超前地质特征预报和分析TSP系统对隧道工程的应用

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1、经验交流超前地质特征预报和分析TSP系统对隧道工程的应用Experimentalstudyontspsystemtotherocksconsubstantialcharacteristicsandhydrologicalgeologyoftunnelinthedepthsunderground122冯景伟王宇李炜(1西安科技大学，陕西西安710054；2中国水利水电第三工程局有限公司，陕西西安710016）摘要：隧道施工不同于其它工程，最显著的特点就是对于施工前方地质情况不能很好的预知，在没有充分了解掘进前方的地质情况

2、下，无法优化开挖方案、支护手段，造成隧道塌方经常发生。在隧道开挖过程中，对掌子面前方岩性进行比较准确的预报，可有效的防止地质原因引起的事故，加快施工进度及保证施工质量，目前常用的地质预报方法可归为破坏法和非破坏法，各有优缺点，其中非破坏法中的TSP隧道地震波预报技术具有预报距离长，探侧时间短等独特优越性，据此本文针对沪蓉国道夹活岩隧道左线ZK49+375～ZK49+243段运用TSP203系统作长距离宏观控制，进行现场测试分析研究，为提前确定合理的开挖、支护参数提供依据,确保隧道施工安全和质量。关键词：超前地质预报；隧

3、道施工；工程地质；中图分类号：U212.22文献标识码：A文章编号：1003-8965（2009）06-0082-031引言置、产状及其围岩结构的完整性与含水的可能性，为正确选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方隧道工程设计阶段的地质勘测由于其特殊性案提供依据，并为预防隧道涌水、突泥、突气等可能和目前技术局限，在设计勘测阶段往往只能以点代形成的灾害性事故及时提供信息，使工程单位提前线、以线代面，进行代表性区段的地质勘测，只能对做好应对准备，保证施工安全，同时还可节约大量隧道穿越方向，大的地质环境进行分析。这种勘测资金。

4、所以隧洞超前预报对于安全科学施工、提高方法具有一定的不完整性、片面性。往往在施工过施工效率、缩短施工周期、避免事故损失、节约投资程中，遭遇未能提前勘测的特殊地质环境，而引发等具有重大的社会效益和经济效益。工程事故。目前大部分隧道工程所采用的超前预报方法在隧道施工过程中，通过超前地质预报，及时有：超前钻孔、导洞法。是在施工开挖掌子面打水平发现异常情况，预报掌子面前方不良地质体的位（或倾斜）钻孔、水平导洞，查明掌子面前方一定范围的隧道的工程地质、水文地质条件。一般是遇有82经验交流或预测将会有重大地质问题时才采用超前钻孔、

5、导掌子面前方岩性的变化，如:不规则体、不连续面、洞方法，这种方法能取得看得见、摸得着的实物，直断层和破碎带。作为一种预报方法，它不仅可以在观、真实可靠。这种方法存在的问题是：打超前钻以钻爆开挖方式的隧道中使用，也可以使用在以孔、导洞时需要占用施工作业区掌子面，施工要停TBM开挖的隧道中，而且不必接近掌子面。在隧道工等待；超前钻孔、导洞取得的成果虽然直观真实中进行数据采集。可靠，但孔洞的截面积与隧道的截面积相比相差甚与其它反射地震波探测方法一样，TSP203采大，用时较长，费用较高，故不是隧道施工中超前地用了回声测量原理

6、。地震波在指定的震源点（通常质预报的首选方案。布置在隧道的边墙，大约24个炮点布成一条直线）TSP（TunnelSeismicPrediction，隧道地震波用小药量激发产生。地震波在岩石中以球面波形式勘探）设备是由瑞士安伯格开发、生产的，是当前国传播。当地震波遇到岩石物性界面(即波阻抗差异内外最先进的隧道隧洞长期超前地质预报设备，也界面，例如断层、岩石破碎带和岩性变化等)时，一是当前超前地质预报技术中的最重要手段。与其它部分地震信号反射回来，一部分信号折射进入前份超前地质预报的设备相比，最大优点是：预报范围介质反射的

7、地震信号将被高灵敏度的地震检波器大（可有效预报掘进面前方及周围100～150米范接收。反射信号的旅行时间和反射界面的距离成正围内的地层状况）；数据采集耗时少、对施工过程无比，故能提供一种直接的测量。障碍（一切工作都在掌子面后进行，除采集数据时TSP203超前地质预报系统的现场布置及测为降低环境噪声需暂停施工半小时左右外，其他工试过程由一系列炮点、一到两个三维接收传感器作可以和掘进工作同时进行）；处理快捷；可现场评（X、Y、Z方向）、接收机及数据处理系统组成见图估；无需利用开挖面；操作简单；分辨率高；可靠度1。高等优点。

8、能准确确定断层、弱岩带、岩溶、含水层等地质体性质及空间位置，并可获得地层变化的二3工程应用维图像。沪蓉国道主干线上宜昌至恩施段夹活岩隧道2TSP203工作原理是一座上下分离式特长隧道,左线长5107m,右线长5228m,单线总长10335m,是沪蓉西高速公路TSP203隧道地质超前预报方法可以检测出第二特长隧道。该隧道埋深为800