超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施計(jì)劃方案-文庫吧
2025-04-08 06:26 本頁面
【正文】 。對(duì)地質(zhì)調(diào)查法、物探法、超前鉆探法等預(yù)報(bào)手段所取得的資料進(jìn)行綜合分析與評(píng)判，相互印證，并結(jié)合掌子面揭示的地質(zhì)條件、發(fā)展規(guī)律、趨勢(shì)及前兆進(jìn)行預(yù)測(cè)、判斷，根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果，相應(yīng)優(yōu)化調(diào)整工程措施，以確保施工安全及結(jié)構(gòu)安全，確保工程順利實(shí)施。地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作必須針對(duì)其工程特點(diǎn)，優(yōu)選超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，并在施工過程中不斷完善和改進(jìn)，形成合理的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法組合。同時(shí)，在發(fā)揮先進(jìn)科技手段的同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)人員的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況進(jìn)行認(rèn)真的分析，建立一套適用于本工程的綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，做到既能最優(yōu)地滿足隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的要求，又能盡量減少對(duì)隧道施工的影響。通過對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)和地勘資料的分析，考慮到本工程所處地段的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特點(diǎn)，特別是由于溶巖發(fā)育的影響，隧道開挖易發(fā)生突水突泥，本方案以地質(zhì)調(diào)查法為基礎(chǔ)，以超前鉆探法為主，結(jié)合多種物探手段進(jìn)行綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，并采用宏觀預(yù)報(bào)指導(dǎo)微觀預(yù)報(bào)、長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)指導(dǎo)中短距離預(yù)報(bào)的方法。為提高超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的精度和施工要求，擬采用美國生產(chǎn)的最新型SIR3000探地雷達(dá)進(jìn)行全程預(yù)報(bào)。同時(shí)，必要時(shí)采用其它物探手段進(jìn)行預(yù)報(bào)。 基本原理地質(zhì)雷達(dá)（Ground Penetrating Radar）是由雷達(dá)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生頻率相對(duì)穩(wěn)定的電磁波，通過雷達(dá)主控制器對(duì)信號(hào)脈沖寬度、相位、衰減度、指數(shù)增益等一系列技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)諧調(diào)頻，并進(jìn)行信號(hào)樣點(diǎn)數(shù)字化、信號(hào)疊加處理，然后由主控器通過信號(hào)高保真電纜和屏蔽天線將信號(hào)以一定的方向角向探測(cè)方向發(fā)射，電磁波遇到有電性差異的目的體后會(huì)發(fā)生反射，反射回來的電磁波被天線再次接收，并返回到雷達(dá)的信號(hào)接收處理器內(nèi)，經(jīng)處理后的雷達(dá)信號(hào)分兩路傳送：一路直接傳送給雷達(dá)顯示器，通過“四色原理”將雷達(dá)信號(hào)以彩色形式直接顯示在視頻顯示器上，其顯示速度與天線運(yùn)行速度保持同步；另一路進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，內(nèi)存將所有技術(shù)參數(shù)連同雷達(dá)信號(hào)資料進(jìn)行保存，以便進(jìn)行回放和更深入一步的處理。所有雷達(dá)的專業(yè)處理、反演解釋軟件均可安裝在通用計(jì)算機(jī)上來完成，雷達(dá)主控器、內(nèi)存可直接與通用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，將雷達(dá)數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行更高級(jí)的處理和解釋。如圖61所示。電磁波遇到不同電性反射界面后振幅和相位發(fā)生變化，介質(zhì)的電性差異大小決定了電磁波反射的振幅強(qiáng)弱程度和其相位的正負(fù)。巖石破碎程度及其含水量情況是影響其電性常數(shù)的主要因素，根據(jù)測(cè)量結(jié)果判定掌子面前方的圍巖變化情況。圖61 地質(zhì)雷達(dá)反射探測(cè)原理圖 測(cè)線布置及方法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)掌子面的具體情況和隧道地質(zhì)的復(fù)雜程度，在探測(cè)過程中可根據(jù)情況靈活布置測(cè)線，其原則就是盡可能靠近掌子面軸心位置，使測(cè)線距離盡可能長(zhǎng)，盡可能多地采集數(shù)據(jù)。隧道掌子面布線如下圖所示。圖62 隧道掌子面測(cè)量布線圖地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)采集時(shí)的信號(hào)觸發(fā)方式一般有三種，即測(cè)量輪觸發(fā)、時(shí)間觸發(fā)和鍵盤觸發(fā)。測(cè)量輪觸發(fā)方式一般要求測(cè)量表面比較光滑，保證測(cè)量輪正常滾動(dòng)，以使雷達(dá)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度能夠和實(shí)際測(cè)線長(zhǎng)度相符，因?yàn)樗淼勒谱用姘纪共黄?，所以一般不能保證測(cè)量輪的正常工作，因此不建議采用這種觸發(fā)方式；時(shí)間觸發(fā)方式是地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)按照一定的時(shí)間間隔自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，要求天線按照合適的速度勻速前進(jìn)，天線底部和測(cè)量表面允許一定的間隙，一般≯20cm，無論天線是否移動(dòng)，系統(tǒng)都會(huì)按照設(shè)定好的速度自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，因此雷達(dá)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度會(huì)與實(shí)際測(cè)線長(zhǎng)度不符，所以最好不要采用這種觸發(fā)方式；鍵盤觸發(fā)方式是通過電腦鍵盤發(fā)送指令給雷達(dá)控制系統(tǒng)，按一下鍵盤采集一道數(shù)據(jù)，天線按固定間距移動(dòng)，移動(dòng)一次采集一道數(shù)據(jù)，本區(qū)段隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)采用鍵盤觸發(fā)方式。選用100MHz雷達(dá)天線，若有必要可使用其他頻率天線作為輔助探測(cè)手段，有效探測(cè)深度最大為30m。當(dāng)遇到溶蝕帶、溶腔、地下水發(fā)育段落、單個(gè)或較大的溶洞等異常時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況增加預(yù)報(bào)次數(shù)，減小預(yù)報(bào)間距。 使用儀器地質(zhì)預(yù)報(bào)設(shè)備主要包括SIR3000主機(jī)、天線、傳輸電纜、筆記本電腦、地質(zhì)錘、卷尺、強(qiáng)光手電筒等。 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試要求（1）地質(zhì)雷達(dá)使用先進(jìn)的地質(zhì)雷達(dá)SIR3000，選用100MHz雷達(dá)天線，若有必要可使用其他頻率天線作為輔助探測(cè)手段。（2）儀器設(shè)備的信號(hào)增益控制具有指數(shù)增益功能，模數(shù)轉(zhuǎn)換大于16bit，具有8次以上信號(hào)疊加功能，連續(xù)測(cè)量時(shí)，掃描速率大于每秒128次。通過試驗(yàn)選擇合適的儀器參數(shù)，采樣率宜選用天線中心頻率的6倍~10倍。（3）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，應(yīng)移走或盡量避開測(cè)線附近的機(jī)械設(shè)備與金屬物體、導(dǎo)線等。支撐天線的器材應(yīng)選用絕緣材料，天線操作人員不應(yīng)佩帶金屬物件。（4）測(cè)試過程中，天線應(yīng)緊貼巖壁，水平測(cè)線高度基本一致，垂直測(cè)線應(yīng)保持鉛直?，F(xiàn)場(chǎng)采用連測(cè)時(shí)，應(yīng)勻速緩慢移動(dòng)天線，保證點(diǎn)距不大于20cm；采用點(diǎn)測(cè)時(shí)，點(diǎn)距宜為10~20cm，采樣時(shí)保持天線靜止。（5）采用測(cè)量輪標(biāo)注時(shí)，宜每5m校對(duì)一次。每次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試同時(shí)必須對(duì)隧洞掌子面及側(cè)壁進(jìn)行簡(jiǎn)要地質(zhì)素描，了解隧洞掘進(jìn)情況，以有助于雷達(dá)圖像的地質(zhì)解釋與前期雷達(dá)成果報(bào)告的比對(duì)分析與復(fù)核。 數(shù)據(jù)處理及解釋探地雷達(dá)接收到的信號(hào)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后送到計(jì)算機(jī)，必須再經(jīng)過增益恢復(fù)、帶通濾波、頻率波數(shù)(fk)濾波、繞射偏移處理和反褶積濾波等一系列數(shù)據(jù)處理后形成雷達(dá)探測(cè)圖像。地質(zhì)雷達(dá)圖像剖面是地質(zhì)雷達(dá)資料解釋的基礎(chǔ)，只要掌子面前方介質(zhì)中存在電性差異，就可以在雷達(dá)剖面圖中找到相應(yīng)的反射波與之對(duì)應(yīng)。根據(jù)相鄰道上反射波的對(duì)比，把不同道上同一個(gè)反射波相同相位連接起來的對(duì)比線稱為同相軸，雷達(dá)剖面圖的識(shí)別主要是確定
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