(畢業(yè)論文)tsp探測在超前地質(zhì)預(yù)報中存在的問題及解決方法(編輯修改稿)
2025-07-21 18:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 100200m就做一次TSP探測，與超前探孔法等相比這種探測方法的突出優(yōu)點是測量結(jié)果的信息量大，預(yù)報范圍廣，測量本身成本低。在使用掘進(jìn)機(jī)施工的隧道標(biāo)段，TSP超前預(yù)報測量還是唯一切實有效的測量手段，因為掘進(jìn)機(jī)施工時的日進(jìn)尺有事高達(dá)20多米，超前預(yù)報的范圍只有數(shù)倍于掘進(jìn)機(jī)的日進(jìn)尺這種測量才顯得有意義。常規(guī)的鉆孔測量法因需要較大的設(shè)備布置空間、且效率低、時間長和影響掘進(jìn)機(jī)施工不適合掘進(jìn)機(jī)施工條件下的地址超前預(yù)報。中國目前正在進(jìn)行大規(guī)模的鐵路、公路和水電工程建設(shè)，需要修建大量的隧洞和洞石，而TSP作為一項隧道長距離的探測技術(shù)，將在減少和消除隧道施工塌方方面發(fā)揮巨大作用。TSP探測是超前地質(zhì)預(yù)報中的指路明燈，由此可以看出，TSP探測在隧洞施工中的地位是多么重要，我們應(yīng)該加強(qiáng)對TSP探測的技術(shù)學(xué)習(xí)，熟練掌握TSP探測的各項數(shù)據(jù)和分析過程，能準(zhǔn)確的判譯出隧洞前方的地質(zhì)情況，為隧洞的施工提供可靠地依據(jù)。四、TSP探測在超前地質(zhì)預(yù)報中的優(yōu)勢和不足 TSP探測在超前地質(zhì)預(yù)報中的優(yōu)勢TSP超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)是專門為隧洞和地下工程超前地質(zhì)預(yù)報研制開發(fā)的，目前世界上在這個領(lǐng)域較先進(jìn)的設(shè)備，它具有以下特點：（1）使用范圍廣：適用于極軟巖和極硬巖的任何地質(zhì)情況。它是利用地震波在不均勻地質(zhì)體中產(chǎn)生的反射波特性來預(yù)報隧道掌子面前方及周圍鄰近區(qū)域的地質(zhì)情況。（2）預(yù)報距離長：能準(zhǔn)確的預(yù)報掌子面前方100250m范圍內(nèi)的地質(zhì)狀況，圍巖越完整預(yù)報長度越大。（3）對隧道施工干擾小：它可在隧道施工間隙進(jìn)行，即使專門安排此項工作，也不過一個小時左右。它的接收器和炮眼不是在掌子面上，而是在掌子面附近的邊墻上，施工接收器孔和爆破孔是不影響正常隧道掘進(jìn)，只是在接收信號時為減少噪音干擾做短暫停工。（4）提交資料及時：在現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的24小時內(nèi)即可提交正式成果報告。該系統(tǒng)設(shè)計了一套專用處理軟件，通過分析就可得出前方圍巖是否有斷層破碎帶、軟弱夾層、隱藏水體和其他不良地質(zhì)體相對于隧道的空間位置及圍巖的力學(xué)特性參數(shù)表。由于上述特點，TSP系統(tǒng)已被廣泛使用，以避免隧道施工中的盲目性帶來的地質(zhì)災(zāi)害。在隧洞的超前地質(zhì)預(yù)報中，有很多種方法。如：地質(zhì)雷達(dá)、水平鉆探、紅外探水、及TSP探測等。在居多方法中，TSP探測顯示出了其強(qiáng)大的優(yōu)勢。具體情況如下對比表所示。探測方法TSP探測地質(zhì)雷達(dá)探測水平取芯鉆探探測探測范圍100250m＜50m＜100m工作區(qū)域遠(yuǎn)離掌子面掌子面掌子面現(xiàn)場探測所需時間120小時巖石力學(xué)性質(zhì)信息判譯資料顯示不顯示實驗得出參加人數(shù)24人34510技術(shù)人員要求專業(yè)人員專家人員地質(zhì)專家TSP探測、地質(zhì)雷達(dá)、水平鉆探現(xiàn)場施工對比表 TSP探測的在超前地質(zhì)預(yù)報中的不足：（1）比較容易受外界環(huán)境的干擾：TSP探測是靠接受人造地震波數(shù)據(jù)的，因此在工作范圍內(nèi)一定要保持工作環(huán)境的安靜，以便于采集的信息比較真實準(zhǔn)確。（2）需要用炸藥來制造地震波具有一定的危險性：在采集數(shù)據(jù)的過程中不能有人和機(jī)械在我們的工作范圍內(nèi)，以便于我們能盡快的采集，避免耽誤施工掘進(jìn)。（3）不能直觀的顯示前方的地質(zhì)情況：TSP探測是通過地震波等一系列數(shù)據(jù)對前方圍巖進(jìn)行判譯的，通過專業(yè)軟件對前方一定范圍內(nèi)的圍巖進(jìn)行判譯。（4）需要施工單位的配合：施工單位需要按照TSP技術(shù)交底的要求來布置測線和炮孔，炮眼的傾角是上揚(yáng)的，方便封堵；接收器的孔是下伏的，保證接收器孔內(nèi)無水，以便于接收器和圍巖緊密耦合。五、TSP超前地質(zhì)預(yù)報的誤差原因及減小誤差的方法 可靠、良好的原始數(shù)據(jù)是得到正確預(yù)報結(jié)果的堅實基礎(chǔ)，也使后續(xù)軟件處理變得簡單、容易。這是基本操作的關(guān)鍵之一。（1）炸藥量過大或過小，導(dǎo)致信號超幅或太弱。圖1為某隧道采集的原始信號，信號太弱，其原因是圍巖為全風(fēng)化基巖，藥量太少（50g）。圖1 某隧道原始信號（2）洞內(nèi)施工機(jī)械噪聲過大，造成干擾信號太強(qiáng)。圖2 某隧道原始數(shù)據(jù)（3）隧道本身噪音過大，如：大量用水時，造成干擾信號太強(qiáng)。（4）電雷管存放時間太長、受潮或本身制造因素，造成不同炮點爆破延時不一致，圖3即為此情況，第1炮未響，記錄為洞內(nèi)涌水或其他噪音干擾信號，第1119炮明顯延時。多數(shù)炮不同程度延時。像這樣的信號處理是困難的，預(yù)報結(jié)果的準(zhǔn)確性也是大大折扣的。圖3 某隧道原始數(shù)據(jù)（5）裝藥深度過淺或炸藥掉入初期支護(hù)和圍巖中間的空洞，產(chǎn)生大量無用的面波信號，且無法過濾，造成有用信號和無用信號大量混淆。（6）傳感器耦合不好或炮眼封堵不好，能量消耗在產(chǎn)生大量的干擾信號上，且有用信號微弱。圖4
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