TGP隧道地质超前预报技术.ppt

1、a,1,TGP隧道地质超前预报技术,北京市水电物探研究所,xxx,a,2,TGP隧道地质超前预报技术 一、隧道预报列入工序管理 二、TGP超前预报系统通过鉴定 三、TGP地质预报技术优势 四、TGP地质预报工程实例 五、结论,a,3,隧道工程 铁路、 公路、 水电、 国防、 地下空间 等项目 重要性,一，隧道预报列入工序管理,隧道工程的突出重要性,a,4,桥隧比例 超过50%,隧道工程长度所占比例,a,5,地质复杂： 宜万铁路 突水突泥 施工安全,a,6,宜万铁路 构造岩溶 高压水 铁道部： 超前预报 隧道施工,重大教训有效预报重要性-工序管理必要性,a,7,重新研究地震波预报技术,a,8,现

2、场试验,经过现场试验和同类技术对比,a,9,通过与国外仪器对比试验认为： 1，主机性能稳定，达到国际先进水 平，可以替代进口。 2，接收器指向灵敏度度，波形完整。 3，处理具有对比功能，成果直观。 4，测时精度高。 5，建议推广使用。,a,10,三、TGP隧道地质预报技术优势 1、原理 2、仪器采集技术 3、检波器耦合技术 4、孔中排列后激发接收系统 5、重复观测的预报工法 6、地震超深炮孔综合工法 7、成果可靠检查 8、估算速度干扰波 9、地质成果图,a,11,三、TGP隧道地质预报技术优势 1、原理 大界面型 地质：构造带、岩性接触带、规模溶洞 条件：界面规模大于波长 应用：反射波 小界面

3、型 地质：溶洞、溶腔、孤石等 条件：规模小于波长 应用：绕射波 （波速5000米/秒，频率1000 Hz，波长为5米）,背景：反射波； 优势：增加绕射波,波长？,a,12,反射波适用大界面：断层、岩性、规模岩溶（可接收范围）,a,13,如何理解 可接收 范围,？,a,14,接收 O 炮孔 S1-S24 选定， 界面 产状定， 反射 在AB段-应用反射波预报,a,15,C,条件不变 界面 BC 反射 AB 采集反射波？ 怎么办 ？！,小界面的状况：反射在AB; BC不在观测范围,a,16,a,17,仪器结构 -信噪比,TGP206,TSP203,a,18,TGP12型隧道地质超前预报系统,TGP

4、12 型产品,a,19,TGP206 隧道地质超前预报系统,TGP206 型产品,a,20,采集方式：TSP203脉冲触发计时 爆炸-计时之间存在雷管误差,a,21,误差造成： 速度误差 距离误差 相位误差 物性误判,a,22,三、TGP隧道地质预报技术优势 3、检波器+耦合技术,灵敏度 指向性 贴壁 经济,a,23,a,24,迄今为止，对应用隧道地震波频率认识错误， 应用TGP预报系统得到结论： 黄土100200 Hz 软岩 200400 Hz 硬岩4001000Hz 坚硬岩10001500Hz,符合长距离传播特性,a,25,TSP套管固结不良或探头与管壁接触不良； 存在普遍不固结，套管重复

5、使用， 记录中出现高频干扰和套管共振干扰。,宜万线曹哲明对TSP203采集频率多次质疑,a,26,套管结构与探头贴管壁造成： 高频毛刺干扰、共振波、隧道管波。,a,27,隧道管波在偏移图中的假象,成果假象,a,28,隧道管波对预报成果的影响,成果图中的假象,为何变化大？,管波干扰TSP203 80-100米以后速度参数成果,a,29,三、TGP隧道地质预报技术优势 4、孔中排列后激发的采集系统,背景：针对其它布置；优势：见后面,a,30,岩溶物理模型研究 地震波采集效果,溶洞,为甚麽排列+孔中接收？,a,31,钻孔采集的地震波 面波弱.反射波强呈曲线,说明：等间距-排列-规律性,a,32,后位

6、激发：前行波-回波-喇叭口 回波识别易，方便提取,前行波,回波,a,33,隧道开挖应力释放；掌子面两侧岩体表现出差异 形成地震波的传播界面，造成回波假象,三分量记录 掌子面回波 横波严重,利用等距时差规律识别干扰波,a,34,干扰波,利用前行波与回波交点在掌子面， 判断成果中非地质异常。,a,35,非排列采集观测系统（TRT）,洞壁非排列布置,a,36,非排列-非钻孔采集，难分析波成因和类型,a,37,三、TGP隧道地质预报技术优势 5、重复观测的预报工法,利用界面可重复观测，提高预报可靠性 TBM 施工的多重观测,a,38,重复观测工程实例,a,39,三、TGP隧道地质预报技术优势 6、地震

7、+超深炮孔综合工法,a,40,结合地质条件-分析突水-突泥-可靠易行 超深炮孔6-8米，掘进2-3米，安全厚度留余4-5米。,宜万突水录像,a,41,三、TGP隧道地质预报技术优势 7、成果可靠检查,背景：无检查功能； 优势：过程检查-可靠性,成果是 解释的 基础,a,42,三、TGP隧道地质预报技术优势 8、估算速度校正-干扰波,背景：速度代表性无查验； 优势：排除虚假速度校正，与已知段的比较参数,a,43,严重偏离洞线的速度参数，对各向异性体的代表性？,a,44,TSP203 速度参数曲线中隧道管波的速度假象,a,45,三、TGP隧道地质预报技术优势 9、地质预报成果图,背景：物探图； 优

8、势：地质符号，直观，适用,a,46,工程实例图解,四、TGP隧道地质预报工程实例 天宝高速公路花石山隧道,勘察资料钻孔揭露断层，但其规模和具体分布需要 通过预报给予确定。,a,47,a,48,估算速度与反射符号,估算速度曲线呈 “凹”形低速反映Vp=2700米/秒，推断围岩为碎块状强风化。 横波速度在断层带前26米呈低速反映，为断层影响带。 回波反射符号见图中标示。,a,49,断层构造3D图 （带三维偏移背景）,TGP隧道预报成果3D图：断层构造的分布与产状直观。 隧道围岩的断层带宽度70-86米，其中：A段为影响带，B+C段为断层带宽度，C段岩体破碎严重发育。,a,50,由图见：726至700段纵、横波估算速度曲线呈台阶 状明显降低，说明泥化严重或裂隙充水，预报结论 围岩由3级降为5级。,2，三亚迎宾隧道,a,51,三亚迎宾公路隧道预报 岩性界面3D图,三亚迎宾隧道3D成果图清楚显示：隧道拱顶738至710段，呈倒三角楔形的垮塌界面。与实际地质条件一致。,a,52,3、在大瑶山岩溶发育方向的预报试验,俯视图水平方向发育 正视图高程发育 结