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。     

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。