超前地质预报TSP法在西成客专福仁山隧道施工中的应用-论文.pdf

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1、第33卷第3期四川水力发电Vo1．33，No．32014年6月SichuanWaterPowerJun．，2014超前地质预报TSP法在西成客专福仁山隧道施工中的应用林亮，段景朝(中国水利水电第五工程有限公司第二分局，四川成都610225)摘要：在西成客专福仁山隧道的旌工中。应用TSP法对隧道进行了超前地质预报，有效地揭示了隧道围岩的不良地质情况，为隧道的安全施工提供了技术保障。关键词：超前地质预报；TSP法；隧道施工；应用中图分类号：[TV221．2】；TV52；TV554；U45文献标识码：B文章编号：1001-2184(2014)03-0021-031

2、概述笔者依托西成客专福仁山隧道1#斜井的施西成客专福仁山隧道全长13101．55m。根工，详细论述了超前地质预报TSP法的工作原据勘察设计文件，该隧道存在断层、涌水、岩爆等理、施作方法、数据分析以及围岩开挖后的情况对一系列不良地质情况，隧道施工存在重大安全隐比，有效地揭示了隧道围岩的不良地质情况，为隧患，属西成客专5标段指定的高风险隧道之一。道的安全施工提供了技术保障。为此，特采用TSP、GPR等一系列超前地质预报方2超前地质预报的项目与流程法对未开挖的围岩进行探测，在充分了解围岩性福仁山隧道1撑斜井超前地质预报的项目与质的基础上，安排合理的施工方法及应对措

3、施。内容见表1。表1福仁山隧道1#斜井超前地质预报的项目与内容表根据超前地质预报各项目的原理及特点，福TSP探测100m仁山1#斜井采用了多种预报方法相结合的形式对隧道围岩进行探测，其工作流程见图1。掌子面地质雷达或红外探水卜—————无异常3超前地质预报TSP的工作原理及特点福仁山隧道1#斜井所采用的探测仪器为瑞士安伯格公司生产的TSP2O3Plus隧道地质超前预报系统，用于预报隧道掌子面前方0—100m范地质雷达重新探测确认卜_—_．{无异常围内的地层状况、软弱层的位置；超前探测断层破碎带的位置、宽度；超前探测岩溶洞穴的位置、大小、充填情况；预报富水带的

4、具体位置等。增加超前钻探TSP探测是根据地震波的反射和绕射原理，地质分析和物探测试相结合人工制造一系列有规则排列的轻微震源。由三分施工处理量地震检波器在计算机的监控下采集这些震源所发出的地震波沿隧道前方及四周区域传播遭遇不正常掘进良地质体(如地层层面、节理面、岩溶面，特别是图1福仁山隧道1#斜井超前地质预报工作流程图收稿日期：2014-05-08SichuanWaterPowerm林亮等：超前地质预报TSP法在西成客专福仁山隧道施工中的应用2014年第3期断层破碎带界面等)而被反射返回的地震波数探测深度成反比，与探测目的物的体积成正比，物据。这些回波信号的传

5、播速度、延迟时间、波形是探将其称之为洞径比，即探测深度与被探测物的与相应的不良地质体的性质和分布状况紧密相关直径之比，一般洞径比大于20时分辨率严重降的，通过分析，可以得到前方地层的地质力学参低。数。4超前地质预报TSP的工作方法TSP203作为一种专门为隧道超前预报设计在实际施工中，超前地质预报TSP的工作流的检测系统而被普遍采用，但在应用中，要充分考程为：钻孑L——装少量炸药——引爆制造地震虑其边界条件，即：被探测物有足以使地震波反射波——接收器采集数据——数据分析处理——得的界面，而且这个界面的法线与隧道轴线的夹角出预报结果。超前地质预报TSP的钻孔分

6、为接越小效果越好；探测岩溶时，岩溶应有一定的延收器孔与爆破孔，爆破孔中装少量炸药并逐孔引伸，形成界面，否则探测效果不好；另外，探测效果爆，所产生的地震波依次返回至接收器(孑L)，其还与溶槽洞穴的发育状态有关；探测的分辨率与钻孔装药等技术参数如表2所示。表2福仁山隧道1撑斜井超前地质预报TSP钻孔装药技术参数表接收器孔、爆破孔与隧道的断面位置关系如接收器孔、爆破孔与隧道的平面位置关系如图2、3所示。图4所示。接收器孔l图2福仁山隧道l蝌井超前地质预报TSP接收器孔2接收器孔布置断面图图4福仁山隧道l槲井超前地质预报TSP布孔平面图5超前地质预报TSP的数据分析

7、对于现场采集的地震波数据，需要运用TSP203Hus配套的计算机软件对这些数据进行分析处理。以福仁山隧道1#斜井里程斜01+35一斜O2+35为例，P波深度偏移剖面及提取的反射层如图5、6所示。图3福仁山隧道l#斜井超前地质预报TSP通过对计算机软件进行分析处理得出以下结爆破孔布置断面图论：冒SichuanWaterPower