TSP地质超前预报课件.ppt

《TSP地质超前预报课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、TSP地质超前预报石家庄铁道大学土木学院物探方法和仪器在隧道工程中的地位电法地面预测：10m-1000m，电阻率法、EH4，V8，PROTEM47、57、67。地下预报：小尺度。地质雷达（SIR-3000、SIR-20）利用电阻率或电导率的对比度，或者介电常数差，特别对高阻岩体中的低阻含水体敏感。弹性波法地面预测：中尺度。地震CT、地震反射、首波CT（NZ24、NZ48、+GEODES）地下预报：负视速度法、TSP、TRT、变相3DVSP、地震CT。利用岩土的波阻抗差，跟力学参数关系紧密，适易反映断层、破碎带、软弱夹层等构造变化。该方法的观测是在隧

2、道侧壁打孔布置检波器和炮点，检波器和炮点在一条平行隧道轴的直线上，利用直达波估计岩体波速，利用反射波走时曲线与直达波走时曲线的交点推测前方反射界面的位置。观测与分析方法与垂直地震测井方法有很多相似之处，所以有时也称‘垂直剖面法’。检波器和炮点埋入到隧道侧壁岩体中1~1.5m，有效地避免了面波和隧道驻波的干扰，提高了信噪比，应用结果表明在很多情况下，这种方法是很有效的。对于前方规模较大的不良地质体能可靠地预报，但是对于不良地质体性质的判别和定位等方面还更多地依赖于经验和对于周围地质条件的了解。该方法很难对前方岩体工程类别的变化提供更可靠的信息。反射地

3、震方法在宝中线颉河隧道、老爷岭隧道和侯月线云台山隧道、朔黄铁路的长梁山隧道以及福州飞鸾岭公路隧道等都有成功的应用。图2反射地震“负视速度法”超前预报观测与分析示意图（何振起，2000）Fig.2ObservesystemandanalysisofSeismicReflectionprediction(afterHe,2000)负视速度法工作原理TSP超前预报方法TSP超前预报方法（TunnelSeismicPrediction）是由瑞士Amberg测量技术公司90年代初开发的，90年代中期推向市场，用于隧道超前预报。其工作原理也是隧道内反射地震方法

4、，但处理方法有独到之处。该方法在国欧洲、亚洲有广泛的应用，中国也先后引进了该公司的TSP202、TSP203等超前预报系统。TSP的观测是由一个三分量检波器承担，埋入隧道侧壁岩体中1-1.5m，炮点设与侧壁岩体内，等间距排列，与接收点在一条平行隧道走向的直线上，这与国内的采用‘负视速度法’的观测方式基本相同。TSP方法与国内的‘负视速度法’的主要区别是在资料处理方法上，TSP不采用走时曲线分析方法，而是采用深度偏移成像方法。在偏移成像之前进行二维Radon变换，利用视速度的差异，消除与隧道走向近乎平行的反射界面。该方法对纵、横波P、SV、SH分别进

5、行处理。应该说TSP技术在隧道反射地震方面是做得比较好的，有较好的实用性。但是由于TSP的观测方式的限制，不可能对断层的产状、位置和岩体波速等参量同时给出准确的结果，因而在定位精度和岩体类别划分方面还有待改进。应用TSP202技术在株六复线的新倮纳铁路隧道施工中进行了超前预报，结合工程地质分析，取得了很好的效果。在云南元磨高速公路的大风垭口、布垅箐隧道的施工中使用TSP203进行了全程超前预报，取得了很好的地质效果。图3TSP观测方式与断层反射波视速度曲线示意图TSP原理TSP和其它反射地震波方法一样，采用了反射观测原理。地震波激发在隧道的左边墙或

6、右边墙，大约24个炮点布成一条直线，用小药量激发产生。接收器在炮点的一端。地震波在岩石中以球面波形式传播。当地震波遇到岩石物性差异界面，即波阻抗差异界面，例如断层、岩石破碎带和岩性变化等，一部分地震信号反射回来，一部分信号透射进入前方介质。反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收。反射信号的旅行时间和反射界面的距离成正比，故而能确定反射体的存在和位置。TSP203隧道地震预报原理接收点炮点TA岩层掌子面观测与处理采集的TSP数据，通过TSPwin软件进行处理。TSPwin软件处理流程包括11个主要步骤，即：数据设置→带通滤波→初至拾取→拾取处理→

7、炮能量均衡→Q-估计→反射波提取→P-S波分离→速度分析→深度偏移→提取反射层。通过速度分析，可以将反射信号的传播时间转换为距离（深度）。处理结果，可以用与隧道轴的交角及隧道工作面的距离来确定反射层所对应的地质界面的空间位置，并根据反射波的组合特征及其动力学特征解释地质体的性质。通过TSPwin软件处理，可以获得P波、SH波、SV波的时间剖面、深度偏移剖面、提取的反射层、岩石物理力学参数、各反射层能量大小等成果，以及反射层在探测范围内的2D或3D空间分布。处理与富水性预报DFYK隧道超前预报深度偏移剖面富水性预报预报软弱岩层、富水带隧道图7深度偏移

8、剖面(上)和提取的反射层(中)及预报的地质剖面(下)已挖隧道断层泥岩夹粉砂岩BLQ隧道为一长隧道，设计为上行、下行双幅隧道