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。     

盾构/TBM隧道DOSO系统超前地质预报应用

自1825年世界第1台盾构机诞生以来,盾构/TBM作为一种安全、高效的工程机械装备,提高了隧道建造技术水平,隧道及地下工程建设取得长足发展。盾构/TBM隧道施工中面临复杂地质环境,由于存在的异常地质体极易导致掌子面突水突泥、开挖面失稳,使盾构/TBM发生“栽头”“陷落”。为避免因地表沉降过大或坍塌引发的盾构/TBM隧道施工风险,应采取科学有效的方法对盾构前方进行超前地质预报。在贵阳地铁3号线四方河—皂角井区间盾构/TBM隧道施工中采用双震源重叠地质预报观测系统（DOSO系统）进行超前地质预报,在左、右线共开展9次超前地质预报试验研究,结合盾构/TBM总掘进推力、掘进速度、掘进扭矩,以及渣土采样、开仓检查等手段对预报结果进行验证。验证结果表明,DOSO系统能提高隧道超前地质预报效率与结果的准确性,可为盾构/TBM掘进及类似工程超前地质预报提供参考。     

基于TSP纵波的隧道地质异常体快速识别方法

在隧道超前地质预报中,TSP隧道预报系统广泛应用于探测隧道施工掌子面前方地质异常体,并取得较好的应用效果,其数据处理软件包能较好地完成数据采集、处理及结果评估。但是,TSP系统数据存储未采用SEG统一标准格式,也未公开数据格式,用户针对TSP数据处理开发的软件较少。针对这种情况,提出基于纵波资料的隧洞前方地质异常体的快速识别方法：采用小波变换对纵波信号进行时变高截滤波,消除时变的高频干扰;利用剪切波变换较好的时频聚集性和方向表征性来分离有效波,利用基于多道最大熵魏格纳-威尔分布改进方法获取TSP纵波资料高精度时频谱;对高精度时频谱提取各采样点的振幅对数衰减梯度,实现掌子面前方地质异常体的快速识别。识别方法在岩体较完整的花岗岩段开展预报应用,其结果显示存在频率异常峰值,与隧道开挖揭示花岗岩富水张性节理发育一致,说明识别方法简单有效,值得进一步推广。     

突涌地质隧道TSP法弹性参数判识研究

结合云南4座在建高风险隧道典型突涌实例,对不同不良地质发生突涌的地质情况及突涌段落地震波反射法(TSP)的预报成果进行总结,分析各类突涌发生的工程地质条件和地震波反射法物理参数,归纳隧道突涌地质特征,得出大规模突涌时地震波反射法物理参数中纵波速度V_p、横波波速V_s、纵横波速比V_p/V_s和泊松比σ四项参数的判断标准:(1)富水时,V_p/V_s与σ都呈增长趋势,V_p/V_s变化率增长约5%以上,σ变化率增长约10%以上;(2)富水时,V_p/V_s由1.7→2.0变化,σ由0.25→0.3变化;(3)层状裂隙或构造破碎时,V_p均呈下降趋势;(4)存在裂隙及富水通道时,V_s均呈下降趋势;(5)V_p和V_s同时下降时,围岩破碎及地下水发育程度同步上升;(6)V_p上升、V_s下降时,围岩完整程度变化不大,地下水或裂隙发育程度上升。     

TSP 203在隧道施工中的应用

研究目的:太行山隧道地形地质条件极为复杂,工期紧。为确保工期,加快施工速度,本文通过对隧道超前预测预报技术TSP 203的使用方法、工作内容、工作程序和数据分析方法的研究,以达到TSP 203能够迅速、准确地探明隧道前方的工程地质和水文地质情况的目的。研究结论:TSP 203能够准确地预测隧道前方100～150 m处围岩地质体的性质、位置和规模,特别是溶洞、断层和破碎带等不良地质。隧道施工通过TSP 203超前地质超前预测预报系统提前预知隧道前方围岩情况,可减少隧道施工的盲目性,避免隧道施工过程中可能的重大不良地质或灾害地质发生,进而有效地防止工程事故,加快施工进度。     

十大关键词论宜万铁路建设

宜万铁路全长377 km,自1903年清王朝拟定修建川汉铁路以来,历经百年,伴随宜万铁路最后一座隧道——齐岳山隧道的贯通,百年梦想正逐步变成现实。宜万铁路全线共设计隧道159座,其中70%通过岩溶地段,突水突泥灾害是制约宜万铁路安全建设的关键难题。针对高风险岩溶隧道,从识别评估、决策管理、技术应对和安全措施4个体系入手,建立了风险管理体系。在高风险隧道施工过程中,首次将施工地质超前预测预报纳入施工工序管理,明确了有疑必探、不探不挖的理念,为保证现场进洞施工人员的生命安全,制定了不超前预报,工人有权拒绝进洞的制度。针对施工中遭遇的高压富水充填溶腔,发明了释能降压技术。针对齐岳山隧道F11断层,发明了信息化注浆技术。为确保工程施工安全,对Ⅰ级风险隧道进行水文监测,建立防灾预警系统,并根据水文监测数据信息分析,制定安全进洞条件。     

隧道超前地质预报中人工地震反射法的应用

介绍了TSP203系统的基本工作原理,并通过该系统在新且午瓦斯隧道的应用实例,说明其在复杂地质条件下的具体应用情况。结合多年现场实际施工经验,着重分析了预报误差产生的主要原因:客观上由于岩性和构造面本身的复杂性及TSP203系统的局限性,该系统探测与隧道轴向大角度相交的近平面状的结构面较适合,小角度或者平行结构面则不适合,探测溶洞和地下水有一定难度;主观上与操作人员的运用水平密切相关。提出了提高数据采集精度以及结合实际地质情况和其他物探方法,提高对反射体解释能力的建议。     

豪华邮轮服务处所噪声测量与降噪方案研究

豪华邮轮服务处所的设备在运行时会产生噪声,给船员身心健康带来不利影响,并降低游客的舒适性。通过声强法对典型服务处所的噪声源开展测量,将其声功率作为舱室噪声预报的输入功率,通过建立舱室的统计能量分析模型,预报服务处所及其邻近舱室的噪声水平。通过改变内装材料的种类和敷设厚度,研究不同内装方案的降噪效果,确定最佳内装方案。研究成果可为豪华邮轮的低噪声设计提供支撑。     

基于设计波法的半潜式生活平台主船体强度分析

针对某半潜式生活平台,计算其主体结构强度并校核其是否符合规范要求。首先采用SESAM软件的Genie模块对半潜生活平台进行结构有限元、湿表面和水动力模型的建模,运用HydroD水动力模块计算了结构在不同周期和不同浪向下的幅值响应系数(RAO),通过RAO极值来确定设计波法中波浪的参数,将确定的设计波通过RAO极值来确定设计波法中波浪的参数,将确定的设计波通过载荷传递施加到模型上,采用Sestra求解器模块进行求解。最后采用Xtract模块进行应力结果后处理,计算结构的强度并校核其是否符合规范要求。结果表明,本文设计的半潜生活平台结构强度满足规范要求。本文研究方法和研究结论可为半潜式平台的强度计算提供有效参考且具有实际意义。     

上寨隧道出口段监测及地质预报综合技术探讨

采用“以地质法为基础、以HSP声波反射法为主要手段、配合地质雷达”的综合物探技术,实施上寨隧道出口段施工地质超前预报,并通过隧道围岩变形监控量测,为安全施工提供了技术保障。