tgp隧道地质超前预报技术-new

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1、隧道地质超前预报技术北京市水电物探研究所ccsws@vip.163.com刘云祯1一.隧道地质超前预报的作用二.TGP隧道地震波预报技术三.隧道地震波预报仪器四.结论21、确保施工安全：当前隧道工程巨大，在高速铁路、公路、地铁、水电、矿山开采及军事等工程中，隧道所占比重越来越大。施工过程中存在诸多隐患，如突水、突泥、塌方等，这些隐患严重威胁隧道工程的安全施工。2、施工勘察延伸：随着隧道工程的规模、数量、长度和跨度的不断增加，隧道勘察阶段的工作难度也随之加大，超前预报可以弥补隧道勘察工作深度的不足。铁建设

2、[2007]102号文件明确指出：科学地进行隧道地质超前预报已经列为隧道施工的重要工序。3隧道工程是高速铁路、公路、水电、国防工程等项目中的重要组成部分4隧道工程比重超过50%5五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宜万铁路隧道地质条件复杂，突水、突泥严重影响施工安全。6宜万铁路隧道构造岩溶高压水突水7宜万铁路隧道事故警示别岩槽隧道＋422大突水：溶腔与导水断层连通，断层长483米，雨季有350米水压差，日最大涌水28.6万立方。野三关隧道：溶岩呈大厅，断层连通岩溶构造水，一个半小时内

3、突水15万立方，泥石量5万立方。齐岳山隧道：构造岩溶溶腔近200处，危及安全的有22处5次大事故，瞬间突水每小时达5.2万方。马鹿箐隧道突水（录像资料是2008年4月发生突水，十几万方水瞬间涌入，致使5人死亡。）中国铁路建设史上最大涌水隧道，曾8个月内发生5次特大突水，造成多人伤亡。8面对形势做好地质超前预报910111213交通部2008年8月21日（交质监发[2008]274号）发布执行的《公路水运工程试验检测机构等级标准》及《公路水运试验检测机构等级评定程序》中将“隧道施工超前地质预报”作为专项列

4、出并明确了其设备配置。等级序号项目主要试验检测参数设备配置桥梁隧道工程专项新标准隧道施工超前地质预报前方地质的变化情况，灾害体的分布及性质超前地质预报仪（地震探测仪或地质雷达探测仪）原标准隧道地质检测及超前预报围岩类别、节理、软弱带、裂隙、含水层地质探测仪、TSP地震探测仪小结：⑴隧道工程建设发展，地形地质条件复杂，面对勘察现状、事故教训，确保施工安全需要要警钟长鸣；⑵地质超前预报纳入隧道施工工序管理；⑶制定科学的预报方案；⑷落实责任、对超前预报数据的真实性负责；⑸采用综合互补的地质预报技术方法。141

5、51、隧道地震波特点与预报原理2、观测系统3、采集技术4、成果可靠性检查与分析5、地震波地质预报成果6、位置相关预报工法7、综合预报技术工法⑴隧道地震波特点三分量记录X分量Y分量Z分量16有效波干扰波地震波在“时间-空间”域的分布前行波隧道管波干扰反射回波目前采集参数：偏移距：20米；炮间距：2米；存在问题：纵横波分离距离小，有效波域短17⑵预报原理①大界面型地质：构造带、岩性接触带、规模溶洞条件：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（=vt=v

6、/f，若v=5000m/s、f=1000Hz，则=5m）TGP预报系统的优势：反射波与绕射波相结合。波长？18反射波适用大界面：断层、岩性接触带、规模岩溶（可接收范围）1920如何理解可接收范围？O：固定的光源点AB：夹角固定的反光板在OS24测线的哪个区域能够看到光源O的反射呢？（S1S24段）接收O炮孔S1-S24选定界面产状固定在O点可以接收到AB段的反射信号--应用反射波预报21收到！长界面，形成反射波界面反射波短界面状况：BC界面的反射偏离S1-S24外，因此装置收不到反射波！22收不到？T

7、GP预报：反射波绕射波二者结合23收到！震源O在短界面上形成新的震源点A，S1S24段接收由A点形成的绕射波。震源O在圆形界面形成新的震源点A，S1S24段接收由A点形成的绕射波。界面绕射波⑶多波多分量采集的检波器检波器轴线方向具有最大灵敏度，偏离轴线方向则急剧衰减，称检波器具有高指向性。检波器指向灵敏度特性的优劣，对多波和多分量采集具有控制性作用！24检波器轴线方向能量最强，偏离轴线方向能量急剧减弱——高指向性各个方向能量没有变化——无指向性检波器的高指向性能与宽带接收P波分量SH波分量以上是检波器接

8、收同一震源激发的地震波记录，由两个分量记录可见：两个分量分别对P波、SH波具有明显不同的灵敏度响应。纵横波清晰分辨。25SH波方向能量强P波方向能量强小结：⑴根据地震波传播规律选择有效波时窗；⑵掌握地震反射波和绕射波预报原理；⑶明确纵横波和多分量采集，对地质评价和界面空间定位的重要性。26⑴观测方式纵向排列横向排列27接收点激发点TGP、TSP观测布置图激发点接收点纵向排列观测采集的记录形态（TGP/TSP采用纵向排列，前行波与回波同相轴呈