隧道地质超前预报(天).ppt

隧道地质超前预报 何发亮 中铁西南科学研究院有限公司副总工程师 享受国务院政府特殊津贴专家、教授级高工、硕导 成都，610031，028目录 概述 隧道地质预报现状 隧道地质预报方法 隧道施工地质灾害及其预报 隧道地质超前预报若干问题探讨 隧道施工地质预报设计及应注意的问题 隧道施工地质超前预报工作方法 1 概述 严格意义而言，隧道地质超前预报指根据隧道所处区域工程地质、水文地质条件、构造地质条件（可研阶段），隧道勘察、设计成果（勘察设计阶段），隧道开挖揭示的洞身围岩条件的变化趋势、洞内外构造相关分析结果、隧道施工掌子面及其后方实施的地球物理探测结果、超前钻孔揭示的隧道施工掌子面前方的地质情况、超前导坑、平行超前导坑、平行超前施工隧道揭示的地质情况（施工阶段），运用地质学、数学、物理学、逻辑学、概率学、计算机科学等各学科知识，结合预报人员经验，对隧道施工掌子面前方可能遇到的各种不良地质体及因此可能发生的各种地质灾害的性质、分布位置、规模的判断和预报，根据判断和预报结果提出应采取的地质灾害预防和处理措施建议。 2 隧道地质超前预报现状 当今的隧道工程地质工作，进入了以隧道施工期地质超前预报和隧道施工掌子面前方地质灾害的预防和治理为标志的阶段。 经历了众多隧道地质超前预报成功与失败和大量隧道工程实践之后，在各级领导的重视和众多专家的呼吁下，隧道地质超前预报工作作为施工工序的一个重要组成部分已经在许多隧道工程招标文件中明确要求并在施工中实施。 大量的隧道工程建设实践表明，由于地质勘察精度、经费等诸多条件的限制，根据地质勘察资料做出的设计与实际不符的情况屡有发生，隧道洞内外地质灾害仍时有发生。 3 隧道施工地质预报方法 3.1地质调查法 地质调查法主要根据隧道勘察设计资料、隧道地表补充地质调查结果、洞内地质调查结果、地表地下构造相关分析（作图）结果、隧道洞身围岩条件变化趋势分析结果，对隧道施工掌子面前方施工可能遇到的不良地质体及因此可能发生的地质灾害的性质、分布位置、规模的预测。 3.4.1 TSP法 TSP法隧道施工地质预报采用深度偏移方法，且在成像前进行二维Radon变换，通过对反射波特征的分析，如发射与反射之间的时间差、相位差、反射信号强弱、纵波与横波的比率等,并结合区域地质资料、跟踪观测地质资料确定隧洞前方及周围区域地质构造的位置和特性。 TSP探测布置 3.4.2 HSP水平声波剖面法 采用极小偏移距在隧道施工掌子面上单点声波反射，探测掌子面前方存在的界面；采用十字剖面的布置方法进行反射界面的空间定位；根据所测波速及界面反射走时，计算反射界面距探测掌子面的最短距离；根据界面产状与探测掌子面关系进行产状校正计算界面在隧道轴线上距探测掌子面的距离；根据反射波相与首波波相关系及地质调查结果判断界面间介质性质。 3.4.3陆地声纳法 陆地声纳法采用极小偏移距在隧道施工掌子面上单点地震波反射，探测掌子面前方存在的界面；采用十字剖面的布置方法进行反射体的空间定位；根据所测波速及从陆地声纳时间剖面上得到各反射体的反射时间，计算反射体的空间位置；根据频谱和节理、小断裂的密集程度，判定破碎带及岩体破碎情况。 3.4.4电磁波反射法（地质雷达） 电磁波反射法采用连续扫描电磁波反射曲线的排列，利用电磁波在地层（介质）中的传播、反射，通过信号采集系统接收反射信号，根据电磁波在岩体（介质）中的传播速度和反射信号走时计算判断隧道开挖工作面前方反射界面距隧道开挖工作面的距离，根据反射波相与接收首波相之间的关系、介质介电系数变化、反射界面阻抗判释界面前方介质性质，进行隧道施工期地质超前预报。 3.5隧道地表地球物理探测预报法 隧道地表地球物理探测预报法目前采用的手段主要包括浅层地震法和高密度电法，主要用于浅埋、地表地形起伏较小隧道的探测预报。 3.6地震波反射成析成像(TRT) TRT采用在掌子面背后一定距离隧道周边安设成组的三维接收传感器，按预定型式在岩石表面安设10个以上带前置放大功能的加速度传感器，由地震源发射的信号及隧道掌子面前方界面反射回来的信号采用用标准24道地震仪采集，直达波及隧道掌子面前方异常体边界反射回来的反射波由接收传感器接收。根据隧道掌子面前方地质情况的三维反射层析成像进行隧道施工掌子面前方地质预报。 3.7声波CT成像 声波层析成像法简称CT成像或ＣＴ)。该方法借助医学Ｘ射线断层扫描的基本手段，结合岩土体物理力学性质的相关分析，采用射线走时和振幅来重构岩土体内部声速值及衰减系数的场分布，通过像素、色谱、立体网络的综合展示，以期达到直观反映岩土体内部结构图像之目的。 3.8岩体温度法隧道施工涌水预报 利用隧道施工掌子面前方含水体及其在岩体中的循环流动降低或提高含水体