淺談綜合物探法在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用.pdf

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1、交通建設(shè)建材與裝飾2015年11月淺談綜合物探法在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用黃春榮（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六三大隊(duì)）摘要：對于隧道工程施工建設(shè)而言，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是保證工程施工建設(shè)安全性和高質(zhì)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(zhì)預(yù)報(bào)手段，其結(jié)果解釋具有一定的不可靠性，要想提高成果的精準(zhǔn)度，就必須采取多種物探方法進(jìn)行綜合預(yù)報(bào)和分析。為此，本文首先對綜合物探方法和技術(shù)進(jìn)行了簡介，并以實(shí)際工程為案例，對綜合物探法在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用問題進(jìn)行了研

2、究，從而體現(xiàn)了綜合物探技術(shù)的廣闊發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：綜合物探法；隧道工程；超前地質(zhì)預(yù)報(bào)；應(yīng)用中圖分類號：P631文獻(xiàn)標(biāo)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(jīng)濟(jì)實(shí)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(kuò)大使得城市交通網(wǎng)絡(luò)越來越復(fù)雜，隧道具有縮短時(shí)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(diǎn)，在城市

3、交通網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)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(shè)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(fù)雜程度和地質(zhì)條件情況呈正比例關(guān)系，為了減少施工不發(fā)育，除了進(jìn)出口段以外，域類圍巖約占90豫；該隧道工程地建設(shè)過程中的地質(zhì)災(zāi)害，保證施工的順利進(jìn)行和建設(shè)質(zhì)量，需要質(zhì)條件復(fù)雜，為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對隧道前方的地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行探測，進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)報(bào)。通過大量實(shí)踐證明，采用多種物探方法進(jìn)行施工單位決定采用綜合物探方法來

4、進(jìn)行隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。綜合預(yù)報(bào)和分析，能夠極大程度的提高地質(zhì)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，有效2.2涌水段預(yù)報(bào)成果的降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，在現(xiàn)代化工程建設(shè)中具有十分重要的現(xiàn)實(shí)在以TSP-203作為長距離宏觀控制、以雷達(dá)和BEAM探測意義。作為精準(zhǔn)手段、在明顯異常洞段打超前鉆孔來作為雷達(dá)探測口1綜合物探技術(shù)原理簡介的整體預(yù)報(bào)工作思路之下，在BK4+950樁號掌子面上進(jìn)行了雷達(dá)探測，如圖1所示，測線1和測線2出現(xiàn)了明顯強(qiáng)反射界面，1.1紅外探水連續(xù)反射且出現(xiàn)多次波，據(jù)此推測BK5+036~042m樁段為巖體物體在運(yùn)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(shí)際需求，當(dāng)?shù)刭|(zhì)體中含有一定的地下水的時(shí)候，地下水場源所產(chǎn)生的紅外場會對地質(zhì)體場源多產(chǎn)生的紅外場產(chǎn)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(diǎn)的場強(qiáng)和測點(diǎn)到掘進(jìn)面的距離之間的函數(shù)關(guān)系來完成超前探水預(yù)報(bào)。1.2地質(zhì)雷達(dá)地質(zhì)雷達(dá)方法的原理依據(jù)是地下介質(zhì)對光譜電磁波的影響機(jī)理，通過判斷地下介質(zhì)的分布情況來作為超前預(yù)報(bào)的主要內(nèi)容。在探測的過程當(dāng)中，地質(zhì)雷達(dá)通過天線向地下進(jìn)行發(fā)射，當(dāng)信號到

6、達(dá)出現(xiàn)空洞或高阻分布不均勻等物體的時(shí)候，電磁波的頻率和強(qiáng)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(zhì)構(gòu)造的基本特點(diǎn)和潛在的安全隱患。1.3TSP-203圖1雷達(dá)成果示意圖TSP-203技術(shù)以通過振動波的回聲原理作為主要依據(jù)。地震根據(jù)TSP預(yù)報(bào)結(jié)果，在以上兩段分別加強(qiáng)了表面雷達(dá)的預(yù)波在以球面為形式的傳播過程中，當(dāng)?shù)卣鸩ㄊ艿綆r石等物體阻報(bào)頻率，在雷達(dá)測試結(jié)果中并沒有發(fā)現(xiàn)BK5+036~042m樁段存礙的時(shí)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(zhì)當(dāng)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(guān)信號，工作人員可以通過對反射波數(shù)據(jù)庫的基本情況來數(shù)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(guān)隧道剖面和巖石的物理性質(zhì)和基本力學(xué)參數(shù)。部增大，且密度變化不明顯，結(jié)合已開挖洞段揭露的地質(zhì)現(xiàn)象判2綜合物探法在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)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(cè)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(shè)較大，使得地震反射波和電磁反射波之間出現(xiàn)了強(qiáng)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(fù)雜，因此TSP和地質(zhì)雷達(dá)法的預(yù)測效果均有所下降，在這種情況下的地質(zhì)雷達(dá)法效果更好，預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)際情況的吻合度較高，是因?yàn)殡姶挪l率高于地震波。（3）TSP-203作為中長距離的預(yù)報(bào)手段，具有功能強(qiáng)大、精準(zhǔn)度高等優(yōu)點(diǎn)，而地質(zhì)雷達(dá)具有速度快、