超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施計(jì)劃方案-wenkub
2023-05-08 06:26:31 本頁面
【正文】 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。圖62 隧道掌子面測量布線圖地質(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，即測量輪觸發(fā)、時(shí)間觸發(fā)和鍵盤觸發(fā)。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)。同時(shí)，必要時(shí)采用其它物探手段進(jìn)行預(yù)報(bào)。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。（4）隧道仰拱施工前，應(yīng)對(duì)基底采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測，根據(jù)探測結(jié)果，對(duì)異常區(qū)采用有效方法進(jìn)一步詳探，發(fā)現(xiàn)基底存在空洞、溶洞、溶槽等應(yīng)及時(shí)提出以便處理；當(dāng)基底承載力不滿足結(jié)構(gòu)要求時(shí)應(yīng)采用基底換填、注漿加固等綜合處理措施，且應(yīng)加強(qiáng)施工防護(hù)，以保證施工安全及結(jié)構(gòu)承載安全。每100m施作一次，當(dāng)有異常情況時(shí)適當(dāng)加密。積極參與施工期間各方工作，安全、高質(zhì)量地完成工作。預(yù)報(bào)難點(diǎn)為：溶洞、地下溶蝕帶、溶腔、高壓涌突水、地下含水帶、斷層破碎帶。在隧道施工中易發(fā)生突涌水和突泥。因此準(zhǔn)確預(yù)報(bào)掌子面前方溶蝕帶、溶洞和地下水帶是本地質(zhì)預(yù)報(bào)的重點(diǎn)。為確保隧道的施工安全，及時(shí)了解掌子面前方圍巖的不良地質(zhì)情況，以優(yōu)化施工方案，指導(dǎo)隧道施工，決定對(duì)隧道施工進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的工作目標(biāo)根據(jù)本工程特點(diǎn)，本超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作主要針對(duì)以下幾個(gè)方面：（1）溶洞、斷層破碎帶、裂隙密集帶的位置、規(guī)模和性狀預(yù)報(bào)；（2）突水、突泥可能發(fā)生的位置、規(guī)模大小及危害程度預(yù)報(bào)；（3）軟弱夾層，軟弱結(jié)構(gòu)面的位置、規(guī)模及性狀預(yù)報(bào)；（4）地下水分布規(guī)律，隧道涌水預(yù)報(bào)，包括涌水位置、水量等預(yù)報(bào)；（5）隧道圍巖級(jí)別變化及分布位置預(yù)報(bào)。 2）中短距離超前預(yù)報(bào)：采用地質(zhì)雷達(dá)、紅外探測對(duì)掌子面前（SIR3000）方進(jìn)行中短距離綜合超前預(yù)測、預(yù)報(bào)，地質(zhì)雷達(dá)25m一次，一次范圍30m。（5）按照技術(shù)服務(wù)內(nèi)容要求，立即開始進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作；（6）對(duì)隧道所屬區(qū)域的地勘資料進(jìn)行詳細(xì)查閱，同時(shí)對(duì)洞內(nèi)進(jìn)行觀察，及時(shí)和全面掌握整個(gè)隧道長度內(nèi)的地質(zhì)情況；（7）根據(jù)圍巖情況安排雷達(dá)探測斷面，原則上每30米一個(gè)斷面，并考慮不同距離的重疊交叉。同時(shí)，在發(fā)揮先進(jìn)科技手段的同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測人員的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)現(xiàn)場的地質(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。 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。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)測量結(jié)果判定掌子面前方的圍巖變化情況。測量輪觸發(fā)方式一般要求測量表面比較光滑，保證測量輪正常滾動(dòng)，以使雷達(dá)數(shù)據(jù)長度能夠和實(shí)際測線長度相符，因?yàn)樗淼勒谱用姘纪共黄?，所以一般不能保證測量輪的正常工作，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)長度會(huì)與實(shí)際測線長度不符，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。 現(xiàn)場測試要求（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手段。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。每次現(xiàn)場測試同時(shí)必須對(duì)隧洞掌子面及側(cè)壁進(jìn)行簡要地質(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。隧道超前預(yù)報(bào)主要是確定掌子面前方的構(gòu)造斷裂、軟弱夾層、巖溶洞穴等的分布位置以及掌子面前方地下水狀況，巖溶洞穴填充物及其性質(zhì)的預(yù)報(bào)等。電磁波在地層中傳播時(shí)的能量消耗也很大，也會(huì)對(duì)探測距離有一定的影響。（3）結(jié)合地質(zhì)資料、地震波反射探測成果及前期表面雷達(dá)追蹤結(jié)果，判斷目標(biāo)地質(zhì)體的性質(zhì)及地下水賦存情況。為保證能夠按時(shí)提交超前地質(zhì)預(yù)報(bào)報(bào)告，在確認(rèn)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)正確的前提下，根據(jù)不同的監(jiān)測項(xiàng)目，分別在專業(yè)工程師的主持下，輔以計(jì)算機(jī)手段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在每次監(jiān)測完成后，24小時(shí)內(nèi)提交2份超前地質(zhì)預(yù)報(bào)報(bào)告至甲方，最遲不超過36小時(shí)。其基本原理如圖71所示，根據(jù)地震波的回波原理制成，由于地震波以一定的速度傳播，故測點(diǎn)傳感器收到反射信號(hào)的到達(dá)時(shí)間與波源地震波到達(dá)不同巖體介質(zhì)界面的距離成正比，因此能作為簡介度量測定地質(zhì)變化區(qū)帶距測點(diǎn)的距離，從而確定被探測介質(zhì)界
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