3TGP实例与图解对应关系.doc

TGP隧道地质超前预报工程实例与图解 前言 本文根据隧道地质超前预报工程实例，分析地震波预报成果图像与地质条件的关系。客观地质条件是错综复杂的，如何根据获得的预报成果图像做出与地质条件吻合的地质结论，对预报工作者来说是非常重要的。几年来我们通过走访TGP用户和进行技术交流，搜集了地震波预报的大量工程实例，从中总结出了一些有规律的部分，提供给同行作为分析工作的参考。 几何地震学成像与地质体的几何形态有密切的关系，也携带有反映地质体性质的信息。深入分析几何地震学成像并为预报工作所用，需要大量资料的积累和深化的认识。本文意在抛砖引玉，欢迎同行们参与交流和汇集，促进隧道地震波预报技术的发展。 根据隧道地震波对于地质现象的反映特征和应用的难易程度，把地质超前预报的工程实例分为两大类别：地质界面型预报和地质体状型预报。具体划分是：①地质界面型包括：断层构造及影响带、不同岩性接触带、软弱夹层带、构造岩溶发育带以及围岩级别的预报；②地质体状型包括：有一定规模的岩溶、溶腔和巷道的预报。这种划分仅是为了叙述方便，不是很严谨，因为地质现象是复杂的。 TGP隧道地质超前预报工程实例1 天宝高速公路花石山隧道TGP206超前预报成果图（001） P波偏移与衰减成果图 SH波偏移与衰减成果图 产状：走向图 产状：倾向图 比速度图 反射符号 TGP地质超前预报工程实例1——天宝高速公路花石山隧道 天宝高速公路花石山隧道，勘察资料中F1断层通过隧道，钻孔揭露构造破碎带视宽度有50米至60米，断层带内岩体破碎，断层角砾岩风化严重、局部成泥状，断层带内夹有条带状局部稍完整的岩体。由于钻孔以较小的角度打穿断层，因此断层在隧道的具体位置、宽度以及断层带的性质，仅凭钻孔资料难于结论。因此需要隧道施工中通过预报予以查明。 1.勘察报告地质剖面图 2.预报3D图 3. 图例解释 3-1 构造带位置 由TGP206超前预报成果图（001）可见：偏移与衰减成果图在600～670位置的偏移色带延展较长，无明显收敛的表现，其色调极大值处的外切线与隧道洞壁的交点为构造面在隧道洞壁出露的位置。偏移色带组的初始颜色表示界面反射波的极性，极性调色板往暖色变化表示为正极性，说明界面后介质的声阻抗大，即岩体的速度和密度高；反之往冷色变化表示为负极性，说明界面后介质的声阻抗小，即岩体的速度和密度低。里程600位置的偏移色带组的初始颜色为蓝色表示为负极性，表示岩体由此变差；里程670位置的偏移色带组的初始颜色为黄色表示为正极性，说明岩体由此变好。里程600～670之间的偏移色带呈现多条蓝色带，说明该区间内岩体介质存在多界面的特征。对应：①偏移图下面的衰减曲线具有波动和负衰减增加的趋势；②比速度曲线图在618里程为负反射、672里程为正反射，两者之间构成明显的“凹”字形。据此判断构造带位置在618～672里程，宽度为54米。 2-2 构造带产状 由TGP206超前预报成果图（001）可见：断层构造的产状（走向和倾向），由构造分布3D图（图6和图6A）可以直观明确地分析断层构造产状的分布。由图可见，构造带的走向与隧道斜交；构造带的倾向前界面表现为俯倾，后界面表现为仰倾。图（6A）清楚反映前界面横截隧道的里程为609；后界面横截隧道的里程为665，断层构造在隧道的里程宽度在右洞壁为56米，左洞壁为65米左右。 2-3 构造带性质 断层构造带内岩土介质性质的推断，利用界面反射波的极性进行宏观定性判断，利用反射点位置修正后的比速度曲线、结合岩体的各向异性分布综合进行定量判断。 由TGP206超前预报成果图（001）中的反射符号图可见：第1条蓝线向下、其反射系数为-0.20的强P波负反射，表示界面后岩体的声阻抗明显低于其前面的岩体；第2条蓝线向上、且具有较大的正反射系数，表明界面后岩体的声阻抗明显高于其前面构造带；第1条蓝线以前SH波表现出较强的负反射，反映出断层构造的影响宽度。比速度曲线呈现“凹”形，突显出断层构造带内岩体与其前后隧道围岩的明显差别。“凹”形比速度曲线：掌子面至里程618的围岩比速度与测量段基本一致为4290m/s，可以推断隧道围岩的级别与掌子面Ⅲ级围岩一致，但是SH波的负反射说明在构造破碎带以前的590～618里程范围内为断层影响带，节理裂隙发育，沿裂隙面风化较严重、存在局部泥化现象；里程618～672的岩体比速度为2200m/s，反映岩体严重破碎和强风化的性质，围岩级别推断降为Ⅳ级；里程672以后岩体比速度又回升到4290m/s左右，说明通过断层构造带以后隧道围岩与断层以前的围岩基本一致为Ⅲ级围岩。 TGP处理系统提供的“比速度”功能，具有较直观的预报前方岩土介质性质的功能。但是应用中要注意两个问题：①岩体是具有各向异性的地质体，偏离隧道轴线方向较大的比速度不能