PPTTSP隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

TSP隧道超超前地地質(zhì)預(yù)預(yù)報(bào)內(nèi)容容1前言2TSP原理與與方法法3應(yīng)用事事例與與效果果分析析4結(jié)論1、前前言●TSP(TunnelSeismicPrediction)系統(tǒng)是是為隧隧道超超前地地質(zhì)預(yù)預(yù)報(bào)而而專門門設(shè)計(jì)計(jì)的，，是目目前隧隧道超超前地地質(zhì)預(yù)預(yù)報(bào)中中最新新的地地球物物理探探測方方法之之一，屬地震震反射射波勘勘探方方法。。●TSP預(yù)報(bào)：：■斷層層及其其破碎碎帶■節(jié)理理（裂裂隙））發(fā)育育帶■軟弱弱巖層層■含水水地質(zhì)質(zhì)體及及充水水狀況況■圍巖巖的巖巖石物物理力力學(xué)參參數(shù)結(jié)合隧隧道設(shè)設(shè)計(jì)資資料和和掘進(jìn)進(jìn)地質(zhì)質(zhì)素描描資料料，可可以對(duì)對(duì)圍巖巖級(jí)別別進(jìn)行行確定定，為為隧道道施工工和支支護(hù)參參數(shù)的的確定定提供供依據(jù)據(jù)。2、TSP原理與與方法法●TSP原理系統(tǒng)組成成表面反射界面面介質(zhì)1ρi，Vi介質(zhì)2ρi+1，，Vi+1透射波反射波■反射系數(shù)數(shù)R=ρi+1Vi+1-ρiViρi+1Vi+1+ρiVi■物理基礎(chǔ)礎(chǔ)：R≠0直達(dá)波滑行波折射波●根據(jù)波的的傳播路路徑地震震波的分分級(jí)■反射振幅幅A反=R.A入轉(zhuǎn)換橫波波反射橫波波ρ--介質(zhì)密度度V--速度●TSP工作方法法■儀器器：TSP203■觀測系統(tǒng)統(tǒng)：0-15m-49.5m24個(gè)炮點(diǎn)1個(gè)個(gè)（或2個(gè)）檢檢波器接接收■震源源：：炸藥■炮點(diǎn)點(diǎn)距距：1.5m■采樣樣率率：62.5μs或125μs■記錄長度度：451ms（最大記錄錄長度1.808s，最大探探測長度度超過1000m）■數(shù)據(jù)處處理與解解釋：TSPwin（專用配套套軟件））也可以根根據(jù)不同同的預(yù)報(bào)報(bào)距離調(diào)調(diào)整上述述參數(shù)。。如增大大炮點(diǎn)距距，增加加激發(fā)藥藥量等，，就可以以預(yù)報(bào)更更大的距距離。采集的三三分量地地震記錄錄●TSP探測成果果分離的P、SH、SV波時(shí)間剖剖面深度偏移移剖面以以及提提取的的地震反反射層位位提取的反反射層深度偏移移剖面2D及3D成果顯示示通過TSPwin軟件計(jì)算算的巖石石物理及及力學(xué)參參數(shù)●關(guān)于TSP解釋準(zhǔn)則則■正反射振振幅表明明硬巖層層，負(fù)反反射振幅幅表明軟軟巖層。?！鋈鬝波反射較較P波強(qiáng)，則則表明巖巖層飽含含水?！鯲p/Vs增加或泊泊松比突突然增大大，常常常由于流流體的存存在而引引起。■若Vp下降，則則表明裂裂隙或孔孔隙度增增加。●關(guān)于軟、硬巖巖層識(shí)別別的依據(jù)據(jù)表面反射界面面介質(zhì)1ρi，Vi介質(zhì)2ρi+1，，Vi+1反射波■反射波振振幅的極極性決定定巖石的的相對(duì)軟軟硬（與公路路相關(guān)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中巖巖石等級(jí)級(jí)劃分的的硬質(zhì)和軟軟質(zhì)巖石石不一致致）■密度ρ和速度V的影響因因素：巖石成分分、孔隙隙度、流流體含量量、地質(zhì)質(zhì)年代、、埋深、、構(gòu)造運(yùn)運(yùn)動(dòng)影響響等正極性-紅色負(fù)極性-蘭色TSP成果解釋釋波的動(dòng)力力學(xué)特征征波形頻譜振幅圍巖地質(zhì)質(zhì)體性質(zhì)質(zhì)、空間間位置和和規(guī)模TSP隧道超前前地質(zhì)預(yù)預(yù)報(bào)工作作流程TSP數(shù)據(jù)采集集TSP數(shù)據(jù)處理理波的運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)特征征傳播路徑徑速度時(shí)間安定斷裂裂阿墨江斷斷裂把邊江斷斷裂哀牢山變質(zhì)巖帶帶紅河斷裂穩(wěn)定地塊塊●云南元(江)磨(黑黑)高速公路路■國道213線云云南境內(nèi)內(nèi)部分■全長147.37千米米■設(shè)計(jì)隧隧道23座，從從短隧道到特長長隧道均均有■地質(zhì)條條件復(fù)雜雜★哀牢山變質(zhì)巖帶帶★紅河斷裂★安定斷裂裂★阿墨江斷裂裂★把邊江斷裂裂3、應(yīng)用事事例與效果分析析■影響隧道施工的主要要地質(zhì)因素素：★巖性復(fù)雜雜（沉積巖巖、巖漿巖巖、變質(zhì)巖巖）★構(gòu)造復(fù)雜雜（斷層、、節(jié)理、地質(zhì)破碎區(qū)區(qū)）★地表水系發(fā)發(fā)育，地下下水豐富★巖溶區(qū)■不良地質(zhì)因素導(dǎo)致下述問問題:★塌方，沉陷陷★涌水★人員和設(shè)備備傷害★影響進(jìn)度和和形象為確保隧道道施工質(zhì)量量、安全和和進(jìn)度，采采用用TSP方法對(duì)隧道道進(jìn)行超前前地質(zhì)預(yù)報(bào)報(bào)工作應(yīng)用現(xiàn)場安裝接收單單元（檢波波器）數(shù)據(jù)采集●實(shí)例分析之之一—破碎帶情情況—■DFYK隧道上行線線K256+281～～K256+131段TSP預(yù)報(bào)REF-FACE：：60m在施工過程程中，K256+221掌子面發(fā)生生坍方，圍巖為炭質(zhì)質(zhì)板巖、破破碎。為為了治理，，采用TSP探測，深度度偏移剖面面K256+221～～216段明顯反映映出巖層破破碎的特征征，破碎帶帶在K256+216處結(jié)束。治治理驗(yàn)證，，結(jié)果與預(yù)預(yù)報(bào)完全吻吻合。破碎區(qū)K256+281K256+131預(yù)報(bào)的地質(zhì)質(zhì)剖面破碎區(qū)破碎區(qū)●實(shí)例分析之之二—富水情況況—■DFYK隧道上行線線K256+103～～K255+953段TSP預(yù)報(bào)R-F：55mTSP預(yù)報(bào)K256+052～～K255+999軟弱巖層，，富水段實(shí)際施工情情況K256+052～～K255+999為炭質(zhì)板巖夾板巖，K256+044～～K256+000段涌水量大，施工工中增加了了排水設(shè)施施，增強(qiáng)支支護(hù)。預(yù)報(bào)富水段預(yù)報(bào)富水段預(yù)報(bào)軟弱巖層●實(shí)例分析之之三—軟弱巖層層—■DFYK隧道上行線線K255+839～～K255+689段TSP預(yù)報(bào)K255+756－－K255+741軟弱巖層，，含水實(shí)際情況挖遇炭質(zhì)板巖，

裂隙滲滲水，在K255+758－－755段發(fā)生坍塌塌,越過過K255+741后圍巖為硬硬質(zhì)的板巖巖K255+903K255+689預(yù)報(bào)的地質(zhì)質(zhì)剖面軟弱層●實(shí)例分析之之四—關(guān)于斷層層—■DFYK隧道下行線線K256+180～～K255+987K256+084～K255+934TSP預(yù)報(bào)K256+131K256+237原設(shè)計(jì)K256+080～～K256+000為斷層TSP探測圖象沒有反映斷斷層存在的特征征實(shí)際施工情情況沒有發(fā)現(xiàn)斷斷層設(shè)計(jì)圖中的的斷層■BLQ隧道上行線線K286+674～～K286+574TSP預(yù)報(bào)REF-F：46m原設(shè)計(jì)K286+630為斷層TSP預(yù)報(bào)K286+642～～K286+619為斷層及其其影響帶實(shí)際地質(zhì)情情況K286+641～～K286+620段為泥巖夾粉砂巖透透鏡體，見斷層派派生節(jié)理，，掌子面滲水。K286+720斷層K286+720K286+574預(yù)報(bào)的地質(zhì)質(zhì)剖面預(yù)報(bào)斷層●實(shí)例分析之之五—關(guān)于煌斑斑巖—■DFYK隧道下行線線K255+047～～K255+197TSP預(yù)報(bào)TSP預(yù)報(bào)煌斑巖范圍圍K255+160～～K255+228實(shí)際施工情情況目前已挖至至K255+150，，仍然沒遇到到煌斑巖設(shè)計(jì)K255+040～～K255+270為煌斑巖K254+998K255+197預(yù)報(bào)報(bào)的的地地質(zhì)質(zhì)剖剖面面預(yù)報(bào)報(bào)位位置置2D結(jié)果果顯顯示示及及巖巖石石物物性性圖圖預(yù)報(bào)報(bào)煌煌斑斑巖巖分分布布區(qū)區(qū)●圍巖巖級(jí)級(jí)別別的的確確定定圍巖巖級(jí)級(jí)別別《公公路路工工程程地地質(zhì)質(zhì)勘勘察察規(guī)規(guī)范范》》圍巖巖的的軟軟硬硬構(gòu)造造影影響響程程度度圍巖巖物物理理力力學(xué)學(xué)參參數(shù)數(shù)TSP探測測成成果果含水水情情況況節(jié)理理發(fā)發(fā)育育情情況況泊松松比比密度度縱波波速速度度靜態(tài)態(tài)楊楊氏氏模模量量■TSP探測測成成果果確確定定圍圍巖巖級(jí)級(jí)別別DFYK隧道道K255+046——157段K255+046——+094、、094——+157段分分別別設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)為為Ⅳ、Ⅲ級(jí)圍圍巖巖。。根據(jù)據(jù)TSP探測測結(jié)結(jié)果果，，參參照照有有關(guān)關(guān)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)及及計(jì)計(jì)算算的的力力學(xué)學(xué)參參數(shù)數(shù)，，圍圍巖巖級(jí)級(jí)別別應(yīng)應(yīng)為為Ⅲ級(jí)，，但但結(jié)結(jié)合合該該段段巖巖性性為為板板巖巖、、受受斷斷層層構(gòu)構(gòu)造造影影響響程程度度較較高高、、局局部部富富水水、、節(jié)節(jié)理理發(fā)發(fā)育育情情況況，，將將圍圍巖巖級(jí)級(jí)別別判判定定在在Ⅳ級(jí)。實(shí)實(shí)際際施施工工的的地地質(zhì)質(zhì)情情況況與與預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)相相基基本本吻吻合合。。施施工工時(shí)時(shí)已已調(diào)調(diào)整整了了支支護(hù)護(hù)參參數(shù)數(shù)，，增增強(qiáng)強(qiáng)了了支支護(hù)護(hù)。。4、、結(jié)結(jié)論論采用TSP技術(shù)能夠?qū)λ硭淼拦ぷ髅媲扒胺絿鷰r地質(zhì)質(zhì)情況的性質(zhì)質(zhì)、位置和規(guī)規(guī)模進(jìn)行比較較準(zhǔn)確的探測測，包括：■斷層及其破碎碎帶■節(jié)理（裂隙））發(fā)育帶■軟硬巖層■含水地質(zhì)體及及其充水狀況況■巖溶發(fā)育狀況況■圍巖級(jí)別通過TSP預(yù)報(bào)■了解前方存在在的地質(zhì)缺陷陷情況■隧道施工和及及時(shí)調(diào)整支護(hù)護(hù)參數(shù)提供依依據(jù)■有效地控制了了地質(zhì)事故的的發(fā)生■保證施工質(zhì)量量和安全■將風(fēng)險(xiǎn)減到最最小■提高隧道掘進(jìn)進(jìn)的速度，贏得施工時(shí)間間TSP隧道地地震預(yù)預(yù)報(bào)技技術(shù)■預(yù)報(bào)范范圍大大，一一般為為100m，經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)豐富富者可可達(dá)到到150～200m?！霾僮骱喓唵?，，除打打鉆、、放炮炮和出出渣外