隧道超前地质预报方法针对性选定及组合应用研究

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[PPT]TSP隧道超前地质预报

岩石成分、孔隙度、流体含量、地质年代、埋深、构造运动影响等
正极性-红色负极性-兰色
云南xx高速公路建设指挥部云南xxxx无损检测站
TSP在云南xx高速公路隧道超前地质预报中的应用
TSP隧道超前地质预报工作流程
TSP数据采集
TSP数据处理
TSP成果解释波的运动学特征波的动力学特征
传播路径速度
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通过TSPwin软件计算的岩石物理及力学参数
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● 关于TSP解释准则 ■正反射振幅表明硬岩层，负反射振幅表明软岩层。 ■若S波反射较P波强，则表明岩层饱含水。 ■Vp/Vs增加或泊松比突然增大，常常由于流体的存在而引起。 ■若Vp下降，则表明裂隙或孔隙度增加。
目前我们正在智能化方面进一步研究和开发该技术，更好地为隧道施工服务。
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谢谢大家！
欢迎各位领导、专家批评指正
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●实例分析之五—关于煌斑岩—
■
DFYK隧道下行线
K255+047～K255+197 TSP预报
预报位置
设计K255+040～ K255+270为煌斑岩 TSP预报煌斑岩范围 K255+160～K255+228
K254+998 K255+197

隧道施工地质超前预报方法

隧道施工地质超前预报方法随着城市发展和交通建设的不断推进，隧道施工已成为现代建设中一个不可或缺的环节。

然而，隧道施工面临的地质条件千差万别，地质灾害频发，给工程造成了巨大的风险和难题。

为了减少施工风险，提高施工效率，隧道施工地质超前预报方法应运而生。

隧道施工地质超前预报方法是通过对地质条件进行综合分析和评估，预测隧道施工中可能遇到的各种地质问题，并提前采取相应的措施，以确保施工的顺利进行。

这种方法能够帮助工程师更好地了解隧道施工地质特征，预先洞察潜在的地质问题，并通过调整设计和施工方案，合理选择施工技术和方法，最大限度地减少施工风险。

在隧道施工地质超前预报中，主要包括以下几个方面的内容。

第一，地质勘察。

地质勘察是隧道工程施工的基础。

通过对施工区域的各种地质资料的收集和综合分析，可以了解地质条件的分布和变化规律，为后续的超前预报提供可靠的依据。

地质勘察需要采用多种勘察方法，如地质测量、地质探测和地质钻探等，以获取准确的地质资料。

第二，地质分析。

地质分析是对勘察得到的地质资料进行解读和分析，找出其中的隐患和危险因素。

地质分析需要根据勘察资料中的地质构造、地层分布和岩石性质等信息，确定可能出现的地质问题和灾害类型，并进行风险评估，以便对施工中可能遇到的地质问题进行超前预测。

第三，数值模拟。

数值模拟是一种重要的地质超前预报方法。

通过建立合理的地质模型和施工模型，运用数值分析方法，模拟和预测隧道施工中的地应力、岩层位移和地下水变化等地质现象，为施工方案的选择和调整提供科学依据。

数值模拟需要综合考虑地质条件、隧道结构和施工工艺等因素，并进行多次仿真和优化，以获得准确的预测结果。

第四，地质监测。

地质监测是地质超前预报的重要手段之一。

通过在施工过程中对地应力、岩层位移和地下水等地质指标进行实时监测和记录，可以及时发现并评估地质问题的变化趋势，采取相应的对策和措施。

地质监测需要选取适当的监测点位和监测设备，合理进行数据采集和分析，以提供准确的地质预测和施工指导。

隧道超前预报的应用与研究

隧道超前预报的应用与研究作者：李儒挺田鹏程来源：《科技探索》2013年第02期摘要：本文主要探索电磁波法（地质雷达）、地震波法（TSP）及瞬变电磁法在隧道超前预报的应用，并结合工程实例进行分析与说明。

实践表明，采取多种方法对隧道进行综合超前预报，能有效地提高预测的精度，明确前方围岩性状，为确保隧道施工的安全提供有力依据。

关键词：隧道超前地质预报 TSP1引言隧道中地质超前预报的方法有很多，主要有电磁波法（地质雷达）、地震波法（TSP）、瞬变电磁法、声纳法、超前钻孔法及超前平导法等。

但每种方法都有其各自的优点和缺点，面对隧道围岩的不可预见性及复杂多变的特点，尤其在特长隧道和海底隧道，仅仅采用单一的预报方法往往难以满足预报精度的要求。

本文藉助广西壮族自治区岑溪大隧道为依托，对几种常用的预报技术及其综合应用进行探索，以达到提高预报的精度并减少隧道掘进过程中的盲目性。

2 工程实例岑溪大隧道位于广西壮族自治区岑溪市内，是包头～茂名高速公路的一座水文地质条件较为复杂的山岭长隧道。

隧址区位于由福庆向斜、白石垌向斜、塘垌向斜构成的加里东期褶皱及燕山期水汶向斜之间，容县至岑溪断层及大隆至水汶断层分布从隧道两侧分北东、南东向通过，围岩主要以花岗混合岩为主，由于地处构造相对发育区，局部岩体节理、裂隙发育，围岩较破碎且含水量丰富，为确保施工安全及顺利掘进，以减少经济损失，在围岩复杂的特殊地段，综合多种地质超前预报的方法进行预测。

运用地质雷达、TSP、瞬变电磁仪对岑溪大隧道左线进口DK6+750～DK6+790段进行预报，并从各自的分析结果与实际开挖情况进行比对。

预测结果：TSP DK6+750～DK6+790共40m，预测该段围岩强度和稳定性有较大程度的降低，较破碎，节理、裂隙较发育，整体稳定性相对稍差。

瞬变电磁仪预测DK6+750～DK6+760及 DK6+785～DK6+795段出现明显的低阻异常区、预计DK6+750～DK6+760 、DK6+785～DK6+795段围岩节理、裂隙发育，基岩裂隙水较为发育，岩体含水量较大。

隧道施工地质超前预报方法

隧道施工地质超前预报方法隧道施工是现代城市建设和交通运输发展中不可或缺的一部分。

然而，由于地质条件的复杂性和不确定性，隧道施工常常面临诸多挑战和风险。

为了有效地应对这些挑战和风险，隧道施工地质超前预报方法应运而生。

地质超前预报方法是指在隧道施工过程中，通过对地质情况的科学分析和预测，提前了解隧道施工所面临的地质条件和隐患，并制定相应的施工方案和安全措施。

这种方法可以提高施工的效率和质量，减少事故的发生，降低施工成本，是隧道施工中不可或缺的一环。

隧道施工地质超前预报方法主要包括以下几个方面：1.地质勘探：地质勘探是隧道施工地质超前预报的基础工作。

地质勘探包括地质地貌、岩土工程和水文地质等方面的调查和研究。

通过地质勘探，可以了解隧道施工区域的地质结构、岩土工程性质和水文地质条件，为隧道施工提供准确的地质数据和信息。

2.地质分析：地质分析是在地质勘探的基础上，对地质数据进行科学分析和综合评价。

地质分析可以通过地质剖面图、岩芯分析、地质构造分析等手段，对隧道施工区域的地质条件进行综合评估，确定可能存在的地质问题和风险。

3.地质预测：地质预测是在地质分析的基础上，对隧道施工过程中可能发生的地质灾害进行预测。

地质预测可以通过建立地质模型、数值模拟和经验方法等手段，对可能发生的地质灾害进行定量分析和预测，为隧道施工提供预警和控制措施。

4.施工监测：施工监测是在隧道施工过程中，对地质条件和隧道变形进行实时监测和记录。

施工监测可以通过使用传感器、监测仪器和遥感技术等手段，对隧道施工过程中的地质变化和隐患进行及时监测和预警，为施工方提供及时的决策依据和调整施工方案。

5.风险评估：风险评估是在地质预测和施工监测的基础上，对隧道施工过程中的地质风险进行定量评估和分析。

风险评估可以通过建立风险模型和评估方法，对隧道施工中可能发生的地质灾害的概率和影响进行评估，为施工方提供风险控制和决策支持。

通过以上几个方面的工作，隧道施工地质超前预报方法可以有效地减少隧道施工中的地质风险和事故发生的可能性，提高施工效率和质量，降低施工成本。

超前地质预报技术在北凹山隧道的应用研究

摘要；文重．述了北凹山隧道施工中应用地质雷达进行超前地质预报的测线布置方式、数设置等；出了不良地质体在本最论参给
雷达中的图像显现特征及判定依据｛讨了适用于北凹山隧道的围岩分级方法。探 ¨
围岩所占隧道长度比例大大增加。可见．据探地雷达的探测结根果，施工提供相对准确的地质资料。时调整施工工艺，少为及减
和预防了工程事故的发生参考文献：
ｆｌ西交科公路勘察设计院．阳至邢台高速公路平榆段北凹山ＩＫ汾隧道设计文件『１０８１．Ｒ．０．０２『１川福．地雷达在攀田高速公路隧道施工中的应用研究『１２杨探Ｄ．西安：安大学公路学院，０８长２０．
１工程概况、１１述．概
表１探地雷达测量参数
天线频率ｌ０ＭＨｚ０北凹山隧道位于榆社县河峪乡牛村和箕城镇桑家沟之间．时窗深度６ｌ０ＵＳ左线全长１５５４米：线全长１２右４７米。地面海拔高程１６３４１８１１采样率５ｓｍｐｅ／ｃｎａｌｓｓａ１２米．相对高差１６米。凹山隧道洞身最大埋深１７８米【４北５．ｌＪ凹。北介电常数６８．山隧道采用上下行分离４车道设计标准．计行驶速度８设０公里，扫描谏率１ｃｎ／ｅＯｓａｓｓｃｎｄ６小时，效净宽１．ｍ，高５０有０２净５．ｍ。０水平誊加５１．程地质条件２工增蕊ａＣｇ北凹山隧道穿越构造剥蚀中山区．地形起伏较大．沟壑纵滤波２００ＭＨｚ横：地貌为基岩山梁、微陡坎、沟缓坡；体上具上陡下缓、冲总局３不良地质体的探测结果、部有小型缓坡、台分布的特征。隧址区基岩裸露，出露地层平其为中生界三叠系中统铜川组（）岩、岩，马营组（）岩、砂泥二砂３１断层破碎带．泥岩．四系全新统（４松散堆积层。第Ｑ）断层为当岩层受力破裂后．破裂两侧岩体发生了明显位移隧址区地层主要有砂泥岩互层组成．理裂隙发育．间粘的断裂构造。北凹山隧道里程为Ｋ２１０Ｋ２１５段计５米．节层在７＋１７＋１结力差．潜水位埋藏深，水层岩性为三叠系砂岩、质泥岩。含砂高度２米的范围内，在断层破碎带由于断层破碎带引起０多存ｌ＿良地质问题３不的雷达图像震波．达波形图在该处的变化异常明显．同相轴雷呈１．．１断层破碎带３断错的特征。具体情况见网２：位于隧道里程Ｋ２１０处有发育断层．层走向３ｏ倾向７＋１断０．１０．角８￣宽度５米．距１— ２２￣倾０．断０Ｏ米。下盘均为三叠系二上马营组砂岩、岩。泥１．弱夹层．２软３北凹山隧道岩性以砂岩泥岩互层为主，厚层构造．风化，中中呈块～碎状结构，构造影响，理、隙较发育，块受节裂层理明显。

地铁隧道施工地质超前预报方法与探测技术研究

地铁隧道施工地质超前预报方法与探测技术研究摘要：随着我国城市化建设的不断发展，超前预报探测技术在地铁隧道施工的作用越来越突出。

地铁隧道施工具有较高的综合性、复杂性和技术性要求看，因此要想保证隧道施工质量可以选择超前预报探测技术。

在进行隧道施工过程中经常会出现因为地质条件而影响施工进度的问题，这种情况下使用超前预报探测技术能够对施工地段制定情况进行全面预测，促进施工的顺利进行。

关键词：地铁隧道；地质超前预报；探测技术从隧道工程施工实际来说，受到地质勘探技术的影响，加之地质复杂性强、水文地质多变，使得工程设计阶段，难以全面掌握隧道围岩类型以及周围不良地质分布实际情况。

由于隧道施工作业前方地质情况具有未知性，极易造成施工中断，增加施工工期和成本，而且极易引发工程问题，比如塌方和涌水等，造成工程事故。

基于此，做好地质超前预报，有着重要的意义。

1 地质超前预报探测技术的重要作用随着城市交通运输的持续发展，隧道工程也逐渐发展起来，同时成为一种重要的辅助性建设方案，尤其是我国的土地辽阔，具有各种形式的地貌，因此在建设过程中会遇到各种地质环境的限制。

在施工过程中要重视环境因素，环境主要包括外部环境和内部环境两种形式，外部环境主要是指对附近环境的影响，内部环境就是指施工环境。

在施工过程中应该合理控制各种施工技术，提高施工环境，从而减少对附近环境的影响。

由于地下工程大部分的围岩在稳定性上都有所不足，但通过超前预报探测技术能够有效预防这种问题的出现，这种地质灾害还容易导致岩石塌方等问题的出现。

大部分情况下，为了提高隧道的工程质量，一般会在正式建设工作前进行全面的勘察工作，从而防止施工过程中出现各种突发问题。

为此超前预报探测技术就逐渐应用于城市地铁隧道施工当中，能够有效控制施工风险，在最大程度上缩小风险范围，并帮助施工人员合理掌握施工现场的地质情况，排查出潜在风险。

目前，准确高效的超前地质预报已经成为国外内隧道工程施工研究的主要内容。

关于超前地质预报方法的研究

正如上表所列，超前地质预报的方法有很多种，且各有千秋，下面我将选取其中的四到五种方法进行简单论述。

地质雷达(GPR)在矿山工程中用于探测采空区，地下水防突层厚度，渗水裂隙、破碎带、断层、溶洞、自燃区、瓦斯突出、巷道围岩(扰动区)松动圈以及采场充填体缺陷等工程灾害隐患；在水利水电工程中主要用于探测堤坝工程灾害隐患和坝基灾害调查；在地质工程与岩土工程勘察中主要用于建筑物滑坡灾害调查、基岩面探测、地基夯实加固检测、地基勘察(如地质异常、旧基础、溶洞、采空区等地质隐患探测)、溶洞灾害探测、地层分层、地质结构灾害和地下水灾害隐患探测以及地质灾害评估；在公路工程中主要用于公路路面厚度检测、公路路面密实度、地基勘察、公路路面与路基病害调查。

在隧道工程中的，地质雷达的应用较晚,在运营期它用来进行隧道病害诊断,施工期用来做质量检测对二次衬砌厚度进行评估等，另外一方面重要的应用就是施工期的超前地质预报中，近几年的应用已经获得了良好的效果并取得了很多有益的成果。

地质雷达探测的工作原理，简单地说是通过特定仪器向地下发送脉冲形式的高频、甚高频电磁波。

电磁波在介质中传播，当遇到存在地质雷达探测原理电性差异的地下目标体，如空洞、分界面等时，电磁波便发生反射，返回到地面时由接收天线所接收。

在对接收天线接收到的雷达波进行处理和分析的基础上，根据接收到的雷达波形、强度、双程时间等参数便可推断地下目标体的空间位置、结构、电性及几何形态，从而达到对地下隐蔽目标物的探测。

这是一种非破坏性的探测技术，可以安全地用于城市建设中的工程场地，并具有较高的探测精度和分辨率。

TSP(Tunnel Seismic Prediction)是瑞士安伯格测量技术公司于20世纪90年代初期研制开发的一套超前预报系统。

该系统专门为隧道地质超前预报设计，对隧道施工、地下矿藏和洞穴都能开挖提供有效的帮助。

自1994年TSP系统进入国际隧道建筑市场以来，TSP的工程应用已经超过10年。

岩溶地区隧道施工综合超前地质预报方法研究

岩溶地区隧道施工综合超前地质预报方法研究摘要：在岩溶地区进行隧道施工时，特别容易发生意外，例如隧道坍塌，涌水等，这些事故的发生在一定程度上提升了隧道施工工作的难度，所以，在岩溶地区进行隧道施工之前的地质预报起着非常重要的作用。

在贵阳地铁1号线施工中，作者在充分理解地质雷达及TSP工作原理基础上，熟练掌握地质雷达及TSP 技术及工作方法，再通过对各种方法在岩溶隧道超前地质预报中的应用成果分析，总结出各种预报方法对不良地质体的相应特征及优缺点，最后针对贵阳地铁1号线岩溶隧道综合超前地质预报进行探索性研究，并初步建立了综合超前地质预报体系。

关键词：岩溶隧道地质预报一前言岩溶地质在我国分布较广，岩溶的发育复杂多变，大小不定，形态各异，我国许多公路、铁路、市政隧道处于岩溶地质地区，岩溶地区隧道一般会存在岩溶填充物地段围岩变形破坏，穿越溶洞区域时隧道突发涌水、涌泥、涌砂、洞顶地表塌陷及地表水源枯竭等病害或地质灾害。

因而在岩溶隧道施工过程中应进行地质超前预报，减少隧道施工过程中的盲目性，避免隧道施工过程中可能诱发的病害、不良地质或灾害地质的发生。

贵阳地铁1号线隧道穿越岩溶区，地质复杂，在施工过程中对地质预报方法进行了立项研究。

二现有的隧道超前地质预报方法隧道施工期地质超前预报是对施工掌子面前方地质界面（不良地质体带）位置、不良地质体带成灾的预报。

目前在岩溶隧道施工过程中主要采用以下超前预报方法。

1、地质法根据隧道施工期掌子面地质条件，如岩体结构面体状及其发育状况、岩体破碎程度、岩石的变质程度等的变化趋势，结合地表地质调查结果，采用相关分析（包括结构面统计分析、构造相关分析等）进行超前预报，主要预报隧道掌子面前方存在的断层、不同岩类间的接触界面、隧道前方围岩的稳定性及失稳破坏形式等。

2、超前钻孔法超前钻孔法是最直接的地质超前预报方法。

通过钻孔钻进速度测试和所采取的钻孔岩芯的观察及相关试验获取隧道掌子面前方岩石（体）的强度指标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度指标及地下水状况等资料参数。

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ｔｙｏｆｔｕｎｎｅｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｆａｃｅｄｗｉｔｈｖａｒｉｏｕｓｋｉｎｄｓｏｆｔｕｎｎｅｌｇｅｏｌｏｉｇｃａｌｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ，ｈｏｗｔｏｂｅａｂｌｅｔｏｈａｖｅ
对性选定方法和组合应用进行阐述和分析研究，可为今后隧道施工在超前地质预报工作中提供有益借鉴。
关键词超前地质预报Ｕ４５２．１１不良地质灾害文献标识码针对性Ａ组合应用１００９— ４５３９（２０１６）０９—０００５ —０４中图分类号文章编号
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＴａｒｇｅｔｅｄＳｅｌｅｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＦｏｒｅｃａｓｔｉｎＴｕｎｎｅｌａｎｄＩｔｓＣｏｍｂｉｎｅｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
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隧道／地下工程・
Hale Waihona Puke 隧道超前地质预报方法针对性选定及组合应用研究
杨新民
（中铁十九局集团第七工程有限公司摘要广东珠海５１９０２０）随着我国近年来基础设施建设的飞速发展，铁路、公路、水电、核电隧道埋深及长度越来越大，地质条件越来
ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＣｈｉｎａ ’ Ｓｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｎｓｔｕｃｒｔｉｏｎ，ｔｈｅｂｕｉｒｅｄｄｅｐｔｈａｎｄｌｅｎｇｔｈｏｆｒａｉｌｗａｙ，ｈｉｇｈｗａｙ，ｈｙｄｒｏｏｗｅｐｒａｎｄｎｕｃｌｅａｒｐｏｗｅｒｔｕｎｎｅｌｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｌｏｎｇｅｒ，ａｎｄｈｅｔｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅ
ｏｕｐｎｄｅｄａｎｄｒｅｓｅｒｃａｈｅｄｏｎｔｈｅｔａｒｇｅｔｅｄｓｅｌｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｉｔｓｃｏｂｉｍｎｅｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｈｅｔｈｉｈ－ｇｒｉｓｋＹｕｅｌｏｎｇｒｎｅｎ
ａｔａｒｇｅｔｅｄａｐｐｒｏａｃｈａｎｄｃａｒｒｙｏｎａｐｒｏｐｅｒｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｔｏｐｌａｙａｎｅｆｅｃｔｉｖｅｒｏｌｅｒｅａｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｃｕｓｅｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｘ－
ＹａｎｇＸｉｎｍｉｎ
（ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙ１９ＢｕｒｅａｕＧｒｏｕｐ７ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，ＺｈｕｈｍＧｕａｎｇｄｏｎｇ５１９０２０，Ｃｈｉｎａ）
ｍｏｒｅｃｏｍｐｌｅｘ．Ａｌｒｇａｅｎｕｍｂｅｒｏｆｅｎｉｇｎｅｅｉｒｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｓｓｈｏｗｔｈａｔｓｕｄｄｅｎｇｅｏｌｏｉｃｇａｌｃｈａｎｇｅｓｗｏｕｌｄｂｅｃａｕｓｅｄａｔａｎｙｔｉｍｅｉｎ
ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｕｎｎｅｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｔｕｎｎｅｌｇｅｏｌｏｉｃｇｌａｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｌｉｎｋａｎｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｍｅｎｓａｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓａｆｅ－
越复杂，大量的工程实践表明，隧道施工过程中随时面临着突发地质变化的影响。隧道超前地质预报是保证隧道施
工安全的重要环节和重要技术手段，但是面临多种多样的隧道超前地质预报方法，如何能有针对性选定方法，并且进行合理化组合可发挥高效作用是现阶段研究重点，本文通过成兰铁路极高风险的跃龙门隧道超前地质预报工作对针