[PPT]TGP隧道地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)

1、TGP隧道地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)北京市水電物探研究所 xxxTGP隧道地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)一、隧道預(yù)報列入工序管理二、TGP超前預(yù)報系統(tǒng)通過鑒定三、TGP地質(zhì)預(yù)報技術(shù)優(yōu)勢四、TGP地質(zhì)預(yù)報工程實例五、結(jié)論隧道工程鐵路、公路、水電、國防、地下空間等項目重要性一，隧道預(yù)報列入工序管理隧道工程的突出重要性橋隧比例超過50% 隧道工程長度所占比例地質(zhì)復(fù)雜：宜萬鐵路突水突泥施工安全五爪觀隧道暗河別巖槽隧道突水溶腔野三關(guān)隧道暗河掌子面突泥 但是重大的事故，教訓(xùn)非常深刻宜萬鐵路構(gòu)造巖溶高壓水鐵道部：超前預(yù)報隧道施工 重大教訓(xùn)有效預(yù)報重要性-工序管理必要性二、TGP超前預(yù)報系統(tǒng)通過鑒定研發(fā)試驗評審鑒定推向應(yīng)用 重新研究

2、地震波預(yù)報技術(shù)現(xiàn)場試驗 經(jīng)過現(xiàn)場試驗和同類技術(shù)對比通過與國外儀器對比試驗認為：1，主機性能穩(wěn)定，達到國際先進水 平，可以替代進口。2，接收器指向靈敏度度，波形完整。3，處理具有對比功能，成果直觀。4，測時精度高。5，建議推廣使用。三、TGP隧道地質(zhì)預(yù)報技術(shù)優(yōu)勢1、原理2、儀器采集技術(shù)3、檢波器耦合技術(shù)4、孔中排列后激發(fā)接收系統(tǒng)5、重復(fù)觀測的預(yù)報工法6、地震超深炮孔綜合工法7、成果可靠檢查8、估算速度干擾波 9、地質(zhì)成果圖三、TGP隧道地質(zhì)預(yù)報技術(shù)優(yōu)勢1、原理大界面型 地質(zhì)：構(gòu)造帶、巖性接觸帶、規(guī)模溶洞 條件：界面規(guī)模大于波長 應(yīng)用：反射波小界面型 地質(zhì)：溶洞、溶腔、孤石等 條件：規(guī)模小于波長

3、應(yīng)用：繞射波 （波速5000米/秒，頻率1000 Hz，波長為5米） 背景：反射波； 優(yōu)勢：增加繞射波波長？反射波適用大界面：斷層、巖性、規(guī)模巖溶（可接收范圍）如何理解可接收范圍？地震波反射原理-光學(xué)反射可接收范圍同接收 O 炮孔 S1-S24 選定，界面 產(chǎn)狀定，反射 在AB段-應(yīng)用反射波預(yù)報C條件不變界面 BC反射 AB采集反射波？怎么辦 ？！小界面的狀況：反射在AB; BC不在觀測范圍繞射波實現(xiàn)TGP預(yù)報反射波繞射波及二者結(jié)合 繞射波可觀測儀器結(jié)構(gòu)-信噪比TGP206TSP203三、TGP隧道地質(zhì)預(yù)報技術(shù)優(yōu)勢 2、儀器采集技術(shù) 背景：分離式-優(yōu)勢：一體機TGP12型隧道地質(zhì)超前預(yù)報系統(tǒng)T

4、GP12型產(chǎn)品 TGP206 隧道地質(zhì)超前預(yù)報系統(tǒng)TGP206型產(chǎn)品 TSP203記錄 TSP203200觸發(fā)方式存在電雷管延遲誤差，左圖記錄首波最大錯位6ms，級圍巖計算存在5米誤差的可能。采集方式：TSP203脈沖觸發(fā)計時 爆炸-計時之間存在雷管誤差誤差造成：速度誤差距離誤差相位誤差物性誤判 TGP206 TGP206 鄰道差1ms后 采集方式：TGP采用回線開路計時， 爆炸-計時同步三、TGP隧道地質(zhì)預(yù)報技術(shù)優(yōu)勢 3、檢波器+耦合技術(shù)TGP黃油+貼壁直接巖體 TSP固結(jié)+套管+貼管壁間接巖體 背景：TSP數(shù)據(jù)質(zhì)量差；優(yōu)勢：TGP信息保真度高靈敏度指向性貼壁經(jīng)濟P波分量 SH波分量 SV波

5、分量TGP206：P波、SH波和SV波分辨清晰 同波三分量 指向靈敏度 迄今為止，對應(yīng)用隧道地震波頻率認識錯誤，應(yīng)用TGP預(yù)報系統(tǒng)得到結(jié)論：黃土100200 Hz 軟巖 200400 Hz硬巖4001000Hz 堅硬巖10001500Hz符合長距離傳播特性TSP套管固結(jié)不良或探頭與管壁接觸不良；存在普遍不固結(jié)，套管重復(fù)使用，記錄中出現(xiàn)高頻干擾和套管共振干擾。宜萬線曹哲明對TSP203采集頻率多次質(zhì)疑套管結(jié)構(gòu)與探頭貼管壁造成：高頻毛刺干擾、共振波、隧道管波。隧道管波在偏移圖中的假象成果假象管波干擾的成果去除管波后的成果紅線后管波假象去除管波后的成果其中隧道管波-偏移成果假象地質(zhì)誤判隧道管波對預(yù)報

6、成果的影響成果圖中的假象為何變化大？管波干擾TSP203 80-100米以后速度參數(shù)成果三、TGP隧道地質(zhì)預(yù)報技術(shù)優(yōu)勢 4、孔中排列后激發(fā)的采集系統(tǒng)背景：針對其它布置；優(yōu)勢：見后面巖溶物理模型研究 地震波采集效果溶洞巖溶模型：洞經(jīng)與隧道斷面相等4 排表示在不同深度接收幾種觀測系統(tǒng)：孔中激發(fā)接收洞壁激發(fā)接收模型試驗?zāi)康模?那種觀測有利？排列、孔中接收的地震波模型為甚麼排列+孔中接收？鉆孔采集的地震波 面波弱.反射波強呈曲線說明：等間距-排列-規(guī)律性洞壁:面波A強回波BC弱深孔：面波 A弱回波 B強 C強后位激發(fā)：前行波-回波-喇叭口 回波識別易，方便提取前行波回波隧道開挖應(yīng)力釋放；掌子面兩側(cè)巖體

7、表現(xiàn)出差異形成地震波的傳播界面，造成回波假象三分量記錄掌子面回波橫波嚴重利用等距時差規(guī)律識別干擾波干擾波 利用前行波與回波交點在掌子面， 判斷成果中非地質(zhì)異常。非排列采集觀測系統(tǒng)（TRT）洞壁非排列布置非排列-非鉆孔采集，難分析波成因和類型三、TGP隧道地質(zhì)預(yù)報技術(shù)優(yōu)勢 5、重復(fù)觀測的預(yù)報工法利用界面可重復(fù)觀測，提高預(yù)報可靠性 TBM 施工的多重觀測 重復(fù)觀測工程實例三、TGP隧道地質(zhì)預(yù)報技術(shù)優(yōu)勢 6、地震+超深炮孔綜合工法背景：短距離用雷達同樣存在對水的難判斷優(yōu)勢：利用具有互補效果的手段負反射界面正反射界面結(jié)合地質(zhì)條件-分析突水-突泥-可靠易行超深炮孔6-8米，掘進2-3米，安全厚度留余4-

8、5米。宜萬突水錄像三、TGP隧道地質(zhì)預(yù)報技術(shù)優(yōu)勢 7、成果可靠檢查背景：無檢查功能； 優(yōu)勢：過程檢查-可靠性成果是解釋的基礎(chǔ)三、TGP隧道地質(zhì)預(yù)報技術(shù)優(yōu)勢 8、估算速度校正-干擾波 背景：速度代表性無查驗；優(yōu)勢：排除虛假速度校正，與已知段的比較參數(shù)嚴重偏離洞線的速度參數(shù)，對各向異性體的代表性？TSP203 速度參數(shù)曲線中隧道管波的速度假象三、TGP隧道地質(zhì)預(yù)報技術(shù)優(yōu)勢 9、地質(zhì)預(yù)報成果圖背景：物探圖； 優(yōu)勢：地質(zhì)符號，直觀，適用工程實例圖解四、TGP隧道地質(zhì)預(yù)報工程實例 天寶高速公路花石山隧道勘察資料鉆孔揭露斷層，但其規(guī)模和具體分布需要通過預(yù)報給予確定。A.偏移歸位圖B.構(gòu)造產(chǎn)狀圖A圖：明顯2

9、條偏移異常，其擬地震波形2處波動；B圖：斷層走向呈60角，前界面俯傾，后界面近直立。偏移歸位與構(gòu)造產(chǎn)狀圖估算速度與反射符號估算速度曲線呈“凹”形低速反映Vp=2700米/秒，推斷圍巖為碎塊狀強風(fēng)化。橫波速度在斷層帶前26米呈低速反映，為斷層影響帶?；夭ǚ瓷浞栆妶D中標示。斷層構(gòu)造3D圖（帶三維偏移背景）TGP隧道預(yù)報成果3D圖：斷層構(gòu)造的分布與產(chǎn)狀直觀。隧道圍巖的斷層帶寬度70-86米，其中：A段為影響帶，B+C段為斷層帶寬度，C段巖體破碎嚴重發(fā)育。由圖見：726至700段縱、橫波估算速度曲線呈臺階狀明顯降低，說明泥化嚴重或裂隙充水，預(yù)報結(jié)論圍巖由3級降為5級。2，三亞迎賓隧道三亞迎賓公路隧道預(yù)報巖性界面3D圖三亞迎賓隧道3D成果圖清楚顯示：隧道拱頂738至710段，呈倒三角楔形的垮塌界面。與實際地質(zhì)條件一致。3、在