超前地質(zhì)預(yù)報實施計劃方案-wenkub
2023-05-08 06:26:31 本頁面
【正文】 地質(zhì)預(yù)報設(shè)備主要包括SIR3000主機、天線、傳輸電纜、筆記本電腦、地質(zhì)錘、卷尺、強光手電筒等。圖62 隧道掌子面測量布線圖地質(zhì)雷達數(shù)據(jù)采集時的信號觸發(fā)方式一般有三種，即測量輪觸發(fā)、時間觸發(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弱程度和其相位的正負(fù)。同時，必要時采用其它物探手段進行預(yù)報。地質(zhì)雷達預(yù)報隧道超前地質(zhì)預(yù)報工作必須針對其工程特點，優(yōu)選超前地質(zhì)預(yù)報方法，并在施工過程中不斷完善和改進，形成合理的超前地質(zhì)預(yù)報方法組合。（4）隧道仰拱施工前，應(yīng)對基底采用地質(zhì)雷達進行探測，根據(jù)探測結(jié)果，對異常區(qū)采用有效方法進一步詳探，發(fā)現(xiàn)基底存在空洞、溶洞、溶槽等應(yīng)及時提出以便處理；當(dāng)基底承載力不滿足結(jié)構(gòu)要求時應(yīng)采用基底換填、注漿加固等綜合處理措施，且應(yīng)加強施工防護，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)報難點為：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)報掌子面前方溶蝕帶、溶洞和地下水帶是本地質(zhì)預(yù)報的重點。為確保隧道的施工安全，及時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，決定對隧道施工進行超前地質(zhì)預(yù)報工作。超前地質(zhì)預(yù)報的工作目標(biāo)根據(jù)本工程特點，本超前地質(zhì)預(yù)報工作主要針對以下幾個方面：（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；（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；（3）軟弱夾層，軟弱結(jié)構(gòu)面的位置、規(guī)模及性狀預(yù)報；（4）地下水分布規(guī)律，隧道涌水預(yù)報，包括涌水位置、水量等預(yù)報；（5）隧道圍巖級別變化及分布位置預(yù)報。 2）中短距離超前預(yù)報：采用地質(zhì)雷達、紅外探測對掌子面前（SIR3000）方進行中短距離綜合超前預(yù)測、預(yù)報，地質(zhì)雷達25m一次，一次范圍30m。（5）按照技術(shù)服務(wù)內(nèi)容要求，立即開始進行超前地質(zhì)預(yù)報工作；（6）對隧道所屬區(qū)域的地勘資料進行詳細(xì)查閱，同時對洞內(nèi)進行觀察，及時和全面掌握整個隧道長度內(nèi)的地質(zhì)情況；（7）根據(jù)圍巖情況安排雷達探測斷面，原則上每30米一個斷面，并考慮不同距離的重疊交叉。同時，在發(fā)揮先進科技手段的同時，結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測人員的技術(shù)和經(jīng)驗，對現(xiàn)場的地質(zhì)情況進行認(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)報方法，做到既能最優(yōu)地滿足隧道超前地質(zhì)預(yù)報的要求，又能盡量減少對隧道施工的影響。 基本原理地質(zhì)雷達（Ground Penetrating Radar）是由雷達信號發(fā)生器產(chǎn)生頻率相對穩(wěn)定的電磁波，通過雷達主控制器對信號脈沖寬度、相位、衰減度、指數(shù)增益等一系列技術(shù)參數(shù)進行調(diào)諧調(diào)頻，并進行信號樣點數(shù)字化、信號疊加處理，然后由主控器通過信號高保真電纜和屏蔽天線將信號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，并返回到雷達的信號接收處理器內(nèi)，經(jīng)處理后的雷達信號分兩路傳送：一路直接傳送給雷達顯示器，通過“四色原理”將雷達信號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行速度保持同步；另一路進入數(shù)據(jù)存儲器中，內(nèi)存將所有技術(shù)參數(shù)連同雷達信號資料進行保存，以便進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，以使雷達數(shù)據(jù)長度能夠和實際測線長度相符，因為隧道掌子面凹凸不平，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；時間觸發(fā)方式是地質(zhì)雷達系統(tǒng)按照一定的時間間隔自動采集數(shù)據(jù)，要求天線按照合適的速度勻速前進，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，系統(tǒng)都會按照設(shè)定好的速度自動采集數(shù)據(jù)，因此雷達數(shù)據(jù)長度會與實際測線長度不符，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，移動一次采集一道數(shù)據(jù)，本區(qū)段隧道地質(zhì)預(yù)報采用鍵盤觸發(fā)方式。 現(xiàn)場測試要求（1）地質(zhì)雷達使用先進的地質(zhì)雷達SIR3000，選用100MHz雷達天線，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)場測試同時必須對隧洞掌子面及側(cè)壁進行簡要地質(zhì)素描，了解隧洞掘進情況，以有助于雷達圖像的地質(zhì)解釋與前期雷達成果報告的比對分析與復(fù)核。隧道超前預(yù)報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)報等。電磁波在地層中傳播時的能量消耗也很大，也會對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。為保證能夠按時提交超前地質(zhì)預(yù)報報告，在確認(rèn)超前地質(zhì)預(yù)報數(shù)據(jù)正確的前提下，根據(jù)不同的監(jiān)測項目，分別在專業(yè)工程師的主持下，輔以計算機手段對數(shù)據(jù)進行處理，在每次監(jiān)測完成后，24小時內(nèi)提交2份超前地質(zhì)預(yù)報報告至甲方，最遲不超過36小時。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，故測點傳感器收到反射信號的到達時間與波源地震波到達不同巖體介質(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)帶距測點的距離，從而確定被探測介質(zhì)界
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