快速学习超前地质预报和技术交底

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1、超前地质预报1基本定义：超前地质预报或隧道超前地质预报(TunnelGeologicalPrediction/Prospecting)是在隧道开挖时，对掌子面前方的围岩与地层情况做出超前预报2超前地质预报的分类超前地质预报常用的物探方法有很多，分类不尽相同。根据《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214-2005），将几种物探方法及其适用范围介绍如下：其中地震波法超前预报是当前应用的主流。机械钻探使用超前地质钻杆在隧道断面的若干个部位进行钻探，依据钻杆内岩土结构、构造及水文地质判定前方围岩的性质。一

2、般取隧道断面的三个点，中上部、左侧、右侧，将钻探出的围岩综合对比分析然后按每两米一个断面记录其围岩状况。超前钻杆的长度不等，一般以20米为主流产品。电法直流电法超前探测隧道掌子面和侧帮的含水构造高密度电阻法探测岩溶、洞穴、地质界线电磁法甚低频法①.探测隐伏断层、破碎带；②.探测岩体接触带；③.探测含水构造及地下暗河等地质雷达①.探测隐伏断层、破碎带；②.探测地下岩溶、洞穴；③.探测地层划分地震波法和声波法折射波法①.划分隧道围岩级别；②.测定岩体的纵波值反射波法①.划分地层界线；②.探测隐伏断层、破碎带；

3、③.探测地下洞穴；④.测定含水层分布散射波法①.划分地层界线；②.探测隐伏断层、破碎带；③.探测地下洞穴；④.测定含水层分布；⑤确定围岩速度红外线法红外探水①.探测局部地温异常现象；②.判断地下脉状流、脉状含水带、隐伏含水体等所在的位置3简单介绍地震法超前预报地震法是当前隧道中长期超前预报的主流方法。它包括：HSP、TSP、TGP、TRT、TST、负视速度等各种方法。TSP隧道地质超前预报：其工作原理是利用在隧道围岩以排列方式激发弹性波，弹性波在向三维空间传播的过程中，遇到声阻抗界面，即地质岩性变化的界面

4、、构造破碎带、岩溶和岩溶发育带等，会产生弹性波的反射现象，这种反射波被布置在隧道围岩内的检波装置接收下来，输入到仪器中进行信号的放大、数字采集和处理，实现拾取掌子面前方岩体中的反射波信息，达到预报的目的。其中TSP、TGP、TRT应用的是反射理论，尚需在小孔径偏移成像病态问题方面进行努力。TST隧道地质超前预报：该方法充分认识三维波场的复杂性，能进行方向滤波，仅保留掌子面前方的回波，避免现行超前预报方法中虚报、误报率高的技术缺陷。能准确确定掌子面前方围岩波速分布，为岩体工程类别判定提供依据，同时避免现行方

5、法预报位置不准确的缺陷。HSP隧道地质超前预报：该方法和地震波探测原理基本相同，其原理是建立在弹性波理论的基础上，传播过程遵循惠更斯-菲涅尔原理和费马原理。本方法探测的物理前提是岩体间或不同地质体间明显的声学特性差异。测试时，在隧道施工掌子面或边墙一点发射低频声波信号，在另一点接收反射波信号。采用时域、频域分析探测反射波信号，进一步根据隧道施工掌子面地质调查、地面地质调查及利用一隧道超前施工段地质情况推测另一平行隧道施工掌子面前方地质条件的预报方法，便可了解前方岩体的变化情况，探测掌子面前方可能存在的岩性

6、分界、断层、岩体破碎带、软弱夹层、以及岩溶等不良地质体的规模、性质及延伸情况等。4重点介绍TSP法TSP隧道地震波反射法TSP202（TSP203）超前地质预报系统是专门为隧道与地下工程超前地质预报研制开发的设备，它为方便快捷地预报掌子面前方100~350m（围岩完整时可粗略预报掌子面前方500m以上）范围内的地质情况提供了一种强有力的方法和工具。l、预报原理TSP202（TSP203）超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况的。它是在掌子面后

7、方边墙上一定范围内布置一排爆破点．依此进行微弱爆破，产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播，当岩石强度发生变化时，比如有断层或岩层变化，信号的一部分被返回。界面两侧岩石的强度差别越大，反射回来的信号也就越强。返回的信号被经过特殊设计的接收器接收转化成电信号并进行放大。根据信号返同的时间和方向，通过专用数据处理软件处理就可以得到岩体强度变化界面的位置及方位。2、优缺点及适用范围①适用范围广适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况。②预报距离长能预报掌子面前方100～350m范围内的地质状况，围岩越硬越完整预报长度就

8、越大。③对隧道施工干扰小它可在隧道施工间隙进行，即使专门安排此项工作，也不过30分钟左右。④提交资料及时在现场采集数据的第二天即可提交正式成果报告。它设计了一套专用处理软件，将复杂多解的波形分析转换为直观的单一解的波形能量分析图。④将隧道顶部和底部的波形能量分析图分析确定之后，就可得出断层破碎带、软弱夹层或其它不良地质体相对于隧道的空间位置，计算机就会自动绘出弹性波速度有差异的地质界面相对于隧道轴线的地质平面图和纵断面图。⑤预