TGP隧道地质超前预报技术.ppt

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1、TGP隧道地质超前预报技术北京市水电物探研究所xxxTGP隧道地质超前预报技术一、隧道预报列入工序管理二、TGP超前预报系统通过鉴定三、TGP地质预报技术优势四、TGP地质预报工程实例五、结论隧道工程铁路、公路、水电、国防、地下空间等项目重要性一，隧道预报列入工序管理隧道工程的突出重要性桥隧比例超过50%隧道工程长度所占比例地质复杂：宜万铁路突水突泥施工安全五爪观隧道暗河别岩槽隧道突水溶腔野三关隧道暗河掌子面突泥但是重大的事故，教训非常深刻宜万铁路构造岩溶高压水铁道部：超前预报隧道施工重大教训—有效预报重要性--工序管理必要性二、TGP超前预报系统

2、通过鉴定研发试验评审鉴定推向应用重新研究地震波预报技术现场试验经过现场试验和同类技术对比通过与国外仪器对比试验认为：1，主机性能稳定，达到国际先进水平，可以替代进口。2，接收器指向灵敏度度，波形完整。3，处理具有对比功能，成果直观。4，测时精度高。5，建议推广使用。三、TGP隧道地质预报技术优势1、原理2、仪器＋采集技术3、检波器＋耦合技术4、孔中＋排列＋后激发接收系统5、重复观测的预报工法6、地震＋超深炮孔综合工法7、成果＋可靠检查8、估算速度＋干扰波9、地质成果图三、TGP隧道地质预报技术优势1、原理①大界面型地质：构造带、岩性接触带、规模溶洞

3、条件：界面规模大于波长应用：反射波②小界面型地质：溶洞、溶腔、孤石等条件：规模小于波长应用：绕射波（波速5000米/秒，频率1000Hz，波长为5米）背景：反射波；优势：增加绕射波波长？反射波适用大界面：断层、岩性、规模岩溶（可接收范围）如何理解可接收范围？地震波反射原理-----光学反射可接收范围同接收O炮孔S1-S24选定，界面产状定，反射在AB段----应用反射波预报C条件不变界面BC反射AB采集反射波？怎么办？！小界面的状况：反射在AB;BC不在观测范围绕射波实现TGP预报反射波绕射波及二者结合绕射波可观测仪器结构--信噪比TGP206TS

4、P203三、TGP隧道地质预报技术优势2、仪器＋采集技术背景：分离式-----优势：一体机TGP12型隧道地质超前预报系统TGP12型产品TGP206隧道地质超前预报系统TGP206型产品TSP203记录TSP203200触发方式存在电雷管延迟误差，左图记录首波最大错位6ms，Ⅲ级围岩计算存在5米误差的可能。采集方式：TSP203脉冲触发计时爆炸---计时之间存在雷管误差误差造成：速度误差距离误差相位误差物性误判TGP206TGP206邻道差1ms后采集方式：TGP采用回线开路计时，爆炸--计时同步三、TGP隧道地质预报技术优势3、检波器+耦合技

5、术TGP黄油+贴壁直接岩体TSP固结+套管+贴管壁间接岩体背景：TSP数据质量差；优势：TGP信息保真度高灵敏度指向性贴壁经济P波分量SH波分量SV波分量TGP206：P波、SH波和SV波分辨清晰同波三分量指向灵敏度迄今为止，对应用隧道地震波频率认识错误，应用TGP预报系统得到结论：黄土100～200Hz软岩200～400Hz硬岩400～1000Hz坚硬岩1000～1500Hz符合长距离传播特性TSP套管固结不良或探头与管壁接触不良；存在普遍不固结，套管重复使用，记录中出现高频干扰和套管共振干扰。宜万线曹哲明对TSP203采集频率多次质疑套管结构与

6、探头贴管壁造成：高频毛刺干扰、共振波、隧道管波。隧道管波在偏移图中的假象成果假象管波干扰的成果去除管波后的成果红线后管波假象去除管波后的成果其中隧道管波---偏移成果假象—地质误判隧道管波对预报成果的影响成果图中的假象为何变化大？管波干扰TSP20380-100米以后速度参数成果三、TGP隧道地质预报技术优势4、孔中＋排列＋后激发的采集系统背景：针对其它布置；优势：见后面岩溶物理模型研究地震波采集效果溶洞岩溶模型：洞经与隧道断面相等4排表示在不同深度接收几种观测系统：⒈孔中激发接收⒉洞壁激发接收模型试验目的：那种观测有利？排列、孔中接收的地震波模型

7、为甚麽排列+孔中接收？钻孔采集的地震波面波弱.反射波强呈曲线说明：等间距-排列----规律性洞壁:面波A强回波BC弱深孔：面波A弱回波B强C强后位激发：前行波---回波---喇叭口回波识别易，方便提取前行波回波隧道开挖应力释放；掌子面两侧岩体表现出差异形成地震波的传播界面，造成回波假象三分量记录掌子面回波横波严重利用等距时差规律—识别干扰波干扰波利用前行波与回波交点在掌子面，判断成果中非地质异常。非排列采集观测系统（TRT）洞壁—非排列布置非排列---非钻孔采集，难分析波成因和类型三、TGP隧道地质预报技术优势5、重复观测的预报工法利用界面可重复

8、观测，提高预报可靠性TBM施工的多重观测重复观测工程实例三、TGP隧道地质预报技术优势6、地震+超深炮孔综合工法背景：短距