综合超前地质预报在岩溶隧道中的应用

为了提高岩溶地区隧道的超前地质预报的准确性,有效探测不良地质的位置、性质和规模,通过采用钻孔雷达和高精度孔内成像相结合的方法,以贵广高速铁路胡家寨和油竹山隧道为工程依托,对钻孔地质雷达和高精度孔内成像的基本原理、探测方法、观测系统、数据处理与成果解释进行了深入研究。结果表明:钻孔内雷达可以有效探测掌子面前方的富水构造和不连续体,判断含水、破碎带情况,并且可以减少超前钻孔的数量;高精度孔内成像可以直接观测到钻孔中地质体的各种特征及细微构造,编录地质柱状图。弥补了超前钻孔难以在钻孔取芯困难部位获取地质信息的不足,尤其适用于岩溶地区地质预报。     

超前地质预报在樟林隧道施工中的应用

隧道工程在施工前全面彻底、准确查明隧道围岩和其不良地质现象(断层、破碎带、溶洞、暗河等)所处状态是十分困难的。在隧道工程修建过程中超前地质预报作为隧道工程施工过程中规避施工风险的一项重要保证手段,已被广泛运用。本文结合永宁高速公路樟林隧道工程施工,介绍地震反射波法和超前水平钻孔两种地质超前预报方法应用于不良地质条件下的隧道开挖,取得良好的效果,供同行参考。     

复杂隧道施工的地质技术工作

隧道穿越断层破碎带、岩溶和暗河等不良地质构造,存在突水、突泥等地质自然灾害,施工过程中采用超前地质预报物探技术、监控测试技术、超前水平钻探技术等,查清隧道隐伏的重大地质问题,根据掌握的地质资料,及时改进施工方法,以保证隧道施工安全。     

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。     

岩溶区富水破碎带探地雷达频谱特征研究

受到地质条件、施工条件以及施工控制等因素的影响,隧道在岩溶地区施工建设过程中会存在一定的风险。超前地质预报能够为隧道安全提供重要保证,当前研究成果主要为岩溶区富水破碎带反射波形的定性特征分析,缺乏振幅及频率大小分布的定量性特征研究。基于此,以广西六河高速公路瑶寨隧道为工程依托,基于电磁波传播特性,结合探地雷达探测原理,开展了大量的现场探测。从振幅与频率的最值及振幅一定取值范围的比例特征出发,对实测数据进行了系统的统计分析,直观、详细地描述并定量揭示了岩溶区富水破碎带的探地雷达频谱特征,为探地雷达判读提供了新的参考方法。现场探测数据分析结果表明:雷达反射振幅的最小值和最大值基本在0. 25和0. 96左右波动,振幅最大值逼近于满幅值1. 0,表现出极其显著的强反射;反射频率的最大值不超过110 MHz,最大反射频率平均值为105 MHz;反射振幅的最大值达到0. 8的扫描点比例高达约95%,而其最小值达到0. 4却较难,体现了反射振幅的强烈性。将研究结果应用于实际工程的判读,通过对比验证,判读结论与隧道的实际开挖结果吻合较好,说明研究结果能有效地为雷达判读提供指导,为保证隧道的施工与建设安全提供了重要支撑。     

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。     

TSP-SK地震反射成像系统在隧道工程超前地质预报中的应用

隧道掌子面前方存在大型断层或富水溶洞时,盲目施工易引发涌水、突泥、崩塌等安全事故,利用超前地质预报手段预判不良地质体的空间分布,可很大程度上降低施工风险。介绍一种新型地震反射成像系统TSP-SK,论述了该预报系统的特点、工作方式及数据处理方法,并通过实际隧道工程预报案例验证了TSP-SK的可靠性。结果表明:当炮孔内炸药水封效果较好时,TSP-SK能采集到初至清晰声波干扰小的高信噪比地震反射数据;反Q滤波最大增益与Q值在15~30区间取值时常可获得较好的反射波拾取效果;TSP-SK预报结果与隧道实际开挖结果较吻合,纵波波速偏低的区域预示岩体质量差,横波速度偏低的区域施工出水的可能性较大。     

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。     

基于综合超前地质预报的隧道施工不良地质预警体系研究

隧道施工前方经常遇到岩溶、断层破碎带、富水等不良地质,一旦对这些不良地质重视不够或处治不当,都将给隧道施工带来极大困难,甚至造成人民生命财产的巨大损失。根据预报手段的准确性,把预报分为3类;根据岩溶、断层破碎带及富水地层3种不良地质的规模、大小、特征及其危害程度,将其分为6级。最后,根据不同预报手段的准确性和不良地质的分级,建立基于综合超前地质预报的隧道施工不良地质预警体系,并确立相应的预警距离和处治技术预案。     

隧道超前预报GPR正演模拟与应用研究

穿越长距离、大埋深、地质条件复杂的隧道工程在开挖过程中易发生涌水、突泥和塌方等地质灾害问题，为确保隧道施工安全有序进行，采用一种分辨率高、抗干扰能力强、高效直观的探地雷达GPR及其正演模拟技术对掌子面前方不良地质体进行超前预报。为提高对探地雷达探测不良地质体图像特征的解译，采用时域有限差分法FDTD模拟充水、充泥和充气溶洞模型，充水和充泥的软弱夹层模型，裂隙破碎带及断层模型下的GPR电磁波响应特征，并建立超前地质预报GPR正演模拟特征图库，为实际雷达探测图像解译提供理论基础。以常德市炉慈高速公路维新镇2号隧道和郴州市良回镇花岭公路隧道探测为例，结合后期开挖结果，验证了该技术可准确预测掌子面前方溶洞、富水、软弱夹层发育、裂隙和断层等不良地质体。     

应用地质雷达在海南东线高速公路大茅隧道左洞中的超前地质预报

简要介绍地质雷达探测原理和在大茅隧道中使用的仪器及超前探测预报方法。在施工过程中自始至终应用地质雷达进行超前地质预报。通过探测，首先对隧道掌子面前方数十米内的地质情况作出准确、全面、系统的判断，从而确定不良地质体的空间位置。再综合考虑地质因素、地压因素和主动支护因素，提出措施建议，及时指导施工，使得对隧道前方做到情况明、决心大、方法对。实践证明。地质雷达应用于隧道超前地质预报，解决一些工程地质问题是行之有效的方法。     

隧道施工不良地质探地雷达超前探测全波形反演研究

为了解掌子面前方不良地质体赋存状况,保障工程施工安全,提出基于全波形反演的探地雷达隧道超前探测数据解译方法。首先,考虑隧道典型不良地质类型,建立溶洞、岩体裂隙和岩体破碎带等数值模型,进行正演模拟分析,总结典型不良地质体的地质雷达正演响应特征。其次,基于全波形反演方法对正演模拟数据进行处理,得到最优的相对介电常数分布,分析反演结果,并总结其相较于正演剖面图解译的优势。研究结果表明,全波形反演可以得到探测区域相对介电常数的较准确分布,得到的不良地质体形态与真实情况较为一致,成像效果明显优于原始雷达剖面图,提高了对不良地质体进行判断的直观性和准确性。     

地质雷达在公路隧道中的应用

地质雷达作为公路隧道超前地质预报的手段之一,对预报掌子面前方岩体的微细结构能起到很重要的作用,同时可以作为隧道勘察结果的进一步认识和补充。文章简要介绍了地质雷达工作的电磁波理论基础,并以新扎沟隧道为例,利用SIR—20地质雷达并结合工程地质方法对节理破碎带和地下水成功地作出了预测,这可以减少隧道施工的盲目性,进而有效地防止工程事故,加快工程进度以及保证工程质量。     

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。     

综合超前预报方法在岩溶区隧道不良地质体探测中的应用

岩溶区隧道施工过程中易发生涌水突泥等灾害事故,为保证岩溶区隧道的施工安全,降低施工灾害发生的概率,施工前有必要对隧道进行超前预报。依托湖北省保宜高速公路尚家湾隧道,通过地质分析研究了尚家湾隧道的岩溶发育特征,利用 TSP超前预报系统和地质雷达等物探手段对尚家湾隧道的地质缺陷体进行了探测,并结合短距离钻探进行对比分析,探测结果与现场实际揭露情况基本吻合。综合采用 TSP 超前预报系统和地质雷达可较为精确预报岩溶区隧道的不良地质,其预报手段可供类似工程借鉴。     

TRT法在隧道超前地质预报中的应用

TRT法超前地质预报系统,采用多点激发和多点接收的三维全空间反射层析成像技术,能获得隧道前方三维全息图,能更立体直观地反映前方异常体大小、规模及特性,大大提高小断层、小构造的探测能力。由于是采用的人工震源,还可避免使用炸药带来的安全隐患。介绍TRT法技术原理与工作方法,结合实际隧道地质超前预报实例验证其预报良好效果,并总结TRT技术优缺点。     

地质雷达在西山隧道超前地质预报中的应用

地质雷达作为公路隧道超前地质预报的手段之一,能探测掌子面前方岩体的变化,特别是对于含水区围岩、裂隙破碎带有较高的识别能力。介绍地质雷达基本工作原理和探测方法,并结合美国SIR-3000型地质雷达,说明其西山隧道超前地质预报中的有效应用。     

地质雷达在隧道灰岩地层施工中的应用

隧道施工过程中遇到不良地质段、特别是岩溶地段,若事先没了解掌子面前方地质情况,施工过程中很可能发生塌方、涌水等事故。岩溶经常形成于可溶性灰岩地层,多沿岩层层面或断层破碎带形成溶洞。探地雷达作为一种无损伤检测技术,在隧道超前地质预报中的应用日益成熟,而岩溶洞穴与其周围围岩之间,介电常数、导电率等具有较大差异,因此可用地质雷达探测灰岩地层来动态指导隧道施工。     

综合超前地质预报技术在穿河隧道中的应用

穿河隧道由于其特殊性,在施工中极易受到不良地质现象的影响,因此,施工前进行超前地质预报是十分必要的。通过对武广客运专线浏阳河隧道超前地质预报技术的研究,介绍综合超前地质预报技术在该隧道中的应用,重点分析TSP法与红外探水的应用效果,旨在依据实践总结两种方法的优点和缺点,并提出解决方案,使综合超前地质预报技术能更好地发挥作用。     

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。