郭孟宅

隧道施工地质超前预报,就是利用一定的技术和手段收集隧道所在岩体的有关资料,并运用相应的理论和规律对这些资料进行分析、研究,从而对施工掌子面前方岩体情况或成灾可能性做出预报。我国目前正在进行大规模的基础设施建设中,包括有大量的铁路、公路、引水等隧道(隧洞)建设,其中有不少隧道处在复杂岩性、构造、高地应力地区。在我国隧道施工中由于对施工前方地质条件的不了解造成的隧道坍塌、突水等事故时有发生。因此普遍在隧道施工中采用地质超前预报技术,特别是采用国际先进的(Amberg)技术公司TSP(Tunnel Seismic Prediction)波方法的地质超前预报技术对提高我国隧道建设的水平有很大的帮助。

1 TSP方法简介

1.1 原理、方法

TSP方法属于多波多分量高分辨率地震反射法。地震波在设计的震源点(通常在隧道的两边墙,大约24个炮点)用小量炸药激发产生。当地震波遇到岩石波阻抗差异界面(如断层、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传感器接收。数据通过TSPwin软件处理,便可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。

1.2 TSP探测系统

1.2.1 TSP探测系统分数据采集系统

TSP采集系统由记录仪、接收仪和起爆装置等组成(见图1)。通常要求采用两个接收仪和24个爆破孔组成,接收仪孔和爆破孔分别布置在掌子面附近两面的边墙上。接收仪是用来接收地震信号的仪器,安装在一个被水泥或两节环氧树脂夹固定在岩层上的管套里面。……