概论岩溶或地质复杂隧道隧洞地质灾害超前预报技术

概略论述了岩溶或者地质复杂隧道隧洞广义的施工地质灾害超前地质预报技术,其中包括TSP探测解译、断层参数预测法预报隧道断层和地面不良地质体投射法等3种长期超前地质预报新技术,包括地质雷达探测解译、掌子面编录预测法、不良地质前兆预测法等3种短期超前地质预报新技术,还包括施工地质灾害监测、判断和警报新技术.     

齐岳山高风险隧道施工技术

研究目的:齐岳山隧道是宜万铁路8座Ⅰ级高风险隧道之一,地质条件复杂,不良地质多,施工风险大.如何有效的防范和规避施工高风险,化解不良地质灾害,保证施工安全和工程质量,是摆在施工者面前的首要课题. 研究结论:高风险隧道施工要准确科学划分地质风险级别,做好超前地质预报、围岩监控量测和防灾报警措施,紧紧围绕易发不良地质灾害风险组织施工,选择有针对性的围岩预加固、开挖、支护、二衬施工方案和技术措施,可以有效地防范和规避施工高风险.     

地震波交错网格高阶差分数值模拟研究

研究目的:地震波数值模拟技术是勘探地球物理学中的重要组成部分,研究通过弹性波一阶速度-应力方程,采用交错网格高阶有限差分法实现了地震波在各向同性介质中的高精度的数值模拟,并采用完全匹配层(PML)吸收边界来消除边界反射,可取得较好的效果。研究结论:通过模型的正演计算和复杂模型的处理结果表明,交错网格高阶有限差分法数值模拟是一种快速有效的地震波数值模拟方法。可用于为地震勘探选择采集参数,优化观测系统提供依据,以提高采集数据的质量,有效地解决铁路勘察过程中的地质问题。     

超前地质预报在棋盘石岩溶隧道中的应用

研究目的:岩溶隧道因其复杂性、多变性和不确定性成为隧道施工中最容易发生突水、突泥等地质灾害的地方.目前难以准确预报出隧道前方不良地质体的具体类型、位置、规模,为了最大程度地减少岩溶隧道施工中造成的工程投入和人员伤亡,迫切需要提高超前地质预报在岩溶隧道预报中的精度.研究结论:应用地质知识分析了棋盘石隧道出水溶洞的特点、力学性质,推测得知左侧壁存在溶洞的位置及规模;应用地质雷达对左侧壁及隧底进行了探测,探测结果显示左侧壁确实存在一个规模较大的溶洞,与地质知识推断结果大致相符,只是位置上有一些偏差,分析了产生偏差的原因;扎实的地质知识和必要的物探设备是做好超前地质预报工作必须具备的两个条件.     

TSP在隧道超前地质灾害预报中像点法数据处理的探讨

TSP超前地质灾害预报在应用像点法进行隧道数据处理时,不良地质的确定会受到解译的效果、影像点平面上的"空洞"及其空间尺寸、软弱带的后边界的确定的影响,并受到TSP系统探测距离和精度的影响.介绍了TSP数据处理时采用的像点法的基本原理,提出了用像点法进行处理时应注意的几个问题.     

煤系地层采空区对隧道施工安全性的影响

以广东梅河高速公路葵岗隧道采空区段为实例,通过有限差分法数值计算,研究了采空区不同大小尺寸和离隧道顶部的不同距离时对隧道施工安全性影响,建立了采空区与隧道安全性之间的关系。研究结果表明:采空区与隧道顶部距离30 m,是考虑采空区对隧道施工安全性影响的临界距离;在采空区和隧道拱部净间距为2.5 m的情况下,采空区小于1.5 m×1.5 m时,采空区对隧道施工安全性影响不大,但当采空区大于2 m×2 m时,采空区对隧道施工安全性影响很大,此时隧道拱部失去稳定;采空区的存在增加了隧道边墙位移增长幅度。     

探地雷达数值模拟及其在隧道检测中的应用

利用时域有限差分(FDTD)方法,对隧道工程检测中常见检测目标进行数值模拟,分析脱空、单层钢筋、双层钢筋等目标体的探地雷达反射信号图像特征,并对隧道检测中的雷达信号图像采用遗传算法进行反演,引入目标相关系数用于反演结果全局寻优,实现对多次反射的压制,降低浅部钢筋反射信号对识别深部目标体的影响。通过对数值模拟结果进行反演,证明该方法理论上的有效性,并结合工程实践中的应用效果,说明该方法的优点与局限性。     

隧道开挖数值模拟的围岩边界取值范围研究

研究目的:隧道数值模拟的应用已相当广泛,在数值建模过程中,如何从实际问题中提取出合理的边界范围,平衡计算精度和占用内存之间关系,选取较佳的结合点,是数值建模中重要的部分。文章结合某隧道的工程实际,从数值模拟分析的角度,分两倍洞跨、三倍洞跨、五倍洞跨和八倍洞跨四种围岩边界范围进行了数值模拟。通过比较其第一主应力、位移和塑性区等结果,提出一般情况下隧道围岩模型的边界范围取值。研究结论:不同边界范围对隧道其周围的应力场和位移场的分布影响不大;一般情况下,取3倍洞距边界范围对隧道进行数值模拟和结构设计,其分析结果和结构设计方案较为安全。     

浅谈隧道施工综合超前地质预报的应用技术

通过隧道超前地质预报,了解隧道所处地质条件,预测不良地质体位置规模,分析可能出现的地质灾害,提出符合实际的地质灾害预防和治理措施。单一的超前地质预报方法难以应对复杂的地质情况,以常规工程地质分析法为基础,长距离宏观指导性预报与中短距离跟踪预报相结合,形成一套综合性的超前地质预报体系,能保证预报准确率,确保隧道工程施工的顺利完成。     

隧道超前预报

隧道超前预报是当前隧道施工中急需解决的重要问题,它可为避免坍方、涌水、涌泥等地质灾害提供预测资料。为此,结合南昆铁路地质复杂、隧道密集、工程艰巨的特点和需要,1990年铁道部科技司批准了采用物探技术的“隧道开挖工作面前方不良地质预报”的科研课题。 经过四年多科研攻关,先后研究开发了“负视速度法”、“极小偏移距高频反射