隧道超前地质预报技术及应用

在隧道开挖过程中,对掌子面前方的地质条件进行比较准确的预报,可有效地防止工程事故、加快施工进度以及保证工程质量。本文对隧道超前地质预报的一些常用方法及其优缺点做了简要的介绍和比较,并以某高速公路隧道建设为例,介绍了地质雷达在超前地质预报过程中的应用情况,为地质雷达在公路隧道超前地质预报中的应用积累了一些经验。     

超前地质预报系统的提出及其发展方向

总结了超前地质预报的作用和发展现状,分析了超前地质预报认识上的误区和各种探测设备存在的问题。提出了超前地质预报系统的概念,阐述了隧道所在地区地质分析技术、隧道不良地质体超前预报技术、重大施工地质灾害临近警报技术包含的内容。系统的工作步骤为,利用地质分析技术结论以及地质复杂程度分级标准对探测区段的围岩进行地质复杂程度分级,针对不同级别的地质复杂程度,制定与其对应的超前地质预报系统方案,并注意现场工作中动态控制的应用。以厦门海底隧道F3风化深槽为例,对超前地质预报系统的内容及工作步骤进行了应用。提出了超前地质预报系统的发展方向。研究旨在完善超前地质预报工作,使超前地质预报结果在现场施工过程中能真正起到指导性的作用,最大程度地减少地质灾害造成的人员伤亡和财产损失     

TSP203在雪峰山隧道施工地质超前预报中的应用研究

介绍了地质超前预报的研究进展和TSP203的工作原理、数据处理、解译技术及其在雪峰山隧道施工地质超前预报中的应用.通过对比分析验证了预报结果的准确性,展示了TSP203探测系统在隧道施工地质超前预报中的广阔前景.     

超前地质预报技术在大秦岭隧道岩爆预测中的应用

施工前对高风险隧道进行综合超前地质预报十分必要。在TSP法、地质雷达法和现场地质素描应用效果的基础上,利用模糊度评判进行综合分析,提出了综合超前地质预报的概念,使超前地质预报技术能更好地在岩爆危险等级评估中发挥作用。     

综合超前地质预报技术在西南某隧道的应用研究

在隧道地质条件复杂地段,及时开展综合超前地质预报,对提高隧道超前地质预报准确性及预防突发性地质灾害的发生具有十分重要的意义。这里总结了各种预报方法的原理及适用范围,提出在复杂地质地段采用以地质分析为基础,地震波探测法为主,地质雷达法为辅,必要时使用超前地质钻探法的综合超前地质预报技术指导隧道安全施工,并以西南某隧道为例,对其他地质复杂隧道的超前地质预报技术有借鉴意义。     

隧道综合参数超前地质预报技术研究

本文介绍一种新型的隧道施工综合超前地质预报系统USEP,该系统采用综合参数法进行超前地质预报,综合参数为"波速+电阻率".其中波速探测采用角度偏移和位置偏移的联合体系,电阻率探测采用瞬变脉冲电磁法重叠回线装置在掌子面进行扫描,最终实现综合参数及空间超前地质预报.文章利用课题组研发的USEP系统,结合108国道北京南村隧道的探测预报实例详细说明隧道综合参数及空间超前地质预报工作的原理与效果,并总结在复杂地质条件下采用"波速+电阻率"综合预报的必要性,它对隧道及地下工程施工超前地质预报工作有广泛的指导作用.     

地质雷达在公路隧道短期地质超前预报中的应用

以西部开发贵州某高速公路隧道建设为例,阐述了地质雷达应用于公路隧道施工中地质超前预报的几个成功实例,说明了短期地质超前预报的重要性,为地质雷达在隧道短期地质超前预报积累了一定的经验。     

地质雷达在公路隧道超前地质预报中的应用

在公路隧道施工中,由于勘察设计的局限性和隧道围岩地质条件的复杂多变性,施工人员对隧道掌子面前方的不良地质情况往往了解不清,致使隧道掘进过程中局部地段经常出现塌方、涌水等地质灾害,导致人身伤亡,工期延误,造成巨大的经济损失。因此,在公路隧道施工中进行超前地质预报就显得十分重要。本文以崇- 遵高速公路夏家庙隧道掘进超前地质预报为例,介绍了地质雷达方法在溶洞等不良地质灾害预报中的应用。      

张吉怀铁路隧道超前预报技术应用研究

张吉怀铁路地质条件复杂,构造、岩溶发育,施工风险大。依托张吉怀铁路建设阐述了铁路隧道超前地质预报现场工作难点、预报原则、物探关键技术,总结了铁路隧道超前地质预报应用的成套技术与经验。具体实例表明:采用五步法进行超前预报的施工指导,利用地表勘察资料划分重点段落进行宏观控制;采用综合物探技术,长距离预报与短距离预报相结合,排除物探多解性;以超前钻探对物探异常进行验证,使预报工作形成闭环,有利于规避风险,减少误报错报。张吉怀铁路超前预报成套技术具有实用性与可行性,具有一定的推广价值。     

瞬变电磁法指导复杂地质隧道超前水平钻探应用

云南山区地质条件复杂,隧道施工中经常发生突泥涌水等地质灾害。隧道超前地质预报是预防隧道施工地质灾害的重要手段。合理布置和实施超前水平钻孔,可以有效地揭示隧道掌子面前方的地质情况,预防重大突泥涌水地质灾害的发生。但对岩溶等不规则地质体,有限的1～2个超前水平钻孔不一定能揭示出这些地质体,给隧道施工造成重大安全风险。充分利用物探超前预报资料,特别是瞬变电磁法对突泥涌水等低阻地质体敏感的特性,指导超前水平钻孔的布置,对提高超前水平钻孔的预报效果有重要意义。本文以玉磨铁路扬武隧道为例,通过瞬变电磁法资料分析,指导超前水平钻孔布置,再与钻孔和施工开挖结果进行对比分析,说明瞬变电磁法预报和指导超前水平钻孔是有效的,并对今后瞬变电磁法结合超前水平钻孔进行隧道超前地质预报工作提出了建议。     

组合钢支撑在隧洞塌方处理中的应用

介绍了组合钢支撑技术在石棉镇龙电站隧洞塌方中的应用情况，同时探索出了该项技术的适用条件和推广前景。     

二郎山隧道洞壁位移应力测试与信息化施工

通过对川藏公路二郎山隧道洞壁收敛位移及围岩岩体二次应力的测试分析,提取信息,并及时反馈信息,从而完善设计、正确指导施工。     

地铁盾构隧道小偏角近距离上穿既有隧道施工顺序研究

以北京地铁四号线盾构隧道与九号线暗挖隧道"小角度、近间距、长距离"空间立交施工为背景,采用数值模拟方法对三种施工顺序进行了计算,重点分析了其施工过程中地表沉降、土体塑性区分布、衬砌结构应力等指标。计算表明,先施工下方九号线暗挖隧道,再施工上方四号线盾构隧道,且在上方四号线的左线盾构机通过后再施作九号线二衬的施工方案是比较合理的。     

隧道塌方自动监测报警系统

用 CCD摄像机自动测量距离 15 m以外的物体的法向位移 ,同时用 RS-1型变形监测仪对研究目标的相关点进行测量 ,再由 PC机对这些测量结果进行数据分析 ,生成动态报警门限值 ,实现趋势报警。这是避免和减少灾害的一种较好方法。本系统为全自动工作方式 ,被测目标的位移随测量时刻的变化状况的日报表、周报表和月报表均可由 PC机自动生成及随时提取和查询。     

交叉隧道施工中新建隧道周围复合地层与间距对既有隧道的沉降影响研究

沿海地区特别是广州地区地铁建设多在复合地层中进行盾构施工,开挖引起的地层沉降很难控制,如何防止大面积的地层沉降,保证既有建(构)物安全成为施工难题。基于此,本文提出了复合地层盾构施工的地质概化模型,运用三维有限元方法对交叉隧道盾构施工进行了建模分析,研究了不同的复合地层类型及不同的覆土厚度与间距下,新建隧道盾构正交下穿施工对既有隧道沉降的影响。结果表明,新建隧道在近似均一土层中下穿施工引起的既有隧道沉降最大,上软下硬地层次之,长距离硬岩段最小,沉降随土层弹性模量的增加而减小;同时,既有隧道沉降随覆土厚度的增加而增大;随隧道间距的增大而减小,当间距小于2倍衬砌外径时,既有隧道沉降较大,存在损坏的危险。最后,提出了相应的沉降控制对策。     

世界第一高隧青藏铁路风火山隧道施工新技术

高原、严寒条件下的青藏铁路风火山隧道施工, 在永久冻土区隧道施工技术、合理支护结构形式以及人员健康等方面提出了严峻挑战。采用适用高原严寒条件下的施工方案, 综合利用、保护冻土围岩的隧道施工方法和独特的通风、供暖、供氧和供水等辅助施工作业措施, 并结合施工技术研究, 保证了隧道施工的顺利进行。     

基于BOTDR的隧道应变监测研究

布里渊散射光时域反射计 (BOTDR)是近年来才研发成功的分布式应变测量技术。本文首先介绍了BOTDR的优点和测量原理 ,以某隧道的BOTDR应用实例 ,论证了这一技术应用于岩土工程等结构物分布式应变监测的可行性和优势 ,最后就这一技术在应用中的一些关键技术 ,如空间分辨率、光纤布设工艺、健康监测与损伤诊断等作了阐述     

基于承载复合体的隧道位移反分析研究

初期支护与松动圈围岩的协调作用表现出很大的不确定性,其主要影响因素包括:初期支护施工本身导致初期支护的不均匀性,实际围岩的不确定性对初期支护的影响,围岩释放应力的不均匀性导致的初期支护内力分布的不确定性。文章把初期支护的支护和围岩自身自稳能力看成是双介质的承载复合体,采用最小二乘法建立目标函数,结合单纯形算法,进行初期支护与扰动区的联合位移反分析,充分揭示了初期支护与围岩松动圈之间的协调作用;结合实际工程与不考虑初期支护不确定性因素影响的反演分析进行对比,结果显示本文方法反演精度提高39％,预测精度提高了13％。     

复杂条件的隧道进洞方案

隧道进洞宜“早进晚出”,本文通过总结京珠高速公路某隧道的进洞设计方案,以及根据实际复杂的地形地质条件作出优化设计方案,提出设计中应注意的问题。供同行参考。