岩溶隧道超前地质预报几种主要物探方法的选择与实践

超前地质预报的物探方法有多种,由于岩溶发育空间分布的复杂性和岩溶含水介质充填物的多样性,单一的超前地质预报方法都具有局限性,如何针对岩溶的地球物理特征,选择适用的地质预报物探方法,以提高预报成果的准确度非常必要。通过对TSP法、地质雷达法、瞬变电磁法等超前地质预报主要物探方法工作原理、有效探测距离和地球物理特征等进行分析,论述岩溶隧道超前地质预报方法的理论依据和方法选择。以九景衢铁路何家隧道为例,详细论述施工过程中采用的几种主要超前地质预报方法以及组合方法,通过对比分析,验证和总结几种主要物探方法预报成果的适用性和准确度。实践成果表明： 1）单一的超前地质预报方法都具有局限性,难以应对岩溶隧道的复杂地质条件和施工高风险,需采取“三结合”措施,选取不同的超前预报方法作为组合方法,相互验证。2）TSP法未能对是岩溶还是断层破碎带进行区分,必须结合其他方法,进行对比验证才能区分; TSP法+地质雷达法长短结合探测方法,是一般简单岩溶隧道通用的组合。3）瞬变电磁法在岩溶隧道探测中效果明显,判译解释准确度高,适合大型岩溶强发育地段; 超前水平钻+瞬变电磁法+地质雷达法+水文监测地质预报组合,是复杂岩溶隧道超前地质预报可采用的有效组合。叠加超前水平钻与瞬变电磁剖面图进行分析,能详细分析出岩溶的空间分布和形态特征。     

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。     

瞬变电磁法在公路隧道地下水预报中的应用

针对某高速公路隧道掌子面临近富水断层F4-3的地质背景，为探明掌子面前方地下水发育情况，利用瞬变电磁法开展超前地质预报工作。通过多测线、多方位的探测方式，综合分析各方位测线的探测结果，预报掌子面前方地下水的发育段落及空间分布情况。预报结果表明： 1）YK90+755~ +811段地下水发育； 2）YK90+755~+811段富水部位主要位于开挖方向的左右两侧。最后通过超前钻孔验证，瞬变电磁探测富水区域和超前水平钻孔探测出水位置基本一致，较准确地预测了地下水的发育段落。实际开挖后富水情况与瞬变电磁预报富水段落及地下水空间分布基本吻合，取得了较好的预报效果。     

三维转角瞬变电磁超前地质预报探测技术在隧道中的应用

介绍了三维瞬变电磁预报探测技术的工作原理、转角探测方式及三维探测的反演计算,并将该方法用于某铁路杨柳隧道富水段的探测。应用结果表明:1)三维瞬变电磁作为一种超前地质预报方法,可解决隧道穿越岩溶、富水构造、断层破碎带等不良地质体的施工围岩预报难题; 2)三维转转角探测对隧道开挖轮廓线以外的异常体能有效探测,减少了平移探测隧道支护钢架背景场干扰,提高了探测的安全性; 3)提供三维异常体的“定量”空间展示成果和为隧道安全施工提供数据支撑; 4)该方法适用于富水隧道的地下水“定量”超前地质预报探测。     

基于瞬变电磁仪的公路隧道施工超前地质预报

本文应用瞬变电磁仪对贵州省水盘高速大营脚隧道进行超前地质探测,准确预报其岩溶、富水地质段,并结合隧道内掌子面地质观察,对隧道初期支护参数提出修正建议,确保了隧道的安全施工。     

瞬变电磁法在隧道超前探测中台车干扰校正技术研究

利用瞬变电磁法隧道超前探测掌子面前方水害时,为消除施工台车的影响,研究台车与线框不同位置的瞬变电磁响应曲线特征及规律,获取了干扰校正系数及拟合曲线,结果表明,随着台车与线框间距的不断增大,台车的干扰逐渐变小,当二者间距大于30 m时,响应曲线特征趋于一致,这一结论解决了隧道中采用瞬变电磁探测水害时,施工台车信号无法去除的难题,提高了隧道瞬变电磁超前水害探测数据的可靠性。现场试验表明,通过干扰校正后的瞬变电磁成果,对水害的判读更准确,获取的水害地层信息更真实。     

断层破碎带隧道地质综合超前预报应用实践

依托工程以地质法为基础,采用"物探先行、钻探结合"的方法,充分利用超高密度电阻法、陆地声纳法、瞬变电磁仪法、钻探法各自的特点,多方法地质综合超前预报,根据所得数据,综合分析、筛选、判断掌子面前方地质情况,并据此制定处治方案。经开挖验证,隧道注浆浆脉的分布与多寡程度基本反映出综合超前预报判断的地层破碎及含水情况,取得了较好的处治效果,弥补了勘察设计阶段地质勘察的不足及单一方法预报的漏判错判现象,为隧道施工决策提供了有效的依据,一定程度上避免了隧道较大型突泥涌水等地质灾害的发生,降低了施工风险,效果良好。     

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。     

CFC复频电导法与TEM瞬变电磁法在某隧道中的应用对比

CFC复频电导法与TEM瞬变电磁法是我国目前较为先进的隧道超前探水技术。以CFC与TEM在我国某铁路隧道中的应用为例,简述CFC与TEM的方法原理,并结合开挖实际情况进行对比。试验对比表明,CFC探水技术抗干扰能力更强,探水预报结果更为准确,特别是在电磁环境复杂的隧道。     

中梁山扩容隧道综合超前地质预报技术应用分析

中梁山扩容隧道穿越岩溶富水地质,工程地质与水文地质极为复杂,超前地质预报的成功与否是保证隧道施工安全的重点,介绍综合超前地质预报技术在中梁山扩容隧道修建过程中的应用,分析了大地电磁(AMT)法和TRT物探法探测出的不良地质区域,对不良地质区域的分析预判,并采用超前水平钻孔验证和钻孔释放高压富水,成功地防止了隧道穿越岩溶富水区发生涌水的安全事故,保证了隧道的施工安全。