隧道監(jiān)測及地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)

報(bào)告目錄？監(jiān)控和預(yù)報(bào)--隧道施工地質(zhì)災(zāi)害一三？預(yù)報(bào)--隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)與方法二？監(jiān)控--隧道監(jiān)控量測技術(shù)方法★勘察設(shè)計(jì)階段：查明工程地質(zhì)條件、評價(jià)主要工程地質(zhì)問題。宏觀、整體★隧道施工階段：方案實(shí)施，驗(yàn)證勘察成果。具體、局部、細(xì)微

1.隧道施工地質(zhì)災(zāi)害類型及其危害局部的、隨機(jī)的不良地質(zhì)洞段成為施工最大的安全隱患。主要施工地質(zhì)災(zāi)害：★塌方★巖溶、突水突泥★高低溫★瓦斯★圍巖大變形★巖爆

1.1隧道塌方

★在隧道施工中經(jīng)常發(fā)生的一種事故，會造成停工、人員傷亡、設(shè)備損壞等后果?！锒喟l(fā)生在圍巖類別低，巖體質(zhì)量差，含水豐富，斷層、巖脈破碎帶，特殊巖土體等處已施工初期支護(hù)未塌方段為ZK71+692～800段和ZK71+837～888.8段。隧道洞內(nèi)塌方體初步估算約2500m3，塌落體主要為粒徑10～100cm的單個(gè)塊石和碎塊狀炭質(zhì)灰?guī)r，分析塌方的主要原因是地質(zhì)突然惡化，ZK71+810.5附近為一小型破碎構(gòu)造帶，圍巖自穩(wěn)能力差，地下水量大，開挖時(shí)未及時(shí)支護(hù)，造成局部坍塌，并影響前后掌子面連鎖反應(yīng)，從而造成大塌方。2011年7月18日，大連勝利路附近正在施工的一條隧道發(fā)生坍塌事故，12名施工人員被困。

2008年12月16日，大崗山主廠房第Ⅰ層廠

塌方1200m3，處理1.5年圖深溪溝排水洞K0+294.8m實(shí)際開挖斷面圖塌方事故多發(fā)，工期延長1年，投資增加近一半2007年11月20日8:40，高陽寨隧道巖崩約3000m3。亡35人1.2巖溶、突水突泥

★常見于降雨量較大、地存在表水體、地下水豐富的地區(qū)施工的隧道?！锍霈F(xiàn)涌水的地方不一定會有巖溶，但是出現(xiàn)巖溶的地區(qū)多數(shù)伴有突水突泥。

★發(fā)生突水后，會造成停工、設(shè)備沖毀、人員傷亡等。

國內(nèi)外隧道突涌水災(zāi)害

★日本青函隧洞（2130m）火山角礫巖、凝灰?guī)r斷裂帶，突水量10.08×104m3/d，水壓2.16MPa，死亡34人，傷殘1300余人，經(jīng)5個(gè)多月才控制，工期推遲10年★日本舊丹那隧洞(7.804km)，6次大的突水涌泥，最大突水量達(dá)19.35×104m3/d，涌泥量7000余立方，水壓達(dá)1.14~4.12MPa，造成嚴(yán)重傷亡，工期長達(dá)16年之久★京廣線大瑤山隧洞，突水量3萬m3/d★成昆線沙木拉達(dá)隧洞，最大達(dá)5.2萬m3/d多次突水，停工32d★襄渝鐵路大巴山隧洞，中斷3月，最后采取繞避★大秦線軍都山隧洞★成昆線上的紅廟隧洞，因突水難以整治而改線★衡廠夏線衡韶段，發(fā)生14次大型涌泥突水，約100萬m3，地表陷穴40多處。工期延長近2年，造價(jià)增加50%★渝懷鐵路圓粱山隧洞★水柏鐵路何家寨隧洞，22次大涌水、泥砂，延遲半年，增加投資數(shù)千萬元★宜萬鐵路五爪觀隧道，長3724m，單面坡。隧道進(jìn)口附近發(fā)育五爪觀暗河。在陡崖上，以懸掛泉形式溢出“五爪水泉”，供五爪觀電站發(fā)電用水，也為蘭草谷景區(qū)景點(diǎn)之一

2006年1-21日凌晨6點(diǎn)，宜萬鐵路馬鹿箐隧洞掌子面拱頂突水崩潰，13人被堵在洞內(nèi)，2人被沖出洞外生還，11人遇難。溶腔內(nèi)水壓力為0.8～1.2MPa，泄水量為1000～5000m3/h

泄水洞位置水文地質(zhì)特征示意圖圖

馬鹿箐泄水洞溶腔界面示意圖（單位：cm）“+978”溶洞橫斷面示意圖馬鹿箐隧道+978高壓突水突泥溶腔

溶洞邊壁支溶洞

支溶洞出口掌子面揭示溶洞

大崗山3#膠帶機(jī)洞工程地質(zhì)縱剖面圖

大崗山09年8月5日3#膠帶機(jī)洞突水塌方后出口情況

突水突泥段示意圖1.3高地溫

在火山帶的地區(qū)修建隧道或深部地下工程，會遇到比較高溫高熱，地層可能會噴出熱水或者有害氣體，使人燙傷或中毒，嚴(yán)重者死亡。

表1列舉了國內(nèi)外部分深埋長隧道的地溫值及穿越的主要地層巖性。地溫值與隧道所在地區(qū)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、近期巖漿活動等因素都有密切關(guān)系。此外,地溫值還與地下水的狀態(tài)有關(guān),很多已建成的隧道原預(yù)測溫度很高,但實(shí)際施工時(shí)發(fā)現(xiàn)并不高,如西康鐵路秦嶺隧道。1.4瓦斯爆炸★一定濃度的甲烷和空氣中的氧氣在一定溫度作用下產(chǎn)生激烈氧化反應(yīng)。當(dāng)隧道里的甲烷濃度超過16%時(shí)，它不會燃燒和爆炸；但是當(dāng)濃度超過40%時(shí)，可以使人因嚴(yán)重缺氧而窒息或死亡。

★瓦斯氣體主要賦存、聚集于巖體內(nèi)的裂隙、孔隙內(nèi)，因巖體內(nèi)裂隙、孔隙的發(fā)育具隨機(jī)性，故瓦斯溢出的時(shí)間和部位都具有明顯的隨機(jī)性?！锲渌弘?、氦等放射性氣體1.5圍巖大變形★圍巖變形量超過了設(shè)計(jì)變形量，造成施工困難，就認(rèn)為發(fā)生了圍巖大變形。

★圍巖的變形、失穩(wěn)破壞主要是由圍巖的固有屬性、結(jié)構(gòu)體和巖體結(jié)構(gòu)面的性狀和應(yīng)力條件不利引起。

★發(fā)生在軟巖地層（軟夾層）、斷層破碎帶、大范圍巖溶充填物、巖體節(jié)理裂隙不利組合和內(nèi)存坍塌物的廢棄礦巷在隧道掌子面前方出現(xiàn)位置、性質(zhì)及規(guī)模的預(yù)報(bào)。破碎帶圍巖大變形1.6巖爆

★因開挖卸荷致使洞壁應(yīng)力重分布，儲存在巖體內(nèi)部的彈性應(yīng)變能突然釋放，發(fā)生爆裂松脫、剝落彈射甚至拋擲現(xiàn)象的一種動力失穩(wěn)地質(zhì)災(zāi)害★硬脆性圍巖、高地應(yīng)力條件巖爆巖爆區(qū)？隧道施工過程中存在各種地質(zhì)災(zāi)害因素在孕育有一定風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境的隧道工程中，就有可能發(fā)生各類風(fēng)險(xiǎn)事故，從而對承載體系帶來各種各樣的損失監(jiān)控量測超前預(yù)報(bào)為什么要對隧道進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)報(bào)？報(bào)告目錄隧道施工地質(zhì)災(zāi)害類型及其危害一三隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)與方法二隧道監(jiān)控量測技術(shù)方法2.隧道監(jiān)控量測技術(shù)方法2.1監(jiān)控量測的內(nèi)容必測項(xiàng)目和選測項(xiàng)目必測項(xiàng)目洞內(nèi)觀察與地質(zhì)素描凈空變化量測拱頂下沉量測地表下沉量測必測項(xiàng)目和選測項(xiàng)目選測項(xiàng)目

圍巖內(nèi)部位移監(jiān)測；噴砼應(yīng)力監(jiān)測；圍巖壓力監(jiān)測；鋼拱架應(yīng)力監(jiān)測；二襯應(yīng)力監(jiān)測；錨桿或錨索內(nèi)力及抗拔力

量測項(xiàng)

目圍巖種類必測項(xiàng)目選測項(xiàng)目洞內(nèi)觀察凈空收斂拱頂下沉地表下沉襯砌應(yīng)力圍巖內(nèi)位移錨桿軸力鋼支撐應(yīng)力接觸壓力混凝土應(yīng)變洞內(nèi)彈性波硬巖◎○○○△△△△△△△軟巖◎◎◎○△◎◎△△△△土砂◎◎◎◎◎○○○○△△◎必須實(shí)施、○可以實(shí)施、△必要時(shí)實(shí)施2.2監(jiān)控量測的方法2.2.1必測項(xiàng)目1、目測觀察獲得與圍巖穩(wěn)定狀態(tài)有關(guān)的直觀信息⑴掌子面地質(zhì)層巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、有無斷層，圍巖類別，自穩(wěn)情況，地下水的影響情況等⑵對初期支護(hù)效果：噴層有無裂縫，裂縫的部位、長度、寬度、深度2、周邊收斂量測收斂：隧道圍巖周邊各點(diǎn)趨向隧道中心的變形。周邊位移是隧道圍巖應(yīng)力狀態(tài)變化最直觀的反映。1）量測目的⑴判斷隧道空間的穩(wěn)定性；⑵根據(jù)變位速度判斷圍巖穩(wěn)定程度和二次襯砌施作的合理時(shí)機(jī)；⑶指導(dǎo)現(xiàn)場的施工。

2）量測設(shè)計(jì)⑴收斂量測的間距與測線

必測項(xiàng)目量測斷面間距和每斷面測點(diǎn)數(shù)量圍巖級別斷面間距（m）每斷面測點(diǎn)數(shù)量凈空變化拱頂下沉V～VI5～101～2條基線1～3點(diǎn)IV10～301條基線1點(diǎn)III30～501條基線1點(diǎn)⑵量測頻率：量測頻率可根據(jù)位移速度和量測斷面距開挖面距離按位移速度位移速度（mm/d）量測頻率≥52次/d1～51次/d0.5～11次/2～3d0.2～0.51次/3d＜0.21次/7d按距開挖面距離(注：b為隧道開挖寬度)量測斷面距開挖面距離（m）量測頻率(0～1)b2次/d(1～2)b1次/d(2～5)b1次/2～3d＞5b1次/7d3）量測儀器收斂計(jì)：機(jī)械式的收斂計(jì)、數(shù)顯式收斂計(jì)例：QJ-85型坑道周邊收斂計(jì)；JSS30A型數(shù)顯收斂計(jì)；SWJ－IV型隧道隧道收斂計(jì)。3、拱頂下沉量測

埋深較淺、固結(jié)程度低的地層，水平成層的場合，這項(xiàng)量測比收斂量測更為重要

量測數(shù)據(jù)是確認(rèn)圍巖的穩(wěn)定性，判斷支護(hù)效果，指導(dǎo)施工工序，預(yù)防拱頂崩塌，保證施工質(zhì)量和安全的最基本的資料。

1、圍巖內(nèi)部位移量測1）隧道圍巖內(nèi)部位移量測的主要目的是：⑴了解隧道圍巖的徑向位移分布和松弛范圍。⑵判斷開挖后圍巖的松動區(qū)、強(qiáng)度下降區(qū)以及彈性區(qū)的范圍。⑶根據(jù)實(shí)測結(jié)果優(yōu)化錨桿參數(shù)，指導(dǎo)施工。2）量測儀器：多點(diǎn)位移計(jì)3）測量原理

2.2.2選測項(xiàng)目中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）2、錨桿軸力量測1）量測目的⑴把握錨桿實(shí)際工作狀態(tài)及軸向力⑵結(jié)合位移量測，判斷圍巖發(fā)展趨勢，分析圍巖內(nèi)強(qiáng)度下降區(qū)的界限⑶修正錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)，評價(jià)錨桿支護(hù)效果2）量測方法和儀器

錨桿的軸向力測定，按其量測原理可分為電測式和機(jī)械式兩類。電阻應(yīng)變式和機(jī)械式是通過量測錨桿不同深度處的應(yīng)變（或變形），然后按有關(guān)計(jì)算方法轉(zhuǎn)求應(yīng)力。鋼弦式則是通過測定不同深度處傳感器受力后的鋼弦振動頻率變化，轉(zhuǎn)求應(yīng)力。3、圍巖壓力及兩層支護(hù)間壓力量測

圍巖與支護(hù)或噴層與二次襯砌混凝土間的接觸壓力的測試1）目的：了解圍巖壓力的量值及分布狀態(tài)；判斷圍巖和支護(hù)的穩(wěn)定性，分析二次襯砌的穩(wěn)定性和安全度。2）量測儀器與原理

液壓式測力計(jì)和電測式測力計(jì)。弦測法原理鋼弦式壓力盒布置圖4、鋼支撐應(yīng)力量測

了解鋼支撐的實(shí)際工作狀態(tài)，從鋼支撐的性能曲線確定在此壓力作用下所具有的安全系數(shù)，視具體情況確定是否需要采用加固措施。1）量測目的⑴了解鋼支撐應(yīng)力的大小，為鋼支撐選型與設(shè)計(jì)提供依據(jù)。⑵根據(jù)鋼支撐的受力狀態(tài)，判斷隧道空間和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。⑶了解鋼支撐的實(shí)際工作狀態(tài)，保證隧道施工安全。2）量測元件

鋼弦式表面應(yīng)變計(jì)

鋼弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)

5、混凝土應(yīng)力量測了解混凝土層的變形特性以及應(yīng)力狀態(tài)；掌握噴層所受應(yīng)力的大小，判斷噴射混凝土層的穩(wěn)定狀況；判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)長期使用的可靠性以及安全程度；檢驗(yàn)二次襯砌設(shè)計(jì)的合理性，積累資料。2.3監(jiān)測預(yù)報(bào)實(shí)例A隧道監(jiān)控量測周報(bào)月報(bào)B隧道監(jiān)控量測周報(bào)隧道施工監(jiān)控量測的意義確定隧道圍巖變形狀態(tài)提出圍巖變形失穩(wěn)預(yù)警確定隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)受力變形狀態(tài)為隧道支護(hù)參數(shù)變更提供依據(jù)為確定隧道支護(hù)與開挖工作面間合理距離提供依據(jù)為什么要對隧道進(jìn)行監(jiān)測?

量測項(xiàng)

目圍巖種類必測項(xiàng)目選測項(xiàng)目洞內(nèi)觀察凈空收斂拱頂下沉地表下沉襯砌應(yīng)力圍巖內(nèi)位移錨桿軸力鋼支撐應(yīng)力接觸壓力混凝土應(yīng)變洞內(nèi)彈性波硬巖◎○○○△△△△△△△軟巖◎◎◎○△◎◎△△△△土砂◎◎◎◎◎○○○○△△◎必須實(shí)施、○可以實(shí)施、△必要時(shí)實(shí)施報(bào)告目錄隧道施工地質(zhì)災(zāi)害類型及其危害一三隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)與方法二隧道監(jiān)控量測技術(shù)方法隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)工作方法(1)資料收集、勘察成果整理分析、熟悉設(shè)計(jì)文件、資料和圖紙

a.預(yù)可研和可行性研究階段資料收集

b.勘察成果整理分析

c.熟悉設(shè)計(jì)文件、資料和圖紙(2)補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查

通過前述工作，確定隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)重點(diǎn)段，確保有限經(jīng)費(fèi)的有效使用

3.隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)與方法(3)洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查和掌子面地質(zhì)素描

a.洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查

b.掌子面地質(zhì)素描(4)物探方法的選擇和現(xiàn)場實(shí)施掌子面探測

a.物探方法的選擇(物探方法與地質(zhì)法的結(jié)合)b.掌子面探測(5)探測成果分析(6)隧道工程巖體分級

工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)（GB50218—95）以巖體完整性、巖石質(zhì)量作為分級的基本參數(shù)，以主要結(jié)構(gòu)面狀態(tài)、巖體含水情況、和初始應(yīng)力狀態(tài)作為修正參數(shù)來進(jìn)行。(6)隧道工程巖體分級根據(jù)巖體基本質(zhì)量指標(biāo)的大小將工程巖體分為五級：

BQ=90+3RC+250KV根據(jù)地下水、主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、巖體初始地應(yīng)力狀態(tài)對巖體基本質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行修正，根據(jù)修正后的巖體基本質(zhì)量指標(biāo)確定工程巖體的最終級別：

[BQ］=（90+3RC+250KV）—100（K1+K2+K3）式中RC—巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度（MPa）

KV—巖體完整性指數(shù)；

K1—地下水影響修正指標(biāo)；

K2—主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正指標(biāo)；

K3—初始應(yīng)力狀態(tài)影響修正指標(biāo)；(7)預(yù)報(bào)報(bào)告的內(nèi)容

1）工程概況；2）地質(zhì)預(yù)報(bào)采用的方法原理；3）探測掌子面地質(zhì)調(diào)查結(jié)果、掌子面地質(zhì)素描圖；4）探測區(qū)、點(diǎn)布置圖；5）結(jié)合隧道勘察設(shè)計(jì)資料、補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查結(jié)果、洞內(nèi)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行的探測分析結(jié)果（包括文字、探測典型波形圖、波譜圖和成果圖等）；6）預(yù)報(bào)結(jié)論及下步施工措施建議（圍巖加固、初期支護(hù)、超前支護(hù)、永久支護(hù)措施等，必要時(shí)給出掌子面前方巖體分級建議）

(8)驗(yàn)證

施工開挖驗(yàn)證是隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的重要的一環(huán)，是改進(jìn)探測布置、提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的需要，也是完成預(yù)報(bào)工作的要求。具體而言，應(yīng)隨開挖進(jìn)行不良地質(zhì)體帶位置、性質(zhì)、規(guī)模和地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的位置、規(guī)模等的記錄，并與預(yù)報(bào)結(jié)論進(jìn)行對比（列表對比），從中分析成功和失敗的原因，以利下一步工作的開展。

3.隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)與方法

地質(zhì)綜合分析是系統(tǒng)性的工作，工程性質(zhì)、工程區(qū)基本地質(zhì)條件決定手段和方法。

主要方法

地質(zhì)分析法

物探法

水平鉆孔法3.1、地質(zhì)分析法在隧道的預(yù)可研和可行性研究階段、勘察設(shè)計(jì)階段均采用地質(zhì)法進(jìn)行。在隧道施工階段主要根據(jù)隧道施工期掌子面地質(zhì)條件，如巖體結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及其發(fā)育狀況、巖體破碎程度、巖石的變質(zhì)程度等的變化特征，結(jié)合地表地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，采用相關(guān)分析（包括結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計(jì)分析、構(gòu)造相關(guān)分析等）進(jìn)行超前預(yù)報(bào)，主要預(yù)報(bào)隧道掌子面前方存在的斷層、不同巖類間的接觸界面特別是火成巖與沉積巖間的接觸界面、隧道前方圍巖的穩(wěn)定性及失穩(wěn)破壞型式等。

★地質(zhì)法:隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)是最早開展的，也是任何其它隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法的基礎(chǔ)。對物探和鉆孔超前探測資料的任何解釋和應(yīng)用，都離不開施工過程中觀測和收集的地質(zhì)判斷★地質(zhì)分析法主要有：

1）地質(zhì)投影法

2）地質(zhì)層序法

3）工程地質(zhì)類比法

4）地質(zhì)編錄法3.2、綜合物探法

物理探測技術(shù)的發(fā)展優(yōu)點(diǎn):直觀、高效、缺點(diǎn)：反映某種物理現(xiàn)象對物理現(xiàn)象反映出的異常進(jìn)行定性、定量鑒別，則是物探方法的關(guān)鍵。

中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）3.2、綜合物探法

（1）地質(zhì)雷達(dá)法地質(zhì)雷達(dá)法采用的是連續(xù)掃描電磁波反射曲線的疊加，利用電磁波在隧道掌子面前方巖體中的傳播、反射，根據(jù)測到的反射脈沖波走時(shí)計(jì)算反射界面距隧道施工掌子面的距離。地質(zhì)雷達(dá)被認(rèn)為是目前分辨率最高的地球物理方法，但由于預(yù)報(bào)距離短，易受隧道洞內(nèi)機(jī)器、管線的干擾，目前多用于巖溶洞穴、含水帶和破碎帶的探測預(yù)報(bào)。

（1）地質(zhì)雷達(dá)法

地質(zhì)雷達(dá)工作原理示意圖

地質(zhì)雷達(dá)工作原理示意圖地質(zhì)雷達(dá)

雷達(dá)測試

實(shí)例1

某隧道右線YK84＋948～YK84＋978里程段的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中（FD－MT－R17，2007-08-29），指出圍巖YK84＋968～YK84＋972里程段存在節(jié)理蝕變帶或破碎帶，含有一定基巖裂隙水，并建議施工時(shí)應(yīng)控制進(jìn)尺和炸藥量。

開挖結(jié)果表明，此段圍巖存在較明顯的節(jié)理蝕變帶，且含水量較大，出現(xiàn)水如雨下的情況。

YK84＋948～YK84＋978地質(zhì)雷達(dá)波形圖YK84＋968～YK84＋972里程存在水平強(qiáng)反射同相軸，推測該處圍巖存在節(jié)理蝕變帶或破碎帶，并含有一定基巖裂隙水，施工時(shí)應(yīng)注意，并應(yīng)控制進(jìn)尺和炸藥量?，F(xiàn)場照片右線YK84＋968～YK84＋972里程段實(shí)例2

某隧道右線出口YK68+397~YK68+388里原設(shè)計(jì)圍巖級別為Ⅲ級，無斷層存在；預(yù)報(bào)圍巖級別為IV級偏下～V級。建議對此段圍巖按V類復(fù)合式襯砌施工，并應(yīng)特別加強(qiáng)錨桿超前支護(hù)以防止拱頂和側(cè)墻發(fā)生掉塊、塌方事故。

預(yù)報(bào)結(jié)果經(jīng)開挖證實(shí)。

在YK68+391～YK68+388里程即掌子面前方6～9米的范圍內(nèi),存在兩條由左向右逐漸變淺的強(qiáng)反射面，判斷為掌子面頂部傾向掌子面前方的構(gòu)造破碎帶與隧道的兩次相交位置，破碎帶內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育，含水量大，局部存在股狀水流。

右線出口YK68+397～YK68+372里程段波形圖雷達(dá)成像應(yīng)用實(shí)例3a.隧道頂部巖層厚度探測(h=△t·V/2)b.隧道掌子面前方地質(zhì)情況預(yù)報(bào)武漢地鐵雷達(dá)探測現(xiàn)場圖片雷達(dá)在湖北翻壩高速公路隧道探測現(xiàn)場雷達(dá)在湖北翻壩高速公路隧道探測現(xiàn)場TSP（TunnelSeismicPrediction，隧道地震勘探）設(shè)備是由瑞士安伯格公司開發(fā)、生產(chǎn)的，是當(dāng)前國內(nèi)外最先進(jìn)的隧道隧洞長期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)設(shè)備，也是當(dāng)前超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)中的最重要手段。它與其它超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的設(shè)備相比，最大優(yōu)點(diǎn)是：探測距離遠(yuǎn)（可達(dá)隧道隧洞掌子面前方300～500米,有效預(yù)報(bào)距離100～150米），分辨率高（最高分辨率為1米），抗干擾能力強(qiáng)（基本不受干擾），影響施工很少（鉆孔和測試在側(cè)壁進(jìn)行，洞內(nèi)探測時(shí)間僅用45分鐘）。

（2）地震波反射法（TSP/TGP）該設(shè)備主要用于超前預(yù)報(bào)隧道掌子面前方不良地質(zhì)的性質(zhì)、位置和規(guī)模，最大探測距離為掌子面前方300~500m，設(shè)備限定的有效預(yù)報(bào)距離為掌子面前方100m，最高分辨率為≥1m地質(zhì)體。

（2）地震波反射法（TSP/TGP）TSP/TGP測量原理圖-探測過程見動畫中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）TSP隧道斷層平面圖（3）地震波反射層析成像法

采用在掌子面背后一定距離隧道周邊安設(shè)成組的三維接收傳感器，傳感器的布置視隧道幾何形態(tài)和TRT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基本形式預(yù)先確定。按預(yù)定型式在巖石表面安設(shè)10個(gè)以上帶前置放大功能的加速度傳感器，由地震源發(fā)射的信號及隧道掌子面前方界面反射回來的信號采用用標(biāo)準(zhǔn)24道地震儀采集，直達(dá)波及隧道掌子面前方異常體邊界反射回來的反射波由接收傳感器接收。數(shù)據(jù)采集后，在地震儀頂部計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和處理，完成隧道掌子面前方地質(zhì)情況的三維反射層析成像。

左圖:三維地震反射層析成像原理(據(jù)D.R.Hanson等)右圖:日本斧山某隧道掌子面前方TRT反射層析平面圖（據(jù)D.R.Hanson等）

（3）地震波反射層析成像法3.3、超前探孔法

超前探孔是地質(zhì)綜合分析最直接的手段，它通過鉆探取心編錄，對掌子面前方探孔揭露出的地層巖性、構(gòu)造、圍巖類別、含水性、巖溶洞穴等的位置、規(guī)模能做出較準(zhǔn)確的判斷。3.3、超前探孔法

優(yōu)缺點(diǎn)

屬直接揭示法，特別是取芯超前鉆孔法，一目了然。占用隧道施工掌子面時(shí)間長。費(fèi)用高?？梢云鸬教剿淖饔茫鐭o防突裝置或防突裝置質(zhì)量出現(xiàn)問題，遇高壓水時(shí)具有極大的風(fēng)險(xiǎn)性。探測結(jié)果只是一孔之見。遇軟弱、巖溶巖層取芯困難。富水區(qū)、高壓富水區(qū)實(shí)施超前鉆孔，應(yīng)安裝防突水裝置，亦可安裝孔口管，接上高壓球閥、連接件和壓力表，進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。3.3、超前探孔法

富水區(qū)實(shí)施超前鉆孔法地質(zhì)預(yù)報(bào)，應(yīng)安裝防突水裝置，亦可安裝孔口管，接上高壓球閥、連接件和壓力表，進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。在高壓富水區(qū)，應(yīng)設(shè)置避難場所、規(guī)定避災(zāi)逃生路線。發(fā)現(xiàn)巖壁松軟、片幫、沖洗液突增、頂鉆現(xiàn)象應(yīng)停鉆，情況緊急時(shí)應(yīng)組織人員立即撤離。

中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）主要預(yù)報(bào)方法的優(yōu)缺點(diǎn)方法名稱適用條件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)地質(zhì)調(diào)查分析法任何地質(zhì)條件方便快捷，結(jié)論可靠，性價(jià)比高需要專業(yè)地質(zhì)工程師，且工作量大TRT法軟弱夾層、斷層、破碎帶、含水帶等空間觀測、地震側(cè)移成像、工作效率高，操作簡單，成圖直觀不能分析圍巖波速，偏移圖像中存在虛假成分等