页岩发育区浅埋隧道超前地质预报方法研究

以页岩的不良工程性质和围岩分级依据为基础,探讨公路隧道页岩浅埋段的超前地质预报方法的优化组合.通过比较国内外现有的各种超前地质预报方法的优缺点,提出了以TSP法和双频激电法为主、根据工程项目的等级适当考虑采用探地雷达作为补充的一套组合方案.而在某些特别复杂地段建议采用水平钻探加以验证.应用这套方案在常（德）—张（家界）高速公路第十合同段的关口垭隧道进行了一次科研试验,对预报结果进行详细的处理和分析后,给施工单位提出了相应的施工建议.后期的跟踪调查结果表明,试验成果与实际情况基本吻合,给予了施工正确的指导,达到了试验目的.     

高压富水区隧道超前地质预报应用研究

隧道施工过程中,经常遇到突水、突泥和坍塌等无法预料的地质灾害,给施工安全带来了重大灾难和无法估计的经济损失,为了保证隧道施工安全,对不良地质体的发育情况进行准确及时的超前预报,是当前隧道设计与施工中亟待研究与解决的关键问题.详细介绍了TSP-203超前预测预报原理及方法,针对渝宜高速公路某隧道复杂的地质条件,在施工过程中进行了超前地质预测预报,并对预报结果进行了较为详细的处理和分析,同时根据隧道施工现场高压区富水层等地质情况,对隧道外水荷载计算方法和衬砌设计结构进行了分析.结果表明,预报成果与实际情况基本吻合,有效地指导了隧道施工.     

TSP 203在云南元磨高速公路隧道超前地质预报中的应用

TSP203系统是瑞士Amberg工程技术公司最新研制并拥有专利的隧道地震探测仪，专门为隧道超前地质预报而设计的。该系统从数据采集、处理和成果评估高度智能化。采用该系统可以预报隧道工作面前方至少100m围岩地质体的性质、位置和规模，并可算出其岩石物理力学参数，为确定合理的支护参数提供依据，确保隧道施工安全和质量。本文是TSP203系统在云南元磨高速公路隧道超前地质预报中的应用实例。     

南水北调西线隧道中隐伏断层超前预报研究

南水北调调西线工程线路地层倾角陡、沟谷纵横、地质构造复杂、隧道长,埋深大,同时要对1000 m以内的构造、岩溶、岩层划分等进行地质超前预报,利用以往的超前预报方法无法满足工程施工的要求.对于深长埋隧道断层的施工地质超前预报,本文使用CSAMT法探测技术,并进行了近场校正、各向异性校正、静态校正、分辨能力校正和联合反演等手段,进行了实际探测和对比分析,并取得了较好的探测效果.     

人工地震反射法在超前地质预报中的应用

超前地质预报关系到隧道施工的安全和进度。实践表明,采用基于人工地震反射法的TSP203超前预报系统(以下简称TSP203系统),并结合其它探测手段的综合预报方案能较好的实现超前地质预报,并可兼顾隧道施工特点和成本。文中介绍了TSP203系统的基本工作原理,并通过该系统在大瑶山铁路隧道的应用实例,说明该系统在复杂地质条件下的具体应用情况。结合多年现场实际操作经验着重分析了预报误差产生的主要原因:客观上由于岩性和构造面本身的复杂性以及TSP203系统的局限性,该系统探测与隧道轴向大角度相交的近平面状的结构面较适合,小角度或者平行结构面则不适合,探测溶洞和地下水有较大难度;主观上与操作人员的运用水平密切相关。提出了提高数据采集精度以及结合实际地质情况和其它物探方法提高对反射体解释能力的建议     

国内外隧道超前预报技术评析与推介

国内外的隧道地质超前预报技术正在发展之中,目前应用的负视速度法,水平剖面法,TSP、TGP等技术,由于观测方式和资料处理方法比较简单,不能准确确定掌子面前方围岩的波速,从而致使地质界面定位不准确,围岩工程类别划分缺乏依据,亟待改进.TRT与TST技术采用空间观测方式和偏移成像方法,技术比较先进,能解决了掌子面前方围岩速度结构可靠分析的问题,实现了隧道围岩地质结构的精确成像,适合复杂地质条件下的地质超前预报应用.目前的超前预报过于依赖地震方法,实际上地震方法对于解决构造问题比较有效,解决含水性问题不如电磁方法,高密度电法和瞬变电磁方法在超前预报领域会有广阔的应用前景.实际预报工作中要取得好的预报结果,必须提倡综合方法,提倡地质分析与工程物探相结合,地震方法与地磁方法相结合,共同解决不良地质构造、含水构造、含瓦斯气构造的超前预报问题.     

TSP在软、硬岩地层中的应用效果分析

介绍了TSP超前预报系统实现预报的基本原理.从基本原理出发分析了TSP对不同岩性地层的适应性问题;通过实例分析了TSP在不同地层中的顸测效果.结果表明当围岩中没有大的不良地质体时,TSP在软岩中的预测效果较差,而在硬岩中预测效果好.     

TSP预报隧道不良地质体应用研究

TSP(tunnel seismic prediction)数据采集质量是保证超前预报准确性的前提条件,为此在前人基础上进一步归纳总结了TSP数据采集应注意的问题,主要分析了炮孔、接收孔以及炮孔-接收孔关系等对TSP数据采集的影响.TSP对预报不良地质体具有良好的效果,本文分别列举了TSP对溶洞、松散破碎带以及软夹层等成功预报案例.通过对比TSP解译结果与隧道开挖实际地质情况发现,相同的岩石特性曲线,对应着不同的地质情况,有的地质情况可能存在重大安全隐患,而通过对该类曲线的分析总结为TSP结果解译提供参考和经验累积,有助于提高解译准确性.     

TSP\|203在大支坪隧道超前预报中的应用

现代工程等级在不断提高，隧道地质环境越来越复杂，隧道越来越长，隧道地质超前预报在隧道的开挖中的作用更加凸显，如何选择有效的预报措施对隧道开挖中人员、设备的安全和隧道洞室的支护具有重要的意义. TSP203是用地震原理对隧道进行探测的仪器，该系统高度从数据采集、处理实现高度智能化.本次使用此仪器对大支坪隧道横洞掌子面HDK0+064里程处进行预报，结合实际开挖，证实了预报的可行性和准确性.     

反射地震零偏移距逆时偏移方法用于隧道超前预报

为了高效快速地采集到隧道开挖前方的反射地震数据并提供实时的隧道前方地质超前预报,本文提出一种基于波动方程逆时偏移原理的隧道地质超前预报方法.为了获得与该超前预报方法相适应的地震数据,本文还提出适用于隧道内有限空间环境下的PMZO（Plus Minus Zero Offset）反射地震采集方案.本研究根据理论地震记录分析了隧道中零偏移距地震记录反射波的时距关系和振幅特征,讨论了隧道中地震记录的解释方法,利用含多条断层破碎带的地质模型,模拟了基于逆时偏移算法的实时隧道地质超前预报.数值计算结果证明,PMZO数据采集方案以及逆时偏移算法可以获得隧道开挖前方地质构造的准确成像.     

TSP\|203在隧道超前预报中的应用

TSP\|203系统是瑞士Amberg工程技术公司最新研制并拥有专利的隧道地震探测仪，专门为隧道超前地质预报而设计的.该系统从数据采集、处理和成果评估高度智能化，采用该系统可以预报隧道工作面前方100 m左右围岩地质体的性质、位置和规模,并可推算出其岩石物理力学参数，为确定合理的支护参数提供依据，确保隧道施工安全和质量.本文对TSP\|203系统、工作原理、数据采集及资料解释方面做了系统的阐述.     

TSP在隧道超前地质预报的应用研究

由于隧道施工经常遇到严重的地质灾害,施工前进行超前地质预报是十分必要的。本文介绍了TSP超前地质预报系统的技术特点和基本原理,结合工程实例探讨了在使用TSP过程中的一些技术问题。结果显示利用工程地质调查结论可以确定合理的探测方案和提高TSP的预报精度。     

TSP在隧道工程施工中的常见干扰和对岩体裂隙水及软弱夹层等的预报研究

针对TSP在隧道工程施工探测中可能遇到的常见干扰和典型不良地质体,探讨了常见干扰的成因及其对资料解释的影响,确定干扰信息在原始数据上的反映,并分别对由于震源和接收器等引起的典型质量不佳数据进行分析,提出TSP在采集数据过程中避开干扰的注意事项.列举两个工程实例,分别介绍了TSP对岩体裂隙水、软弱夹层等不良地质体的预报研究,通过分析其典型围岩力学参数成果图、纵波偏移剖面图和2D成果图等特征,依此推断出隧道开挖掌子面前方潜在不良地质体的类型以及位置、构造走向等空间分布特征.该结果与实际开挖揭示的不良地质体的分布范围基本一致,验证了TSP在预报隧道常见不良地质体的可行性和有效性.通过总结分析常见TSP干扰的成因和典型不良地质体TSP成果图,有助于为物探工作者对复杂地质体进行更精确地解释提供参考,确保隧道施工安全.     

南水北调西线工程深埋隧道地质超前预报系统研究的思考

深埋长隧道是南水北调西线工程施工中的难点,隧道地质超前地质预报可分为施工前地质预报和施工阶段地质预报,目前施工前地质预报应用的可控源音频大地电磁法及施工阶段应用的地质雷达、TSP、红外辐射测温技术有一定的效果,但是针对南水北调西线工程这样复杂的岩层,必须对现有的预报方法进行改进.     

TST隧道地震CT地质超前预报技术及应用

国内外的隧道地质超前预报技术正在发展之中,4目前应用的负视速度法,水平剖面法,TSP技术等,由于观测方式和资料处理方法比较简单,不能准确确定掌子面前方围岩的波速,从而致使地质界面定位不准确,围岩工程类别划分缺乏依据,亟待改进。本文提出的TST技术采用空间观测方式,资料处理方法采用偏移成像和走时反演成像,解决了掌子面前方围岩速度结构的分析问题,实现了隧道围岩地质结构的精确成像,适合复杂地质条件下的地质超前预报应用。     

椭球定位速度分析方法在黑松驿地区超前预报中的应用

超前地质预报中，地震波速度信息是预报隧道前方地质危害的重要载体或评价指标.速度模型不仅影响偏移成像效果，还影响着预报解释的可靠性.由于超前预报观测系统和探测方向是同向的，传统基于拉平同相轴的速度分析方法不适用于此.本文提出椭球定位速度分析方法，依据超前预报观测系统特点，结合三分量数据方向约束，来确定地层射线平均速度，可准确反演空间速度模型.建立典型破碎带地质模型，通过波场快照与地震数据对比分析，表明正演结果的准确性.通过对模型正演数据和工程实例数据的速度分析，研究结果表明，椭球定位速度分析方法在超前预报中，能获得掌子面前方准确的速度分布，利用速度和波速比信息判定异常体破碎程度、含水性、岩性变化，并提高了预测准确性.     

我国隧道地质超前预报技术述评

隧道地质超前预报在隧道施工开挖中起着关键性作用,同时也是工程地球物理界所面临的一大技术难题.本文回顾了我国主要隧道地质超前预报技术（隧道地震预报系统、水平声波剖面法、陆地声纳法、地质雷达法、红外探水法、超前钻探法和超前平导法）的历史,介绍了它们近年来的研究进展;分析了其现状及在几何结构成像、物性结构反演成像和复杂地质体结构探测中存在的不足;指出了当前亟待解决的基础理论研究、正反演研究、多参数综合利用、建立三维可视化的预测预警系统等问题并提出了解决这些问题的基本设想.     

综合地质预报技术在岩溶区隧道施工中的应用

通过对地质分析法、地质雷达、红外探测,超前水平钻孔等超前地质预报技术在某隧道中岩溶预报中的应用研究,对比分析几种地质预报技术的特点,得到由多种预报手段综合而成的预报系统的实用性以及在指导施工方面的作用优于单一地质预报方法的结论,并对照实际开挖情况提出针对岩溶地质条件的施工建议.     

探地雷达用于隧道超前地质预报中数值模拟研究

隧道地质超前预报在隧道工程施工中有着重要的作用,探地雷达法(GPR)作为隧道地质超前预报方法之一,具有探测对施工干扰小、探测效率高的优点,但在图像解译和探测的深度方面存在不足.本文分析GPRMAX正演模拟的基础理论,并讨论了二维有限差分法(FDTD)基本参数的选取,对隧道前方的不良地质体进行正演数值模拟,得到不同地质体的反射图像特征,并结合工程实例,说明该正演模拟能够指导解译工作.     

TGP超前预报数据采集关键技术研究

近年来,国内外隧道建设向更深、更长、更大的方向发展,为减小隧道建设过程中突水突泥、塌方等地质危害带来的影响,隧道超前地质预报工作至关重要,TGP超前预报技术则作为国内技术最先进、运用最广泛的代表之一.本文针对TGP数据采集过程中可能导致地震数据质量较差的因素,通过理论分析、正演模拟、工程应用等研究方法,对TGP超前预报数据采集关键技术开展了相关研究工作.最终归纳出了一套适用于大多数隧道工程的TGP超前预报数据采集工作指南,有助于提高TGP预报精度,保障隧道施工安全.