TSP地震波反射技术在隧道地质灾害预防中的应用.pdfVIP

长江大学学报 (自然科学版) 2010年9月第7卷 第3期：理工 JournalofYangtzeUniversity (NatSciEdit) Sep．2010．Vo1．7No．3：Sci＆ Eng TSP地震波反射技术在隧道地质灾害预防中的应用 王金海(耄翥茎 翥耋 0，2北9京 。) 营立方 ，赵 勇 ，张 磊 (青海省第三地质矿产勘查院，青海西宁8100293 [摘要]隧道前方可能存在的断层、破碎带、溶洞等不 良地质体常常导致隧道地质灾害的发生，严重影响 施工安全 。以东方 山隧道为工程实例 ，对 TSP地震波反射技术 的特 点及其应用效果进行研 究，并对应用 过程常见的不规范操作进行分析说 明，旨在提高预报精度 ．为地质灾害预防措施 的制订提供依据。 [关键词]TSP；地震波反射技术；隧道 ；地质灾害 [中图分类号]U452．1 [文献标识码]A [文章编号]1673—1409 (2010)03一N212一O3 近年来，隧道工程发展迅速，建设规模越来越大 ，然而，隧道地质灾害却屡屡发生，给施工安全带来 威胁 。这是由于断层、破碎带、溶洞、软土层、地下暗河等不良地质体的具体信息无法通过前期勘察而全 部掌握 ，而在施工过程中常常在并未探清隧道前方地质情况便贸然开挖，导致了许多施工事故的发生。因 此 ，为预防隧道地质灾害的发生 ，有必要采用相关技术手段 ，对隧道开挖面前方的地质情况进行预报。 目前国内应用最广泛 ，效果最好的预报技术 即地震波反射技术，包括瑞士的TSP (TunnelSeismic Prediction)、美国的TRT、日本的HSP、我国自主研发的TST、TGP等。瑞士安伯格公司开发的TSP 预报系统因其预报距离远 、可操作性强、预报效果良好的优点，应用最为广泛u～ 。下面，笔者以TSP 地震波反射技术为主体 ，对其应用效果进行介绍与分析 。 TSP地震波反射技术 TSP地震波反射技术的原理是通过小药量爆破所产生的地震波信 l沿隧道方 向以球面波的形式传 播 ，在不同的岩层中地震波以不同的速度传播 ，在其界面处被反射 ，』f：傲 精度的接收器接收。通过计 算机软件分析前方围岩性质、节理裂隙分布、软弱岩层及含水状况等，最终在显示屏上显示各种围岩构 造界面与隧道轴线相交所呈现的角度及距掌子面的距离，并可初步测定岩石的弹性模量、密度、泊松 比 等参数以供参考 。该法适用于划分地层界线 ，查找地质构造 ，探测不 良地质体的厚度和范围L2“。TSP 地震波反射技术工作原理如图 1所示 。 1．1 接收器与炮孔布置 预报系统 由24个炮孔和 1～2个接收器组成 。如果布置 2个接收器 ，则在隧道的 2边墙对称位置分 别布置；如果布置一个接收器 ，则一般安放在外侧 (左洞左侧或右洞右侧)。接收器与炮孔布置如 图2 所示 ，布置参数如表 1所示。 接收器1 炮孔1，2，… ，24 方位角 方位角 图 1 TSP地震波反射技术工作原理 图 2 接收器与炮孔布置示意图 [收稿日期]2010～o6—12 [作者简介]王金海 (1984一)，男，2006年大学毕业，助理工程师，现主要从事地质工程方面的研究工作。 第 7卷 第 3期 ：理工 王金海等 ：TSP地震波反射技术在隧道地质灾害预防中的应用 表 1 接收器孔与炮孔布置参数 1．2 数据采集与处理 数据采集时，采用 X_y_z3分量 同时接收，采样 间隔 62．5s，记录长度 450ms。激发地震波 ， 采用无爆炸延期的瞬发 电雷管 ，防水乳化炸药 ，激发药量为 5O～67g／~L，起爆前注水封堵炮孔。 采集 的数据采用 TSPwin专用软件进行处理 。处理时 ，首先正确输入隧道及炮点和接收点的几何参 数 。剔除质量差的记录道 。质量合格的地震道才用于数据处理和解释 。基本处理流程包括 11个主要步 骤 ，即：数据设置一带通滤波一初至拾取一拾取