新建铁路渝利线隧道施工地质超前预报实施方案..docVIP

渝 利 铁 路 隧道超前地质预报方案 中国中铁二院工程集团有限责任公司 二00九年三月 渝 利 铁 路 隧道超前地质预报方案 中国中铁二院工程集团有限责任公司 二00九年三月一、前言 在公路、铁路的隧道施工中，由于隧道地质情况复杂，常常阻碍隧道施工进程，甚至造成人员伤亡。大多数工程项目任务重、工期紧，特长隧道往往又是控制性工程。为了使隧道施工能够安全快速地进行，在隧道施工中开展超前地质预报工作十分必要。 传统的超前地质预报一般采用超前钻探，但是，超前钻探的费用很高，而且还会延误工期。目前，无损地球物理探测技术广泛应用在隧道施工的超前地质预报过程中。该方法预报时间短、精度高、效果好，并且，对隧道施工不会有干扰或者仅有微干扰。TSP203超前地质预报系统）mm/孔深2m。 接收器钻孔布置：沿轴径向，向上倾斜5-10度；布置高度：离地面约1米； 布置位置：离掌子面大约55米位置。 （2）爆破钻孔布置方法： 爆破钻孔数量：在隧道左或右壁面布置24个（根据岩层走向确定在左或右），根据实际情况可以选择18-24个。 爆破钻孔直径：38mm（20-45mm）/孔深1.5m（最小0.8m.最大2.0m）。 爆破钻孔布置：沿轴径向，向下倾斜10-20度(水封填炮泥)，相对于隧道壁面倾斜10度；布置高度：离地面约1米；布置位置：第一个钻孔离接收器约20米，其余炮眼间距1.5米（最远2米）。 四、预报方法及原理 ⒈ TSP203超前地质预报方法 ⑴ TSP203系统 TSP是Tunnel Seismic Predication ahead 的英文缩写。 TSP203系统是由瑞士Amberg测量技术有限公司专门为隧道施工期间探测掌子面前方不良地质体而研发的一套设备。由于该方法具有探测距离远，不占用隧道施工掌子面，探测效果好等优点，现已被广泛应用于隧道开挖的全过程。 TSP203系统由以下三部分组成： 1、接收单元 2、记录单元 3、附件箱 TSP203系统组成 ⑵ TSP203系统预报原理 TSP-203超前地质预报系统采用的地震负视速度反射波法的基本原理（见下图）。 TM（m） 采集单元 天线单元 ⑵ SIR3000系统预报原理 地质雷达法勘探是一种高分辨率探测技术，八十年代以来由于电子技术与数字处理技术飞速发展，在公路路面、路基与路基缺陷、隧道衬砌质量的无损检测、隧道超前地质预报等多个领域得到了广泛应用。 地质雷达检测原理示意图 地质雷达（GPR）依据电磁波脉冲在地下传播的原理进行工作，电磁波脉冲在介质中的传播路径—波形随所通过的介质的介电性质、几何形态而变化，根据接收到反射波的旅行时间、幅值、频率、波形变化资料，可推断地质目的体的内部结构和几何形态。由于地质雷达使用高频脉冲电磁波（106～109Hz），与其它物探方法相比具有更高的分辨率、准确率。 当电磁波到达两种不同介质性质的分界面时，由于上下介质的电磁特性不同会发生反射与折射。入射波、反射波与折射波的方向，遵循反射定律和折射定律（见下图）。 电磁波在介质分界面的折射和反射 ⑶ 信息处理和解释 电磁波在介质界面的折射和反射特征由折射系数T和反射系数R表示，对于非磁性介质，当电磁波垂直入射（θ=0）时，可以用下式表示： 式中：ε1 、ε2分别为上下介质的介电常数。 由上式可知，对于非磁性介质，电磁波的反射特性仅与介质的介电常数有关。在隧道掌子面前方的不良地质体与正常围岩之间的介电常数有明显的差异，它们之间能形成良好的电磁波反射界面。因此，电磁波碰到目标物或不同介质之间的界面而被反射回来，根据电磁波的双程走时的长短差别和波形畸变，确定隧道掌子面前方的不良地质体的形态、属性及位置，结合工程地质理论分析达到对隧道掌子面前方的不良地质体的探测与判定。 五、拟投入本项目主要人员： 1 φ