TSP法在铁路客运专线隧道超前地质预报工作中的应用前景

介绍TSP(隧道前方地震反射)法的原理以及资料采集和资料解释的方法;应用TSP资料对隧道掌子面前方的地层分界面、破碎带、岩溶等进行预报,预报结果得到了后续施工开挖的验证。这些实例说明,从工期、费用和精度等因素综合考虑,在今后铁路客运专线隧道的超前地质预报工作中,TSP法是最具有应用前景的物探方法。     

TSP超前地质预报系统在隧道工程中的应用

在近几年的隧道工程施工实践中,利用TSP超前地质预报系统进行有效地预测预报掌子面前方的地质情况,已经得到我国隧道工程技术人员的广泛的认同.根据TSP的探测原理、最新的技术发展和工程实例的应用情况,总结了TSP在应用过程中应该注意的问题,供设计人员和现场预报人员参考.     

基于TSP的隧道施工风险评估

基于地质资料和工程经验的高速铁路隧道施工风险评估具有较大的主观性影响。为了提高施工风险评估的精确性和可靠性,从而降低较大的主观性影响,以邓家湾高速铁路隧道为依托,采用隧道超前地质预报TSP303地震波法对隧道施工段进行超前探测预报,对TSP系统采集的数据进行整理分析,同时用模糊综合评价理论建立风险因素判断矩阵和确定风险的权重及隶属度,对隧道施工风险进行评估。结果表明:相比于基于地质资料和工程经验的主观评估法进行的隧道施工风险评估,基于TSP的隧道施工风险评估与工程实际更加契合,更能准确反映掌子面前方围岩情况,评估结果可作为评估铁路隧道的有效模型。     

TSP超前预报在隧道工程中的应用研究

研究目的:隧道开挖过程中常遇到岩溶、塌方、涌水等不良地质现象,为确保施工安全,超前地质预报应运而生.其中TSP地质超前预报由于具有适用范围广,预测距离远,精度高,操作简单,成果丰富,对施工干扰小,预报工期短等特点,已成为国内外隧道地质预报的常用方法之一.研究结论:李家营隧道采用TSP技术成功地进行了预报,并验证了预报成果,证明TSP方法能够及时地了解掌子面前方100～ 150 m内的地质情况,并且能够及时提交掌子面前方预报结果,同时TSP预报实施步骤比较简单,可在不影响施工的前提下在隧道中进行作业.为隧道的正常施工和及时地调整支护参数提供依据,能够有效地控制施工安全事故的发生.     

隧道综合地质预报技术

综合物探方法在隧道地质预报中的应用研究和隧道开挖结果表明:长大隧道的物探地质预报工作最好先开展可控源音频大地电磁法勘探查明各种构造、岩溶发育区、油汽囊等的位置、形状、规模和埋深,对地质情况有一个半定量认识,然后在开挖的掌子面附近开展负视速度地震反射波法或TSP法精确预报掌子面前方的不良地质。     

TSP超前预报在新万山寺隧道涌水灾害防治中的应用

TSP(Tunnel Seismic Prediction)超前预报系统是一种在地下工程领域中使用较为广泛的超前预报系统。在详细分析了发生在达成铁路新万山寺隧道施工中的涌水灾害的形成的规模、位置、诱发因素等综合地质条件的基础上,借助TSP地质超前预报系统,对新万山寺隧道发生涌水灾害的掌子面前方的围岩进行了详细的探测,初步查明涌水灾害的成因和主要隐伏控制构造,在验证前期地质推断的同时,提出了"先疏导排水、后注浆封闭"的涌水防治措施。     

综合超前地质预报在涌水隧道中的应用研究

随着我国铁路建设的大发展,长大隧道数量越来越多,在没有探明隧道前方地质情况的条件下开挖极易导致塌陷、突泥、涌水等地质灾害发生,因此隧道超前地质预报越来越多地应用到隧道施工中。和顺铁路天河山隧道全长11 695 m,穿越太行山山脉及河北省邢台国家级地质公园天河山园区,最大埋深615 m,洞身共穿越21条断层破碎带。断层破碎带发育大量裂隙水,开挖过程易引发坍塌、涌水涌泥等问题。根据天河山隧道地质情况,采用地质雷达、弹性波反射法(TSP)和隧道超前孔内电视对天河山隧道进行综合超前地质预报。先使用弹性波反射法推断掌子面前方断层及破碎带位置,再根据地质雷达结果进一步推断前方含水、含泥情况,最后首次将孔内电视应用于隧道超前地质预报进一步验证预报结果,以保证结果准确可靠。     

激发极化法在隧道超前地质预报中的应用

激发极化法是国际上较先进的一种电法物探手段,在隧道超前地质预报领域应用较少.以德国GD公司最新开发的激发极化法测试系统Beam在某隧道中的应用为例,介绍用该方法进行掌子面前方超前地质预报的工作原理和工作过程,并结合实际开挖情况,与地质雷达和TSP的预报结果进行了对比.最后评价了Beam法的适用性,并对今后的工程应用提出了建议.     

华蓥山隧道东口岩溶分析及溶洞处理

研究目的：通过对华蓥山隧道东口岩溶发育地质条件的分析及掘进段1000余m所遇3处溶洞的情况及处理措施，对在岩溶发育地段如何提早预防以减小损失提出建议。 研究方法：针对华蓥山隧道东口的地形地质情况，分析在东口段可能出现岩溶的地层，并结合施工实际中遇到溶洞的处理分析，得出岩溶隧道施工防止灾害性事故发生的处理办法。 研究结论：对岩溶隧道采取的超前地质预报工序为：远距离探测——中距离探测——近距离探测。采用地质雷达或其它物探手段对岩溶发育段落掌子面前方50m范围的岩溶情况进行探测并定位；根据远距离探测的结果对掌子面前方25m范围内的可疑点超前探孔进行精确定位，及早探明掌子面前方岩溶的富水存泥情况；根据炮眼钻孔及掌子面地质素描，判断掌子面前方的岩溶情况；根据超前探明的岩溶情况提前采取排或堵的预防性措施。     

OCTEM和TSP在铁路隧道超前地质预报中的联合应用

查清铁路隧道轴线上的地质构造情况、降低隧道施工过程中地质灾害发生的几率和危害程度，已成为隧道建设的重中之重。首次将等值反磁通瞬变电磁法（OCTEM）和地震波反射法（TSP） 2种物探方法相结合应用于某在建铁路隧道的勘察，通过在隧道掌子面开展TSP法查清构造大致位置，然后运用OCTEM法在地表进一步查明隧道轴线上地质构造的空间分布情况，利用OCTEM法得到的相对电阻率值和TSP法得到的掌子面前方围岩各项岩石力学参数，综合对比分析掌子面前方的地质情况，圈定出断层破碎带的厚度和范围，判定隧道前方洞身的围岩完整性和富水情况。将综合分析结果与掌子面实际开挖情况进行对比，结果表明：在地质构造走向与隧道轴线夹角较小的情况下，2种方法相结合能够准确地查清隧道施工作业前方地质构造的分布情况，更好地解决复杂的地质问题，为优化隧道工程设计及施工方案提供基础资料。     

TSP法超前预报数据分析及探测技术研究

研究目的:由于隧道是地下修建的线状结构物,围岩状况较复杂,再受勘察技术的限制,在设计阶段完全准确地判断前方地质条件很难做到。盲目施工会造成塌方、涌水、涌泥、有害气体等地质灾害或安全事故,因此在施工阶段开展有效的监控量测和超前地质预报工作非常必要,利用观测和超前预报结果及时修正设计和施工方法使之适合实际的围岩状况,确保施工的安全性和经济性。目前隧道施工过程中完善地质工作也是我们迫切要解决的问题之一。本文通过对几条铁路部分隧道超前地质预报数据分析及探测技术进行深入研究。研究结论:(1) TSP法对能给施工带来安全隐患的断层、软弱的含煤地层及采空区、岩溶强烈发育区、含水体、节理裂隙发育区等的预报是比较准确的;(2)目前TSP法还不能对溶洞的形态、含水体的含水量及水压、煤层的瓦斯含量等进行准确判断;(3)在埋设接收器导管时应采用环氧树脂或锚固剂进行耦合,绝不能采用黄油进行耦合,只有这样才能保证P波—纵波、SH波—横波、SV波—横波的正常接收;(4)由于物探方法的多解性及间接性(通过围岩的物性参数来推测围岩的结构)的影响,TSP法只能对掌子面前方的物探异常进行定性和半定量解释,为了使物探地质解译更准确,需要用少量的超前水平钻探(含加深炮眼探测)进行验证或多种物探手段结合建立综合超前地质预报体系;(5)本研究成果可为岩质隧道超前地质预报的精确判译提供参考。     

强富水地层隧道含水构造精细预报技术研究

锦屏水电站引水隧道群施工中面临高压大流量地下水,富水地段占隧道全长约40%,主要采取表面雷达、钻孔雷达及地震波CT 3种方法综合对地下水进行预报,在引入钻孔雷达后,预报隧道掌子面前方含水构造比一般物探方法要准确且直接得多。引水隧洞群工程自开工到全部洞室贯通4 a间,经过多次突涌水的考验,从典型断面突涌水实例可以看出:钻孔雷达与地震CT法相结合能够精细预报地下含水构造和岩溶分布范围,有效探测掌子面前方的不连续体,判断含水、破碎带情况,预报准确性高,效果良好。同时要重视地质分析,结合预报图件、地质资料、水文资料以及掌子面地质描述,开展综合细致的解译工作,才能更好地为地下水导排及安全预警提供设计依据。     

七步法超前地质预报在高铁岩溶隧道中的应用

为了降低岩溶隧道施工风险,基于地质调查法、多种物探法和超前钻探法相结合的综合超前地质预报方法,并在此基础上设计岩溶隧道“七步法”超前地质预报方案,用于探测岩溶隧道的工程、水文地质条件。在张吉怀高铁永顺隧道的实际应用表明,该方法可精准定位掌子面前方不良地质体空间范围与位置,提高预报精准度,降低施工安全风险,同时方便技术人员进行系统自检,查漏补缺。研究结果表明,“七步法”超前地质预报实现了多方法、多属性、多角度、多探测长度的综合预报目标,可较好地解决岩溶超前预报难的问题,为岩溶隧道的安全施工提供技术支持。     

TSP法隧道超前地质预报技术研究与应用

长大隧道无法绕避部分不良地质问题而面临着更为复杂的工程地质和水文地质环境,这对隧道施工过程中的防灾减灾和超前地质预报工作提出了更高要求.采用隧道综合超前地质预报技术,通过二十余条铁路线的上百座高风险隧道(近2000 km)超前地质预报实践,在总结经验教训的基础上,开展了隧道掌子面前方超前地质预报物探成套技术研究.结合大...     

隧道综合超前地质预报技术应用研究

通过分析隧道超前地质预报发展历程和常见隧道超前地质预报方法适用性,提出以地质调查法为基础,与物探法、超前钻探法相结合的隧道综合超前地质预报方法,并建立合理的预报工作流程。将Google Earth软件运用到隧道超前地质预报之中。以大坪山隧道为工程背景,运用综合超前地质预报技术对掌子面前方一定范围内不良地质条件进行预测预报,验证了隧道综合超前地质预报方法在实践中的可行性和准确性,为今后类似隧道超前地质预报提供了一种思路。     

特长隧道地质超前预报方法研究

特长隧道施工中,根据地质复杂程度采用多种方法结合的综合地质超前预报技术,相互配合、补充印证,综合判断掌子面前方地质情况,对指导施工、避免事故损失具有重大意义。介绍地质超前预报的内容、方法和应用原则。     

TSP隧道地质超前探测中反射波主频的探讨

针对隧道施工狭窄的场地条件和施工机械振动干扰的超前探测工作环境,为提高TSP隧道地质超前探测外业采集数据的可靠性,对TSP地质超前探测外业采集的反射波主频与隧道地质超前探测效果进行试验研究。通过宜万铁路复杂岩溶隧道TSP地质超前探测的应用实例数据,得到了隧道TSP地质超前探测反射波正确频谱分析图和干扰较大频谱分析图以及隧道Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ～Ⅴ级围岩级别的TSP地质超前探测反射波主频范围频次图,从外业采集的反射波频谱对TSP隧道地质超前探测外业采集数据质量进行了判别。     

隧道超前地质预报物探方法应用效果分析

在铁路隧道施工中,采用超前地质预报方法对隧道掌子面前方地质情况进行有效的超前地质预报,能够及时准确地指导隧道施工,防止工程事故的发生,保证工程质量与施工安全。本文讨论了目前几种常用的超前地质预报物探方法的特点,分析了各种预报方法的局限性与影响因素,总结了各个超前地质预报方法的适用条件与探测能力,并结合工程实例提出了超前地质预报综合分析的解释方法,提高了隧道超前地质预报判识的有效性与准确性。     

TBM施工隧道超前地质预报方法适宜性研究

研究目的:在TBM施工环境中,准确查明TBM掌子面前方不良地质体,可有效避免卡机、涌水突泥等地质问题。但是,受TBM施工极狭小空间、极复杂电磁干扰等特殊环境限制,传统超前地质预报手段难以有效实施。在大量TBM施工超前地质预报方法调研的基础之上,本文开展TBM施工环境多项预报技术的优缺点、准确率对比试验研究,建立极端复杂地质环境TBM施工综合超前地质预报体系,提出宽大断裂、强富水等复杂地质环境下超前地质预报解决方案。研究结论:(1)TBM施工条件地下水探测试验研究结果显示,激发极化探测方法对地下水体预测较为准确,并对TBM施工适宜性较好,可以有效解决复杂水文地质环境下地下水体探测问题;(2)极复杂地质环境TBM施工弹性波反射法类预报方法适宜性研究结果表明,HSP及三维地震(SAP)在TBM条件下对断层破碎带等不良地质体敏感性较强,且对隧道施工干扰较小,对TBM施工环境适宜性较好;(3)本研究成果可用于指导TBM施工隧道超前地质预报设计及施工,进一步降低施工风险。     

TSP203系统在乌鞘岭特长隧道中的应用

采用TSP203超前地质预报系统可以准确地预报隧道工作面前方150~250 m的围岩情况,为安全快速施工提供依据。总结TSP203系统在乌鞘岭特长隧道超前地质预报工作中的应用情况,指出TSP203超前地质预报应注意的问题。