TRT技术在高速公路隧道超前地质预报中的应用

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1、2014年第4期西南公路XINANGONGLUTRY技术在高速公路隧道超前地质预报中的应用罗杨陈历新李俊江田岗(1．北京中交工程勘察有限公司北京100088；2．北京交通大学土木建筑工程学院北京100044)【摘要】隧道超前地质预报工作是隧道施工开挖安全的重要环节，可为指导隧道安全施工提供必要的地质依据。在贵瓮高速公路隧道施工中，引进TRT6000技术，利用空间的三维多点激发震源与接收方式，并结合层析扫描成像技术，形成有效、直观的三维立体视图，从而指导隧道的安全施工。【关键词】隧道；超前地质预报；地震波【中图分类号】U452．11【文献标识码】A正常入射到

2、边界的反射系数计算公式如下：O弓I舌R：(1)P2+p1近年来，随着我国高速公路建设不断向西部山区式中：为反射系数，P、p为岩层的密度，延伸，隧道在高速公路线路中所占比例愈来愈大，由此产生的隧道施工问题也愈来愈复杂。目前，在等于地震波在岩层中的传播速度。地震波从一种低隧道开挖进程中，由于前方地质情况不明，隐伏在阻抗物质传播到一个高阻抗物质时，反射系数是正的；反之，反射系数是负的。因此，当地震波从软隧道线路上的不良地质往往会严重影响工程进度。岩传播到硬的围岩时，回波的偏转极性和波源是一以云贵高原为例，隧道内可能存在断层、破碎带、软致的。当岩体内部有破裂带时，

3、回波的极性会反弱夹层、裂隙、溶腔溶洞、地下暗河等地质灾害团。转。反射体的尺寸越大，声学阻抗差别越大，回波所以，在隧道开挖前掌握掌子面前方地质情况，就越明显，越容易探测到。TRT6000采用层析扫描将会给隧道施工安全与进度带来很大帮助。目成像技术，形成立体、直观的三维立体图，立体图前，TRT6000探测技术作为众多隧道超前地质预中的反射边界每一点离散图像是由空间叠加所有地报技术中的一种，正逐步被广大预报工作者所接震波形计算得来(图1、图2)。受，且达到了一定的预测效果。由此我们将TRT6000技术引入到贵瓮高速公路隧道建设中，以期为隧道施工提供必要的地质依据

4、，从而保证隧道建设的顺利进行。1TRT6000工作原理TRT6000地震波超前预报法的原理，即：当地震波遇到声学阻抗差异界面时，一部分信号被反射回来，一部分信号透射进入前方介质，声学阻抗的变化通常发生在地质岩层界面或岩体内不连续界面。图1TRT6000探测原理示意图【收稿日期】2014—09—05【作者简介】罗杨(1989一)，男，满族，河北保定人，大学专科，助理工程师，主要从事隧道超前地质预报方面的工作。138杨，陈历新，李俊汀，田岗：TI技术在高速公路隧道超前地质预报中的应片J3工程实例和平隧道位于瓮安县和平村，里程桩号为ZK73+657～ZK74+6

5、81、K73+630～K74+675，左线长度1024m，有线长度1045m。山顶最高高程约1240．05m，隧道最大埋深约为143．59m，该隧道为双向四车道隧道，进口段顺接瓦平大桥，出口段与路基相连。隧址区在地貌上属于侵蚀中山地貌类图2地震波信号采集图型，地形起伏较大。隧道进口处，地形较陡，坡度2实施方法27。～39。，坡向朝西；出口处为山坡，地形较陡，坡度27。～31。，坡向朝东。地表植被发育，主要为(1)传感器的安装。低矮灌木和乔木。隧道进、出口覆盖层为第四系残F}1于TRT6000系统需要得到的是地质情况的三维坡积(Qd“)粉质黏土，下伏基岩为寒

6、武系娄山关图，需要安装的传感器较多，在不同的部位共安装群(∈ls)白云岩、二叠系梁山组(P，1)页岩、1O个传感器(图3)。在距离最后一个震源点10m处茅口栖霞组(P。)灰岩、二叠系峨眉山组(P：13)开始布置传感器，左右边墙各四个，每隔5m(里程玄武岩及二叠系吴家坪组(P，W)灰岩。隧址区处于方向)布置一个，隧道中心线拱顶处布置2个。区域地质构造影响相对较弱地带，未发现影响场区稳定性的地质构造。隧址区基岩岩性为白云岩、灰岩，粒屑结构，薄一中厚层状构造；页岩泥质结构，层理状构造，节理裂隙较发育，地层结构简单，无A5明显的新构造活动痕迹。为保证施_T．N~w

7、J进行，和平隧道为TRT6000超前地质预报全程覆盖。根据隧道围岩情况，通过仪器自带软件对试验数据进行处理和分析，探测得到本次和平隧道进口隧道横断向图隧道平面【皋l右洞K74+097掌子面前方150m范围内的TI三维视图3震源及传感器的布置示意图(·一传感器；x一震源)图(图4)以及地质体情况。(2)震源布置。在掌子面两侧布置震源，两侧各布置两组，每组沿竖向(高程方向)布置_二个震源点，每个震源点相差大约1m，两组间隔2m(里程方向)。击震草千向K74+097K74+170处揭露溶涧点布置(冈3)在掌子面后的裸露岩体(或已到强图4TRT6000探测结果度的

8、初期支护)上，采用锤击即可。(1)K74+097～K74+132段