位。在探明不良地质的基础上,提出施工动态管理方法,以实现对不良地质的超前治理,进而有效避免地质灾害的发生。通过工程实践表明:提出的搭载于TBM综合超前预报系统可以有效探明掌子面前方的不良地质,采用的动态施工管理方法可有效对不良地质灾害进行防控,确保TBM安全、高效地施工。     

孙家寨隧道瓦斯地质超前与预报防治措施

采取“以地质法为基础、以HSP声波反射法为主要手段，结合超前钻探和瓦斯浓度监测的综合方法”实施隧道瓦斯地质预报，并根据预报结果提出相应的瓦斯防治措施，为隧道的安全施工提供了可靠的地质依据。     

凉风垭隧道地质超前预报与监控量测综合技术

根据凉风垭隧道施工可能存在的主要工程地质问题，采用“以地质法为基础、以HSP声波反射法为主要手段的综合超前预报技术”实施地质超前预报。所进行的隧道净空收敛、拱顶下沉、锚杆轴力、锚杆抗拔力等监测和试验结果，为隧道的安全施工提供了可靠信息和决策依据。     

米溪梁隧道TSP超前地质预报的运用

通过对米溪梁隧道超前地质预报过程及原理的描述,结合预报围岩情况及实际围岩对比,揭示了TSP法的准确程度.TSP方法属于多波多分量高分辨率地震反射法.地震波在设计的震源点用小量炸药激发产生.当地震波遇到岩石波阻抗差异界面,一部分地震信号反射回来,一部分信号透射进入前方介质,反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收,通过处理,了解隧道工作面前方的地质体性质.     

HSP法在引汉济渭TBM隧道地质预报中的应用

为了解决超前地质预报与TBM快速施工之间的干扰,结合TBM的施工特点,分析地质预报的难点,介绍适用于TBM施工的HSP声波反射法原理和探测方案。该方法创造性地利用刀盘剪切岩石产生的振动信号为震源信号,采取阵列式布极,获取前方地层特征参数,来预报TBM施工前方的地质条件,来达到TBM快速施工的目标。通过HSP在陕西省引汉济渭工程TBM施工段应用案例的解析和实际情况的对比分析,表明HSP声波反射法对不良地质结构面的存在具有较好的正相关响应,是适用于TBM施工时地质预报的高效方法之一。     

综合超前地质预报在田坝岭隧道中的应用

研究在超前地质预报过程中,隧道施工中应采取以正洞地质素描为基础,以TSP203+超前地质预报系统为手段,并结合水平超前探孔的隧道综合预报法,才能实现对隧道掌子面前方的地质预报。该法为贵阳-广州铁路控制性工程田坝岭隧道的快速掘进、支护措施的提前准备以及灾害事故的有效预防提供了可靠的地质资料和信息。实践证明,综合超前地质预报,可有效提高预报的准确度。     

机械能无损检测技术在隧道地质超前预报中的应用研究

地震波反射超前预报方法(TSP)是利用人工激发的地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性进行超前地质预报的,因其预报距离长而被广泛应用。但从具体应用效果来看,还存在着应用成本高、洞内操作工序繁锁、激发点炮孔破坏衬砌、使用炸药破坏性强且有安全隐患等问题。为了解决常规TSP技术的不足,提出了将机械能无损探测技术运用到隧道地质超前预报中,利用稳定可控安全的机械能量来激发地震波,消除了由于炸药爆炸激发地震波过程中存在的安全隐患。并研究了激发点和接收点位置合理布置方式,使地震反射波在第一时间到达接收孔,从而减少杂波干扰,提高预报准确性。     

麦积山公路隧道施工灾害的预测技术

隧道施工过程中地质超前预报十分必要,地质超前预报的方法有多种。本文结合常用地质超前预报方法的原理,对地质超前预报方法的适用性进行了系统分析,并结合工程实例,分析了天宝高速公路隧道地质超前预报的内容,并介绍地质雷达与TGP206在隧道工程中的综合应用,实践证明该组合方法在天宝高速隧道地质超前预报中取得了良好效果,达到了施工灾害预测的目的。     

隧道工程建设地质预报及信息化技术的主要进展及发展方向

复杂的不良地质条件是制约隧道安全高效建设的主要因素,要实现隧道工程的安全高效建设,首先要提高地质预测预报技术水平及其信息化程度。1)介绍我国复杂不良地质隧道超前预报的方法进展及其应用,包括突水突泥灾害源超前探测方法与设备、断层破碎带超前预报、城市地铁溶洞和孤石等探测的进展及应用等;2)介绍我国隧道岩爆监测预警方法及其应用,预报清楚之后就要加强安全风险过程监控;3)介绍基于BIM技术的建筑物(隧道工程)安全风险监控最新进展,包括安全风险实时感知系统和实时预警系统;4)指出隧道工程建设信息化技术的发展方向,包括开展基于大数据技术的TBM/盾构施工的分析与控制研究以及数字隧道向智慧隧道(建设和运营维护)的发展。     

公路隧道施工超前地质预报研究

公路隧道施工超前地质预报是一项复杂的系统性工作。超前地质预报主要指地质分析法、地球物理法、钻探法（或超前导坑）及诸多方法的综合使用,预报内容包括不良地质和围岩级别。通常,隧道施工超前地质预报主要采用3部曲预报方法,即将物探手段与地质分析相结合进行预报,将钻探作为验证或控制风险的重要手段。在预报过程中,地质分析是基础。