隧道施工地質(zhì)災害及其超前預報(編輯修改稿)
2025-10-08 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)預報的一種重要方法 ， 特別是當兩平行隧道間距較小時預報效果更佳 。 ? 超前導坑法是我國隧道施工早期采用的隧道施工期地質(zhì)超前預報方法。 隧道施工地質(zhì)災害及其超前預報 ? 隧道施工地質(zhì)災害預報方法 — 超前水平鉆孔法 ? 采用超前水平鉆孔進行隧道施工期掌子面前方地質(zhì)超前預報是隧道施工期地質(zhì)超前預報方法中最直接的方法。其通過鉆孔鉆進速度測試和所采取的鉆孔巖芯的觀察及相關(guān)試驗獲取隧道掌子面前方巖石（體）的強度指標、可鉆性指標、地層巖性資料、巖體完整程度指標及地下水狀況等諸多方面的直接資料。目前國內(nèi)采用這種方法進行隧道施工期地質(zhì)超前預報主要在水工隧道（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)災害及其超前預報 ? 隧道施工地質(zhì)災害預報方法 ? — 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)果來進行隧道掌子面前方地質(zhì)條件 （ 情況 ） 的超前預報 。 ? 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)災害及其超前預報 ? 隧道施工地質(zhì)災害預報方法 ? — 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)預報 隧道施工地質(zhì)災害及其超前預報 ? 隧道施工地質(zhì)災害預報方法 ? — 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)學界Ｘ射線斷層掃描的基本手段 ， 結(jié)合其物理力學性質(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，隨著計算機技術(shù)的廣泛應用和聲波 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用于隧道施工期地質(zhì)超前預報，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)災害及其超前預報 ? 隧道施工地質(zhì)災害預報方法 ? — 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)災害及其超前預報 ? 隧道施工地質(zhì)災害預報方法 — 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行隧道施工期地質(zhì)超前預報 。 ? 近十多年來，聲波反射法（ HSP）、地震波反射法（包括負視速度法和 TSP）、電磁波反射法（雷達）已廣泛應用于隧道施工期地質(zhì)超前預報之中。 ? 應該指出的是，波反射法隧道地質(zhì)超前預報實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報，不良地質(zhì)體性質(zhì)的預報必須結(jié)合隧道施工地質(zhì)工作成果和預報人員豐富的地質(zhì)工作經(jīng)驗來實現(xiàn)。 隧道施工地質(zhì)災害及其超前預報 ? 隧道施工地質(zhì)災害預報方法 — 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)災害及其超前預報 ? 隧道施工地質(zhì)災害預報方法 — 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)災害及其超前預報 ? 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)災害及其超前預報 ? 地質(zhì)雷達法采用的是連續(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算反射界面距隧道施工掌子面的距離 。 ? 地質(zhì)雷達被認為是目前分辨率最高的地球物理方法，但由于預報距離短，易受隧道洞內(nèi)機器、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報。 隧道施工地質(zhì)災害及其超前預報 ? 隧道施工地質(zhì)災害預報方法 ?
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