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隧道反射层析扫描成像超前预报技术在隧道工程施工中应用 　　摘#8195;要：隧道工程在勘测设计阶段，由于勘测资源的有限性和地质情况的不确定性，造成了隧道通过区域的地质情况在设计时只能是以点代面。在隧道工程的施工阶段，可靠的超前地质预报技术显的尤为重要。本文以TRT6000系统为例，从工作原理、对比分析、实际应用等方面进行系统的分析研究。TRT6000超前预报技术在那禄1#隧道D1K252+966-D1K253+148段的实际运用，对提前确定合理的开挖工法、支护参数提供了依据，确保了该段施工的安全与质量。 　　关键词：TRT；超前地质预报；隧道施工 　　中图分类号：TU：文献标识码：A：文章编号：1673-9671-(2012)022-0128-02 　　随着我国经济建设的快速发展，高速铁路、高速公路的里程正在飞速增长，隧道工程也因而大量施工。我国工程地质的多样性、复杂性给隧道工程施工带来了一定的难度。施工过程中随时可能遇到断层、暗河、破碎带等不良地质体。如果防护不当，可能导致岩爆、塌方、涌水、突泥等地质灾害。这些灾害可能会影响施工进度，甚至造成人员伤亡，给国家和人民带来严重的经济损失，给施工单位造成极大的负面影响。因此，做好超前地质预报工作，能及时的调整隧道工程施工的工法及支护衬砌参数，对不良地质体提前做好预防和整治措施，能够有效的预防地质灾害的发生。好的超前地质预报工作在隧道工程中的地位和作用都是十分重要的。 　　目前，常用的地质预报方法一般分为三大类：地质调查法、钻探法和物探法。而隧道施工超前地质预报应以地质分析为基础，进行综合的超前地质预报分析。在物理探测法中，使用最为普遍的就是地震波法。本为将从工作原理、对比分析、实际应用等方面对TRT技术进行分析研究。 　　 　　1TRT6000工作原理 　　TSP法是一种新颖、快速、有效、无损的反射地震技术。它是为隧道超前地质预报而专门设计的，可以在隧道施工、地下矿藏、洞穴和地下墓穴开挖前提供帮助，其目的在于迅速超前地提供在开挖周围及前方的三维空间的工程地质预报。TSP和其他反射地震波方法一样，采用了回声测量原理。地震波在指定的震源点（通常在隧道的???边墙或右边墙，大约24个炮点布成一条直线）用小药量激发产生。地震波在岩石中以球面波形式传播。当地震波遇到岩石物性界面（即波阻抗差异界面，例如断层、岩石破碎带和岩性变化等）时，一部分地震信号反射回来，一部分信号透射进入前方介质。反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收。反射信号的旅行时间和反射界面的距离成正比，故而能提供一种直接的测量。 　　TRT6000地质超前预报系统是利用地震波的反射原理进行地质预报。预报时，通过垂击或激震器产生的地震波，地震波在隧道中的岩体内传播，当遇到一地震界面时，如断层、破碎带、溶洞、大的节理面等，一部分地震波就被反射回来，反射波经过一短暂时间到达传感器后被接收并被记录主机记录下来，通过分析，被用来了解隧道工作面前方地质体的性质（软弱带、破碎带、断层、含水等），位置及规模。正常入射到边界的反射系数计算公式如下： 　　假设R为反射系数，p为岩层的密度，V等于地震波在岩层中的传播速度。地震波从一种低阻抗物质传播到一个高阻抗物质时，反射系数是正的；反之，反射系数是负的。然后经O-RV3D软件进行分析处理，对地震波进行叠加，就得到清晰的异常体的层析扫描三维图象。再通过对异常体的里程、形状、大小、走向，并结合区域地质资料、跟踪观测地质资料就可以确定隧道前方及周围区域地质构造的位置和特性。 　　解释依据：成像图采用的是相对解释原理，即确定一个背景场，所有解释相对背景值进行，异常区域会偏离背景区域值，根据偏离与分布多少解释隧道前方的地质情况。反射体越多、越离散代表岩体越破碎。 　　2TRT与TSP的对比分析 　　1）工作平台：TSP203需要在距离掌子面约60 m的隧道开挖支护面上钻25或26个孔；TRT6000需要在距离掌子面约30 m的隧道开挖支护面上附着10个传感器和布设12个震源点。TRT6000相对于TSP203所需工作空间更小，有利于隧道开挖后围岩的及时封闭和衬砌。 　　2）震源：TSP203一般采用爆破所产生的球面波作为震源；TRT6000采用锤击等可重复使用的方法作为震源。TRT6000相对于TSP203不对初支背后的岩体构成破坏，有利于围岩稳定。 　　3）预报距离：TSP203的预报距离一般为100 m-150 m；TRT6000的预报距离一般为150 m-300 m。TRT6000相对于TSP203预报距离更长，能减少预报次数，节约预报成本。 　　4）预报效果：TSP203对垂直于隧道的不良地质体预报效果好，对大角度斜交的不良地质体预报效果不好；TRT6000技术类