隧道施工地質(zhì)災(zāi)害及其超前預(yù)報(編輯修改稿)
2024-10-08 22:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 據(jù)超前施工的平行隧道或?qū)Э铀龅刭|(zhì)情況推測隧道將遇到怎樣的地質(zhì)情況則是隧道施工期地質(zhì)預(yù)報的一種重要方法 ， 特別是當(dāng)兩平行隧道間距較小時預(yù)報效果更佳 。 ? 超前導(dǎo)坑法是我國隧道施工早期采用的隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報方法。 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害及其超前預(yù)報 ? 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報方法 — 超前水平鉆孔法 ? 采用超前水平鉆孔進(jìn)行隧道施工期掌子面前方地質(zhì)超前預(yù)報是隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報方法中最直接的方法。其通過鉆孔鉆進(jìn)速度測試和所采取的鉆孔巖芯的觀察及相關(guān)試驗(yàn)獲取隧道掌子面前方巖石（體）的強(qiáng)度指標(biāo)、可鉆性指標(biāo)、地層巖性資料、巖體完整程度指標(biāo)及地下水狀況等諸多方面的直接資料。目前國內(nèi)采用這種方法進(jìn)行隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報主要在水工隧道（洞）和長大鐵路、公路工程中，國外已較為普遍。采用此方法不僅可以確定隧道掌子面前方地質(zhì)情況，而且可以起到探水的作用。 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害及其超前預(yù)報 ? 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報方法 ? — 超前鉆孔聲波測井及跨孔聲波透視法 ? 采用聲波探測技術(shù) ， 利用鑿巖臺車在隧道施工掌子面加接鉆桿施作微傾角超前鉆孔 ， 通過孔中測井或跨孔聲波測試結(jié)果來進(jìn)行隧道掌子面前方地質(zhì)條件 （ 情況 ） 的超前預(yù)報 。 ? 受鉆孔施作等的限制，該方法目前已發(fā)展為聲波CT法。 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害及其超前預(yù)報 ? 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報方法 ? — 超前鉆孔聲波測井及跨孔聲波透視法 ? 大瑤山隧道 DK1994+650掌子面 跨孔聲波透視法 地質(zhì)預(yù)報 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害及其超前預(yù)報 ? 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報方法 ? — 聲波 CT層析成像法 ? 聲波層析成像法移植于混凝土聲波 CT層析成像 (Computer Tomography,簡稱 CT成像或ＣＴ )。 混凝土聲波 CT層析成像國外始于 70年代 ， 該方法借助醫(yī)學(xué)界Ｘ射線斷層掃描的基本手段 ， 結(jié)合其物理力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)分析 ， 采用射線走時和振幅來重構(gòu)混凝土內(nèi)部聲速值及衰減系數(shù)的場分布 ， 通過像素 、 色譜 、 立體網(wǎng)絡(luò)的綜合展示 ， 以期達(dá)到直觀反映混 凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像之目的 。 ? 近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和聲波 CT專用軟件的成功開發(fā)，在原有跨孔聲波測試基礎(chǔ)上開發(fā)的巖土聲波 CT層析成像法已開始應(yīng)用于隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報，盡管受探測鉆孔施作的限制，但在一定范圍內(nèi)的巖溶洞穴、管道的探測中已發(fā)揮了重要的作用。 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害及其超前預(yù)報 ? 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報方法 ? — 聲波 CT層析成像法 ? 圓梁山 361+764左墻腳溶管探測成像圖 智能工程聲波儀鉆孔鉆孔發(fā)射換能器接收換能器隧道施工地質(zhì)災(zāi)害及其超前預(yù)報 ? 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報方法 — 波反射法 ? 主要利用聲波 、 超聲波 、 地震波及電磁波在地層中傳播 、 反射 ， 通過信號采集系統(tǒng)接收反射信號 ， 判釋隧道掌子面前方反射界面 （ 斷層 、 軟弱夾層等 ） 距隧道掌子面的距離來進(jìn)行隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報 。 ? 近十多年來，聲波反射法（ HSP）、地震波反射法（包括負(fù)視速度法和 TSP）、電磁波反射法（雷達(dá)）已廣泛應(yīng)用于隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報之中。 ? 應(yīng)該指出的是，波反射法隧道地質(zhì)超前預(yù)報實(shí)際上是對隧道施工掌子面前方不良地質(zhì)體分布界面位置的預(yù)報，不良地質(zhì)體性質(zhì)的預(yù)報必須結(jié)合隧道施工地質(zhì)工作成果和預(yù)報人員豐富的地質(zhì)工作經(jīng)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)。 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害及其超前預(yù)報 ? 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報方法 — TSP法 ? 左圖： TSP法工作原理 ? 右圖： 縱波深度偏移剖面 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害及其超前預(yù)報 ? 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報方法 — HSP法 ? 左圖： HSP法工作原理 ? 右圖： HSP法時域頻域分析 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害及其超前預(yù)報 ? HSP法武隆隧道充填巖溶前方界線探測成果圖 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害及其超前預(yù)報 ? 地質(zhì)雷達(dá)法采用的是連續(xù)掃描電磁波反射曲線的疊加 ， 利用電磁波在隧道掌子面前方巖體中的傳播 、 反射 ， 根據(jù)測到的反射脈沖波走時計(jì)算反射界面距隧道施工掌子面的距離 。 ? 地質(zhì)雷達(dá)被認(rèn)為是目前分辨率最高的地球物理方法，但由于預(yù)報距離短，易受隧道洞內(nèi)機(jī)器、管線的干擾，目前多用于巖溶洞穴、含水帶和破碎帶的探測預(yù)報。 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害及其超前預(yù)報 ? 隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報方法 ?
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