隧道工程地质灾害防治与应急及超前地质预报

隧道工程地质灾害及超前地质预报汇报人：

刘龙飞汇报内容第一部分隧道工程地质灾害

第二部分隧道超前地质预报的物探方法第一部分隧道工程地质灾害宜万铁路云雾山段岩溶突水宜万铁路云雾山段隧道突泥第一部分隧道工程地质灾害纳黔路羊咡岩隧道隧道出口端突泥现场广大铁路楚雄段坍塌第一部分隧道工程地质灾害四川紫荆隧道岩爆成都五洛路1号隧道瓦斯爆炸第一部分隧道工程地质灾害(1)围岩的变形、失稳破坏软岩(软质岩、断层泥、粘土质岩溶充填物)变形失稳坍方。弱岩（节理密集发育岩体、断层及其影响带破碎岩体、结构面不利组合构成的不稳定块体）失稳坍方、塌落。(2)隧道涌水节理密集发育岩体富水。断层及其影响带破碎岩体地下水储存运移通道。充水岩溶（溶隙、溶缝、溶管、溶洞、地下岩溶暗河等）。(3)隧道洞内泥砂石流（涌泥涌沙）饱水断层破碎带含粘土破碎岩坍塌。饱水全、强风化岩脉坍塌。饱水粘土质、粘土夹块石岩溶充填物坍塌、揭穿。第一释部分赵隧道冒工程呆地质汁灾害(4弯)岩爆深埋朗隧道堡中脆拦性、渠高强耗度、呜完整牌性极伯好岩筝体。浅埋货隧道忙地表绍地形竿突变绣位置道脆性绣、高逢强度状、完朗整性略极好飘岩体宇。(5推)有害昨气体甚突出弦、燃栗烧、乎爆炸主要吸是与铁煤层歇、炭去质泥旦岩、柴炭质幻玉页岩袄有关兴的瓦垮斯气瘦体突絮出、五燃烧留、爆刮炸。(6喘)高怕地温(7皱)地刑表生语态环星境灾凭害(点地表申塌陷倒、地许表水益源枯扰竭等颜)主要功与隧摄道洞老内坍骆方、泥砂全石流略（涌陶泥涌蔬沙）闹、涌预水有疮关。第二缸部分典隧道续超前押地质湿预报向的物固探方锅法1、物探岭方法妻的定吩义物探使方法:利用物理寒学的原今理和胆专门祝的探继测仪内器,观测渠并综肤合分恢析探栗测空猫间物驳理场沃的分艳布特坝征,确定凭被探片测体球的形挺态和笑性质条的探兰测方宵法潜。工程司物探:应用色于工抗程地圆质、生水文默地质郊勘探授和工木程质烫量无画损检巡寿测、勺物性凤参数吓测试隆等的珠物理幼探测晴方法,简称念“工定程物夏探”。隧道捎超前库地质虚预报妹的物脸探方筒法属周于工程俯物探领域。2、物探功方法窜的应坏用条缎件被探传测对采象与是相邻社介质滤应存浅在一嘴定的物性沸差异(如:电阻锡率、浪波阻垒抗、敲介电革常数膨等),并具奸有可被探抵测的连规模(需满饰足一格定径冻深比)，满足恶一定鉴的信保噪比企。3、工炒程物帆探方驼法的员分类直流臭电法:电测院深法馒、电也测剖像面法防、高省密度非电法康、自棒然电味场法接、充伤电法的、激功发极州化法宜等。电磁衔波法:可控附源音质频大匹地电帜磁波果、地察质雷片达法缺、瞬缓变电羊磁法覆等。弹性燃波法:地震室波法(直达点波法翅、折溉射波劝法、乒反射话波法馆、瑞块雷波牌法、用弹性CT法)、声寒波法治等。磁威法:探测碰铁磁宽性埋古设物辈体和借磁性回岩(矿)体。放射钳性法:探测郊具有脑放射若性的臭物体涉和岩(矿)体。测休井:电测班井、义声速问测井抬、放慌射性诵测井咱、超灭声成习像测蚀井等。红外丘探测振法：工程址质量锄无损悔检测:桩基润小应命变检炕测、财桩基速大应棋变检田测、宰桩基墙声波絮透视杜检测犹、隧语道衬勉砌雷没达检军测等损。4、婶隧道厚超前孝地质成灾害垫预报量综述隧道辟超前粪地质唱灾害码预报双内容隧道竿超前捎地质勒灾害勒预报汗原则隧道棒超前厌地质第灾害旱预报摄形式隧道互超前那地质丛灾害熟预报分方法断层候、岩吵脉及啦破碎谁带、哲大裂欲隙、叮有害桃气体墙、水搬文地蹈质、联围岩劲类别酷、地赞应力伯及岩童爆。杨预报炊其位卖置、励规模玩、富葛水性倚及充攻填物释的状花态等息;在坚列持：规范炕、全虹程、狐适宜颂、及厌时的总收原则固,以裤及/香以地绒质方或法为甲基础降,地竿质方附法与叙物探萄方法嗽相结荷合、冬长距孝离超兰前地仙质灾惯害预柔报与欺短距来离超搭前地庄质灾蛛害预剃报相喜结合莲、物佣探先蕉行钻彩探验村证的漏隧道恢超前祸地质阵灾害蜘预报养方法火选择票原则抱。长距体离：曾80扎~2压00舒m/工荣程地疲质调掏查法册、断笑层参帆数预丝式测法感和T达SP短距防离：15相~3贞0m膛/、掌桐子面岗编录盟预测营法、田地质城雷达笨法口头寒通知新：直接栏法：筛地质脊法和态钻孔关探测幻玉法。间接落法：外亦称浓物探泪法,中主要景有隧道纤地震唉超前竞预报批系统浩(T枝SP掉)、沃地质渡雷达娱(G且PR象)法醒、红话外探画水法蚕、水平准声波机剖面维(H填SP考)法阶和陆地地声却纳法根等。其它稿方法救：有崇超前覆导坑辉法、浇断层斑参数舱预测标技术炎和掌列子面链地质弱编录吹预测谅法等秤。4.1感TS解P的盯探测历原理4.1.1理论倍基础TS独P是筐采用掩浅孔浆微型消爆破算作为铜震源利,激寨发的法地震摸波以事直达置波和珠反射民波的勉形式诱传到晋传感肠器。绑与反痛射波拼相比领,直腊达波首的传页播时葬间明吉显偏萍小因热此传政感器描可以烛根据醒接收倾到的慈直达更波的浆时间炊来计叹算地离震波森的速盆度;永在已肯知地堆震波掩传播摸速度狱的情次况下竟,通猜过测罢得的烫反射烘波传打播时失间推摊导出讯反射疫界面岁与接烈收传络感器图之间僻的距旨离及黄其在殿隧道趟前方找的位系置。4.1笋TS腥P的田探测初原理4.忽1.弄1娘理论帮基础产生闯反射恶波是攻因为盈介质炭的物逃性发波生了钱变化都。当慎地震哪波在胀传播察过程半中遇顷到波群阻抗缎差异降面，胆一部肥分地粘震波穴在波喊阻抗站分界缎面处枝便被垦反射富回来务。反押射波斯的能症量大巴小与百反射曲界面宝的反龄射系搞数有辟关；聋反射彻系数就的大熄小是字由界踢面两队侧波榴阻抗楚的差崖值决霸定的删:注：为反射界面两侧介质的密度；v1,v2为反射界面两侧介质的地震波速度。若两侧介质波阻抗差值的绝对值越大，则反射系数r就越大,反射波的能量也就越大；反之则反射信号就弱。当形成负反射时（r<0），表明地震波将要穿越较疏松的介质（如软岩、破碎带）；形成正反射时（r>0），此时表示地震波将要入射到致密介质中（如硬岩）。4.1.2探测窗原理关于捐反射双面对驳称4.扎1.览3TS子P的虽解译严准则正反搏射振孤幅表科明硬付岩层饮，负括反射块振幅絮表明昂软岩昆层;痒负反窝射与取正反钳射的竟组合桌表明旨该位捧置有亡断裂意(副断层木)惑。若盘S怪波反象射较倾P阔波症强，猪则表扮明岩乖层饱加含水等。Vp响/豆Vs川增加泉或泊供松比陷突然斑增大汉，常拢常由穴于流星体的除存在稼而引足起。若习Vp员下降澡，则鸣表明敌裂隙拴或孔赛隙度机增加孤。4.钱1.欧4影响炼TS甘P数翠据采嚷集的懂主要缠因素接收竞孔的福布置垂：不要薪布置巡寿在空巴腔位亏置，要上桑倾以辉便易煤于将绿孔内秧水排锯出，挑建议熟布置深两个冲接收姓孔。炮孔币深度铁：太浅梁，易报导致牙掌子胶面附咳近灶TS皱P忽数据残缺失择，一陕般炮拜孔深懂度至杀少要趴大于剃1.1蓝m。电雷罗管：为瞬毅发电升雷管绳，如巾果电侄雷管歉延迟挎严重贤，波检形无粱规律胀，则瓶需重抱测。炸药湾药量炮：要适愤中，胆根据战围岩摆情况推现场姑确定丝式。围颈岩完扒整性浅差时殿(沃如Ⅳ本和Ⅴ词级围抱岩)愚，铸对远僻偏移晕距加溜大药鬼量；缎围岩懂完整硬性较繁好时费(母如Ⅲ核级围缸岩)闪，丝式对近瓜偏移安距减记少药家量。避免鲁将接拨收孔鞭与炮厦孔布鸣置在森大型辞的不旬良地尚质体崭(睬如毅溶洞镇、软姿夹层屑和破族碎带趣等)狡两辩侧。4.钉1.怪4影响雾TS瞒P脱数据居采集趁的主张要因哨素4.砖1.炭5TS样P在从不同养地层误中的横探测雨效果触分析地质飘体的幼规模规模艺较大身的断驻层、秧破碎涨带等渗,带蛾内波眼速很暴低,酸可以若形成宜很强刑的反撑射波越信号垃,不估管是礼在软障岩或车硬岩喘中都码能探嘱测清恼楚。软岩缝本身害的波掩阻抗阻较小触，致敲密的衡硬岩锋的波恰阻抗哲大。围岩么岩性介质苏对波幸吸收复系数插的大恨小主假要取昆决于然岩石俊的粘躁滞性毛。地震错波的亲频率地层疮相当慕于一宇个低马通滤售波器恳,对扬波的讨高频宜成分朝吸收丑较大扬,致再密坚休固介梳质的择吸收亚系数不与频筛率成吧线性甘关系长,而纠疏松护介质榴的吸冒收系忍数与季频率踪蝶的平帖方成讲正比腐。4.亏2TS售T隧察道地敲质超困前预程报技闯术TS池T技凳术（薄Tu效nn尖el揉S盈ei找sm杰ic咱T柔om小og酬ra前ph屈y）循是隧源道地县震C泳T成混像技萍术的秀简称仿，是切对S棋P2悲03接技术眉缺陷评进行缠改进门的基嘱础上释发展价起来染的。TS翻T技忘术除肿了在休掌子俭面超斤前探祥测之叛外，弓还可帽以沿肚隧道叨向侧织面或惹沿地唉表向贡下方井探测惧。处理骂软件滩采用徒中文妇Wi蚀nd惧ow管s界服面，拒图像寒直观突，使吼用方教便,记TS拒T的廊接收且系统置采用废具有魔内置效放大蜡器的柴专用臂IC处检波坝器，僵大大周地提霉高了傅信噪辰比，饲加大弓了探粮测能板力。TS露T洽超前马地质偶预报庆技术友在贵唉州岩技溶地仆区的保应用TS教T盲技术样在某谣隧道汁超前虎地质棕预报摔中的限应用TS攀T隧绳道超闻前预稿报系浴统在咳顶效努II辉号隧恰道中乏的应紧用TS吵T在筑隧道包超前袭地质浅预报乒中的盒应用4.唐2.行1散射歼扫描骂成像虫技术采用昂反射屠与散学射的叹混合份模型欧（见删图什2）刊，根烦据反孩射波赤及散闷射波忠的传非播规嘴律，驰分别辟将反肤射波味和散哨射波毒进行独偏移谅归位茂，得幻玉到隧久道掌父子面意前方执的真冬实地痕质情率况。4.白2.储2TS泛T数昏据处醉理结美果的而解释冤原理4.尘2.球3TST在不饭同地俱层中锈的探锣测效啊果分锈析4.坟2.筑3TST在不热同地疗层中耳的探秘测效舟果分葬析4.对3地质宇雷达污法地质好雷达本工作闲原理由地最质雷注达的鄙发射隐天线蹄向被颜探测葛体内研发射销高频评电磁包波，虹当高地频电朋磁波裤传至削被探冒测体绞内两屿种不骗同介行质的企分界黎面（圆如：须界面宣、空裙洞、雾不密沟实带坝等）询时，体由于赚两种衣介质坊的介葡电常纺数不老同而童使电进磁波涝发生东反射谱，反遗射波立的传套播遵伐循反穷射定尼律，固反射椅波返缎回被民检测嘉体的纸表面爱，并挪由地邻质雷秃达的奏接收扫天线嫁所接争收，套形成歇雷达窜图像险。图15奔-2地质鬼雷达划测线险布置纽奉示意叼图和SI吓R3终00将0现场箭探测颤照片4.订3.陵2地质要雷达委图像自的读贞取破碎椅断裂潜带常出肚现同尤向轴零不连讯续，闯波幅勿衰减设快，锅反射售界面菊错乱石等现缠象。溶洞的波真形常蜓常表厉现为滩同向革轴呈馒抛物亦线形龙。含水良层的图暴像常鼻常表睬现为耕同向扬轴连盖续性删较好牙，波手形振宗幅较每小，粥由于坊水的蠢介电资常数堂较大踩，电扎磁波恋在穿燃透含裳水层箭时经右过多洲次反简射，景电磁锣波能忧量大茶部分浊被吸坑收，祝因此蛙，含瓦水层幼的电拍磁波巩快速有衰减赞，并垫在富纯水区器可能霉出现吉绕射纳、散单射等帐现象手。4.未3.传3电磁藏波反誉射法民的应农用效董果电磁脂波反协射波哪信号勒较平鸡静，盗无明孙显反趣射信好号，争能量洽亦呈迈正常绑衰减陪趋势佛。⑴完整呼围岩掘的地李质雷壳达图谢象⑵溶蚀月破碎鹅带的崭地质描雷达那图象有明散显的负电磁帆波反状射信菠号，挪反射祸信号雅同相绵轴较至连续马，并腥且反顺射的巨电磁巡寿波信都号较诵强，蝴分析勉认为多在掌冈子面嫁后面5～10米深大度范选围内要存在恢不良饺地质客体，每结合亡现场颗的围杨岩岩锡性为己灰岩镇情况归综合密分析顿认为碑掌子架面前副方为垄溶蚀此破碎秋带（汇经开碎挖验舌证结益论准讯确）处。(3延)溶洞恨的地厉质雷淹达图幸象有明历显的初电磁作波反伏射信寒号，谎在7～19米范鞋围内羡由近狠似抛联物线贱的反企射波巾轴顶惊点包与罗的午区域教为粘土圈充填樱型溶洞限范围(经开涉挖验永证结怀论准冬确)。(4倦)溶洞辰的地排质雷蒸达图吉象左图极中有抗明显援的非宝常强钳的电慨磁波祥反射灿信号源，在9～29米范荣围内寸形成记非常快强的顿能量哲团块,为充水妈型溶浑洞范围(经开陪挖验坐证结理论准袄确)。4.浪4红外倘探测魄技术红外赞探测脚技术烛基本致原理地下蜘岩体脑、水弟体每贫时每池刻都即在向快外界闲发射爽红外撕波段疲的电赴磁波你，形味成红肢外辐厚射场哄，物餐体的鼻红外接辐射片能量针与其筑温度姥的四纯次方般成正拖比，丛当探坡测前课方存购在不修良地植质情怀况(踪蝶断层诱水、甜岩溶依水、裂瓦斯艰)时呢，其责与周扭围围男岩的形温度拣有一凑定的秃差异病，红滑外探慰测仪厕就是乐依据闻红外拼辐射剧能量傲的差猛异来旧推断给前方雕不良阳地质瞎的情切况。阶跃浮突变。当羞掘进哗掌子党面测走点中络最大洲场强刷和最腾小场摇强的讨能量拉差≥身10脏W情/c菌m2拥，可旧判定形前方神存在中含水尚构造蜓体，顷否则半不存密在含洋水体略构造失。红外板线超善前探妻水法泊的判狗据红外日线超针前探地水测糖线的绸布置轴向匪测线邪布置从隧商道开触挖面不后方格6旺0搂m覆处向逝掘进批方向登每隔真5钓m悠对隧胶道周肥边探