TRT6000地震波超前地质预报系统在大瑞铁路隧道工程的应用

实 践证明 ，只要我 们掌握了 正确的 操作方法 ，严 格遵 守操 作规 程，加 强发 动机 在使 用中 的维 护保 养， 就会减 少发动机 气缸的 非正常磨 损，延长 发动机 的使 用寿命。
（ 作者单位：装备 指挥技术学院 士官系)
处理结果达到平衡，噪音干扰衰减到足够小；7、设定背景( 比例、 颜色代码) 来显示结果；8、审查和分析在岩层中探测到的异常的 平面( 二维) 和立体( 三维) 绘图。
一、工 程地 质概况
阿克路隧道出口里程 D1K61+480，进口里程 D1K53+035，隧 道全长 8445 米，属特长铁路隧道。隧址区属构造剥蚀高中山地 貌，地面高程 1641～2127m，相对高差较大，高山峡谷相间分布。 地表上覆盖第四系滑坡堆积、坡残积土；下伏基岩侏罗系上统坝 注路组紫红色砂岩；侏罗系中统花开左组泥岩夹砂岩，紫红、灰 紫色泥岩，泥岩粉砂质结构，厚层状，紫红色砂岩，中～细粒结 构；三叠系上统麦初箐组紫红色、灰白色砂岩，含煤线。地表水 主要为沟槽沟水；地下水主要为第四系覆盖层孔隙水、基岩裂隙 水及构造裂隙水。隧道主线穿越母子多背斜构造、母子多向斜构 造以及地方拟建引水隧洞。区内不良工程地质主要为大古平断层 带和阿克路 断层带。
（二）震源布置：在掌子面两侧布置震 源，两侧各布置两组，每组沿竖向( 高程方 向) 布置三个震源点，每个震源点相差大约 1m，两组间隔 2m( 里程方向) 。击震点布置 ( 如图 1) 在掌子面后的裸露的岩体( 或已到 强度的初期支护) 上，采用锤击即可，不需要提前打炮眼。 （三）接收器与孔壁的藕合必须紧密，施测时隧道中应没有 其它振动源。 （四）数据处理。采集的数据采用 TRT6000 专用软件进行处 理。TRT 数据处理流程由下面八个步聚组成：1 、下载地震波数据 和震源、传感器位置的坐标；2 、设定地层成像区域和最佳精度 ( 节点数目) 的大小；3、设定滤波，选取每个记录的直达波，并 计算地震波的平均波速；4 、为所选区块构建地震波速度模型；5、 为数据处理设定过滤参数；6、重复步聚 1 、4、5 处理数据，直到
位置及规模。正常入射到边界的反射系数 计算公式为：
。
假设 R为反射系数，ρ为岩层的密度，v 等于地震波在岩层中的 传播速度。地震波从一种低阻抗物质传播到一个高阻抗物质时， 反射系数是正的；反之，反射系数是负的。TRT6000 采用层析扫 描成像技术，形成立体、直观的三维立体图，立体图的反射边界 每一点离散图像 是由空间叠加所有地震波形计算得来。
关键 词：减少 气缸 非正常磨损 措施 按照修理规范要求，发动机的气缸按每1 00 mm缸径，圆 度不得大于 0. 125mm、圆柱度不得大于 0. 4mm。否则，应进 行搪削修理或更换缸套。由于气缸的磨损程度决定着发动 机是否需要进行大修，因此，在发动机的使用与维修过程 中，采取一些必要的措施，对于减少气缸的非正常磨损，延 长发动机的大修间 隔期是十分有益的。 一 、 加强 “三 滤 ”。即 ：空 气 滤清 器、 燃 油滤 清器 和机油滤清器的维护保养工作。这是防止金属杂质和砂石 颗粒进入气缸，减轻气缸壁产生磨损，延长发动机使用寿 命的一项 重要措施 。尤其是在多风 沙地区工作 的发动机， 更应该注意这一点。对于为了片面追求节约燃料，而 不装 空气滤清器的做法应坚决杜绝。据有关资料显示，在风沙 严重的地区，因发 动机不装空气滤清器，而造 成的气缸壁 磨损的程度，比装 有空气滤清器的大几十倍，甚 至达到百 倍。因 此，应高度 重视发动机“三滤”的维护保养。 二 、掌 握正确 的操 作方法 。冷 车起动 发动 机时， 由 于原气缸壁上的机油，在停车后沿缸壁下流，使得在发动 机起动瞬间得不到润滑油，而出现干摩擦。尤其是在冬季， 由于温度低，机油粘度大，且流动性差，使得气缸壁得不 到充足的润滑油，从而造成起动时气缸壁的磨损大大增加。 为了减少磨损，初始启动时，应先将发动机转动几圈，待
二、 预 测依 据
《铁路隧道超 前地质预报技术指南》铁建设[ 2008 ] 105 号。 《关于 报送隧道超前地质预报参考技术指南函》中铁二院大瑞函
[ 2008] 16 号；《超前地质预报实施大纲》。
三、 预 测内 容
( 一) 预报掌子面前方围岩有无破碎岩层；( 二) 预报掌子面前 方围岩有无不良地质体；( 三) 预报掌子面前方围岩有无突水、突 泥的可能；( 四) 预报掌子面前方有无断层破碎 带及其含水性。
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摘要：发 动机气缸的非 正常磨损，往往容 易被人们所 忽视，然而却会 对发动机造成 不可估量的 损失。作者在长 期的维修实践中，通过对发动机气缸磨损原因的 分析认为， 车辆在使用 和维护保养过 程中，采取正确 的操作方法，保 证发动机良好的润滑条件，保持发动机的温度在正常范围， 并加强“三滤 ” 的维 护，是减少发动 机气缸非正常 磨损最 有效的措施。
（五）处理结果解释与评估。采集的 TRT 数据，通过 TRT 软 件进行处理，获得 P 波、S 波波速，地质层析扫描成像成果图( 见 附图 1) ，在成果解释中，以 P, S 波资料，地质层析扫描成像图为 依据，对现象进行解释如下：检测范围长度为 150m；有效预测长 度为 120m，里程为 D2K61+230～D2K61+110；预测宽度中心线左 右各 20m，高度为 40m，掌子面在图中的位置为 30m，本次勘测的 主要反射区为 10- 50m，中间主要为负反射，反射图较完整，前面 和后面主要为正反射。从成因上看，D2 K61 +22 0～1 8 0 处可能为宽 40 m的不连续软弱岩层及断层破碎带，主要地质灾害是破碎带冒 顶垮塌，在施工过程中渗水量 有可能增大。
科技 视野
决策管 理
P o lic y & Ma n a g e me nt
TRT6000 地 震 波 超 前 地 质 预 报 系 统
在大瑞铁路隧道工程的应用
◇ 周和业
摘要：针对 长大复杂隧 道，地质 条件勘察难度 大，其塌方、 涌水突泥等突发性地质灾害将严重危 及施工安全，开展好隧道工 程超前 地质预测预报 ，做到超 前预判，及时决策处理 突发性地质 灾害是工程建设成败的关键。作为代表国际上隧道超前地质预报 领域最领先技术水平的TRT6000系统 在大瑞铁路隧道工程施工中 发挥了重 要作用，效果良好 。
四、 预 测原 理
（ 一）TRT6 0 0 0 地震 波三维超 前地质 预报系统 方法原理 。 TRT6000 采用的是地震波超前预报法。这种技术的原理在于当地 震波遇到声学阻抗差异( 密度和波速的乘积) 界面时，一部分信号 被反射回来，一部分信号透射进入前方介质。声学阻抗的变化通 常发生在地质岩层界面和岩体内不连续界面。反射地震信号被高 敏度地震信号传感器接收，通过信号处理和分析，用来了解隧道 工作面前方地质体的性质( 软弱带、破碎带、断层、含水带等) ，
四、 保证发动 机良好的 润滑条 件。要使 气缸内得 到良好的润滑，除了要求机油的温度要保持正常外，对 于不同型号的发动机，还应保证机油压力符合原厂的规 定。在使用过程中，应经常检查机油的数量和质量，发 现不足或变质时，应及时补充或更换。更换机油时，应 注意地区和季节的差别，选择粘度适当的润滑油，以满 足发动机良好润滑的需求。在维修保养过程中，还应加 强对活塞环的检测和选用，尤其是活塞环的弹力要符合 技术要求。若弹力过小，发动机在工作时，燃气会窜入 曲轴箱，冲刷缸壁上的机油，使缸壁磨损加重。若弹力 过大，缸壁不易形成良好的润滑油膜，甚至会破坏缸壁 上的润滑油膜，同样 会加剧缸壁的磨损。
五、TRT6000 地震波三维超前地质预报系统探测方法
（一）传感器的安装。由于 TRT 系统需要得到的是地质情况 的三维图，需要安装的传感器较多，在不同的部位共安装 10 个 传感器( 如图 1) 。安装过程简捷方便，检测人员到现场安装即可， 不需要提前打炮眼( 较其它预报系统更安全、更节省人工费用) 。 在距离最 后一个震源点 10 m处开始 布置传感器，左右 边墙各四 个，每隔 5m( 里程方向) 布置一个，隧道中心线拱顶处布置 2 个。
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决 策管理 P o lic y & Ma n a g e me nt
科 技视 野
气缸摩 擦表面得 到润滑 后再供 油起动。 当发动机启 动 后，应采用怠速运转使其升温，待机油温度达到 40℃以 上时再进行工作。
三、 保持发动 机的温度 在正常 范围。发 动机的 正 常温度一般为 80～90℃。若温度过低，气缸得不到良好 的润滑，缸壁磨损将会增大，并且气缸内的水蒸汽容易 凝结成水珠，溶解废气中的酸性气体分子而生成酸性物 质，使气缸壁受到腐蚀磨损。若温度过高，会降低气缸 的强度，同时润滑油膜会因高温而遭到破坏，使得缸壁 磨损加剧。另外，活塞及活塞环受高温的影响，会出现 过度膨胀，使隔壁不易形成润 滑油膜，而出现干摩擦， 严重时还会出现“拉缸”现象。
六 、地质 调查与 地质素 描
（一）地表基岩岩性。阿克路隧道出口段出露侏罗系紫红色 泥岩夹砂岩，风化强度中等，节理裂隙发育，岩层走向 NW310°、 倾向 NE40 °、倾角 28°，主要节理走向 NW300°、倾向 SW210 °、倾角 70°。
（二）探测仪器设备。采用 TRT6000 超前地质预报系统，它 是由美国 C- Thr uGr uound工程有限公司开发，采用层析扫描成像 技术获得隧道前方的全息图，代表国际上隧道超前地质预报领域 最领先的技术水平。系统主要组成及其技术特性：TRT6000 记录 单元：接收器端口：9 个；记录通道：24 个；采样间隔：31、64、 125、250、500、1000 或 2000 μ s ；记录带宽：40～15000Hz ； 模数转换：32 位 ；记录长度：16000采样数每通道 ；频率范围： 10Hz — 75000 Hz ；测量精度：最好 10cm 。低频过滤：25，35， 50，70，100，140，200，280，400Hz ( 降低传输距离和土的噪 声)； 高频过滤：250，500，1000Hz ( 降低风噪) ；延迟：0～ 9999ms ，每毫秒调节；工作电压：直流 12U；工作温度：0～70 ℃；电 源：外接电源 90- 240 伏交流，50/ 60Hz；探测距离：软 岩一般 150m；硬岩一般 300m。