tsp探测系统在隧道超前地质预报中的应用

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1、·54·北方交通2013TSP探测系统在隧道超前地质预报中的应用唐伟(辽宁省交通科学研究院，沈阳110015)摘要：简要介绍了TSP超前地质预报的原理和方法，结合工程实例分析了TSP探测系统的现场检测和数据处理解译技术。关键词：TSP探测系统；隧道；超前地质预报中图分类号：U452文献标识码：B文章编号：1673—6052(2013)12—0054—021引言正比，根据信号返回的时间和方向，通过专用软件处近年来随着交通建设的飞速发展，大量的隧道理，即可得到岩性变化界面的基本情况。工程需要穿越较为复杂的地质条件，如岩溶地区，围为了计算炮点和接收位置到速度模型上各离散岩软弱、节理裂隙发育地区，

2、河流，城市建筑物、立交点的传播时间及反射系数，将反射体位置由时间域桥等。由于受岩性、地层组合、构造和地貌等因素的映射到空间域，应进行地震波偏移处理。目前地震影响以及目前勘察技术手段的限制，虽然隧道工程波偏移处理方法应用较多的主要有时间偏移和深度在施工前进行了大量的地质勘察工作，但是要做到偏移。在常规时间偏移方法中，由于没有考虑界面完全查明隧道围岩的状态，准确预测施工中可能会倾斜引起的那部分偏移，结果误差往往较大。而深发生地质灾害还是比较困难的。度偏移基本能够使反射波正确归位，绕射波自动收隧道超前地质预报是在分析既有地质资料的基敛，干涉带自动分解，从而得到与掌子面前方地质构础上，采用地质调查

3、、物探、超前地质钻探等手段，对造原像极为接近的偏移图像，其基本思想是由时间隧道开挖面前方的工程地质与水文地质条件以及不剖面先得到普通的偏移时间剖面，再对偏移后的剖良地质体进行探测，分析解译及预报，并提出技术措面进行校正，从而得到真正的深度剖面。以深度偏施和建议，其实质是隧道施工过程中的补充地质勘移分析为主，从构造分析出发，结合反射层图、反射探。事件表、纵横波速和岩体物性参数分析，可以得出比超前地质预报方法有很多种，按探测位置可以较准确的超前地质预报⋯。分为地面预报和掌子面预报，按对岩体的作用方式TSP探测系统分为洞内数据采集和室内计算机可以分为破坏性方法和非破坏性方法，按预报距离分析两部分

4、。洞内数据采集部分主要由传感器、数可以分为长距离和短距离两种方式。隧道地震反射据记录仪以及起爆设备等组成，传感器主要用来接预报法(TunnelSeismicPrediction，简称TSP法)属于收地震波信号，数据记录仪将接收到的信号放大、模施工期掌子面上、非破坏性、长距离的超前地质预报数转换并进行测量过程控制，起爆设备主要用来起方法。爆电雷管或炸药。室内计算机分析部分是将洞内采2TSP超前地质预报原理和方法集的原始数据输入到计算机上，应用数据处理软件TSP法与其它反射地震波方法一样，是以波的进行地震波分析处理。传播、反射原理为基础。地震波在指定的震源点，由少量炸药爆炸激发产生。地震波在岩

5、石中以球面波的形式传播，当遇到岩石物性界面(即波阻抗差异界面，例如断层、破碎带及岩性变化界面等)时，一部分地震信号被反射回来，一部分信号透射进入前一方介质，反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波图1TSP超前地质预报原理示意图器接收。反射信号的传播时间与反射界面的距离成第12期唐伟：TSP探测系统在隧道超前地质预报中的应用·55．3工程实例方向上的探测长度(以接收孔为起点)，纵轴表示沿某隧道呈东西向展布，全长405m，左线进口端洞体纵切面方向上的探测长度(以炮一检孔所在水洞口桩号K35+655，出口端洞口桩号K36+060，项平线为0点，向上为正)。在偏移成像剖面图中做目区属半干旱大陆性气候

6、带，夏季炎热，冬季寒冷，各反射界面位置反射波能量弧的切线，可得到地质风沙干旱，雨量少。经地表调绘及钻探，隧道区内未反射界面剖面图(图4)。发现地下水，地表岩溶特别发育，地表出露岩体溶隙，溶孑L发育，局部出现小型溶洞，钻探过程中也揭P波偏移剖面妻～童5o1o015,02研露部分溶洞及溶蚀现象，地层岩性主要为第四系全新统冲洪积碎石、块石和侏罗系雾迷山组白云质灰sv波偏移剖面岩。3．1现场检测SH波偏移剖面根据TSP超前地质预报原理，炮孔应布置在地誊～·1soj耐震P波从激发、反射和被接收器接收所传播路线较短的侧壁上，此时地震波传播的时间较短，接收信号的能量较高。若隧道是左、右洞同时施工，现场检

7、测时宜将炮孔布置在洞体的外侧洞壁。此外，预报区段如存在不良地质体，炮孔应布置在不良地质体走向与隧道轴线夹角为锐角的侧壁上。图4地质反射界面剖面图根据该隧道的区域地质和选线布置情况，确定法在成果解译中，是以波剖面资料为主在隧道左线外侧洞壁上水平布置l6个炮孔和1个对岩层进行划分，结合s波资料对地质现象进行解检波孔，检波孔位置桩号为K35+658，布置方式如释，并遵循以下原则：图2所示。()正反射界面表明进入硬岩层，负反射界