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1、交通建設建材與裝飾2015年11月淺談綜合物探法在隧道超前地質預報中的應用黃春榮(江西省核工業(yè)地質局二六三大隊)摘要:對于隧道工程施工建設而言,超前地質預報是保證工程施工建設安全性和高質量的重要前提條件,但是由于物探方法具有一定的間接性和多解性,如果僅僅依靠單一的物探方法來作為超前地質預報手段,其結果解釋具有一定的不可靠性,要想提高成果的精準度,就必須采取多種物探方法進行綜合預報和分析。為此,本文首先對綜合物探方法和技術進行了簡介,并以實際工程為案例,對綜合物探法在隧道超前地質預報中的應用問題進行了研
2、究,從而體現(xiàn)了綜合物探技術的廣闊發(fā)展前景。關鍵詞:綜合物探法;隧道工程;超前地質預報;應用中圖分類號:P631文獻標識碼:A文章編號:1673-0038(2015)46-0172-02前言某水電站輔助洞位于青藏高原向四川盆地過渡的斜坡帶,隧在我國社會經濟實現(xiàn)迅猛發(fā)展的大背景之下,城市規(guī)模的不洞沿線是由大理巖組成的主分水嶺,主體山峰高在4000m以上,斷擴大使得城市交通網絡越來越復雜,隧道具有縮短時空距離、最大高差超3000m;輔助洞的最大埋深約為2380m,其中埋深大行駛距離以及線條流暢等優(yōu)點,在城市
3、交通網絡的構建中具有于1500m的洞段約占75豫;輔助洞圍巖的巖性主要為大理巖、灰著不可替代的作用。隧道施工建設通常都是以線狀模式為主,其巖等碳酸鹽巖類和砂巖以及板巖等;在2000m高程以下的巖溶施工的復雜程度和地質條件情況呈正比例關系,為了減少施工不發(fā)育,除了進出口段以外,域類圍巖約占90豫;該隧道工程地建設過程中的地質災害,保證施工的順利進行和建設質量,需要質條件復雜,為了進一步實現(xiàn)對隧道前方的地質現(xiàn)象進行探測,進行地質超前預報。通過大量實踐證明,采用多種物探方法進行施工單位決定采用綜合物探方法來
4、進行隧道超前地質預報。綜合預報和分析,能夠極大程度的提高地質預報的準確性,有效2.2涌水段預報成果的降低了施工風險,在現(xiàn)代化工程建設中具有十分重要的現(xiàn)實在以TSP-203作為長距離宏觀控制、以雷達和BEAM探測意義。作為精準手段、在明顯異常洞段打超前鉆孔來作為雷達探測口1綜合物探技術原理簡介的整體預報工作思路之下,在BK4+950樁號掌子面上進行了雷達探測,如圖1所示,測線1和測線2出現(xiàn)了明顯強反射界面,1.1紅外探水連續(xù)反射且出現(xiàn)多次波,據此推測BK5+036~042m樁段為巖體物體在運動的過程中會
5、發(fā)射出紅外線,在形成紅外場之后就破碎帶,且含水;BK5+072~082m樁段則為裂隙發(fā)育帶,且含水。滿足了紅外探水的實際需求,當地質體中含有一定的地下水的時候,地下水場源所產生的紅外場會對地質體場源多產生的紅外場產生直接的影響,通過圍巖紅外場的變化情況來建立各監(jiān)測點的場強和測點到掘進面的距離之間的函數關系來完成超前探水預報。1.2地質雷達地質雷達方法的原理依據是地下介質對光譜電磁波的影響機理,通過判斷地下介質的分布情況來作為超前預報的主要內容。在探測的過程當中,地質雷達通過天線向地下進行發(fā)射,當信號到
6、達出現(xiàn)空洞或高阻分布不均勻等物體的時候,電磁波的頻率和強度就會發(fā)生不同的變化并返回到地面,工作人員可以以此開判斷地質構造的基本特點和潛在的安全隱患。1.3TSP-203圖1雷達成果示意圖TSP-203技術以通過振動波的回聲原理作為主要依據。地震根據TSP預報結果,在以上兩段分別加強了表面雷達的預波在以球面為形式的傳播過程中,當地震波受到巖石等物體阻報頻率,在雷達測試結果中并沒有發(fā)現(xiàn)BK5+036~042m樁段存礙的時候,部分傳播信號將會直接反射到信號發(fā)射的位置,另一在明顯的異常,但在BK5+058m的
7、掌子面測試中發(fā)現(xiàn)前方14m部分信號則會折射到前方的介質當中,地震監(jiān)測器會直接接收處存在明顯異常,如圖2所示,檢波器1和檢波器2所得圍巖參到相關信號,工作人員可以通過對反射波數據庫的基本情況來數縱波速度和橫波速度均有所降低,Vp/Vs和泊松比稍降低,局判斷相關隧道剖面和巖石的物理性質和基本力學參數。部增大,且密度變化不明顯,結合已開挖洞段揭露的地質現(xiàn)象判2綜合物探法在隧道超前地質預報中的應用斷BK5+072m左右為溶蝕裂隙密集帶,出現(xiàn)涌水的可能性較大;2.1工程概況BK5+042~058m樁段右側4.5
8、~9m的范圍為溶蝕裂隙且含水。·172·2015年11月建材與裝飾交通建設較大,使得地震反射波和電磁反射波之間出現(xiàn)了強反射,其異常特征遵循判別原則。(2)溶洞空腔等異常體的空間形態(tài)多變,一般為不規(guī)則發(fā)育,使得反射波較為復雜,因此TSP和地質雷達法的預測效果均有所下降,在這種情況下的地質雷達法效果更好,預報結果與實際情況的吻合度較高,是因為電磁波頻率高于地震波。(3)TSP-203作為中長距離的預報手段,具有功能強大、精準度高等優(yōu)點,而地質雷達具有速度快、