研究超前地质预报隧道工程论文
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篇1：研究超前地质预报隧道工程论文
研究超前地质预报隧道工程论文
1常用隧道预报方法的基本原理
1．1TSP隧道地震波探测超前地质预报方法
隧道地震超前预报测量系统简称TSP(TunnelSeismicPredic-tion)，是我国20世纪90年代从瑞士安伯格(AMBERG)测量技术公司引进的一套先进的地质超前预报探测系统，也是我国目前应用较为广泛的一种。TSP和其他的反射地震波方法一样，采用了回声测量原理:地震波在指定的震源点(通常在隧道的左边墙或右边墙，大约24个炮点布成一条直线)用小量炸药激发产生，产生的地震波在岩石中以面波的形式向前传播，当地震波遇到岩石物性界面(即波阻抗界面，例如断层，岩石破碎带，岩性突变等)时，一部分地震信号返回来，一部分地震信号透射进入前方介质，反射的地震信号被两个三维高灵敏度的地震检波器(一般左边墙和右边墙各一个)接收。通过对接收信号的运动学和动力学特征进行分析，便可推断空洞断层，岩石破碎等不良地质体的位置、规模、产状及岩石力学参数。
1．2红外探水超前地质预报方法
对地球表层岩体的温度起到主导作用的是地球地热场。在一定深度范围内，深度方向每增加1km，地热场的温度则相应的增加30℃，而与其垂直的水平方向，地热场的温度变化却非常小，由此得出结论，在一定深度下，开挖隧道的岩体，可将其看做位于一恒定温度场中，为一常温场，温度的变化几乎为零。所以，当预计即将开挖的掌子面后方存在含有水的岩层，如溶洞、裂隙水等，且该含水岩层与开挖岩体存在一定的温度差时，岩体中会产生相应的热传导和对流作用，那么温度场即不再为恒温场，故而会产生一定的温度异常场，由于这种异常的存在，故掌子面上会存在着温度的差异，所以利用红外辐射测温法测定这种温度变化差异，就可预报掌子面前方的含水层情况。这种方法就是红外探水超前地质预报方法。
1．3其他几种超前预报方法
超前预报法除了上述介绍的几种之外，还包括HSP水平声波刨面法、声波CT技术等几种方法，相对而言，这几种方法运用较少。以下简要的介绍这几种方法的原理:
1)HSP水平声波剖面超前地质预报方法。由于波的传播过程遵循惠更斯—菲涅尔原理和费马原理，故该方法的原理是建立在弹性波理论的基础之上。HSP水平声波剖面超前地质预报方法有其局限性，探测时的前提条件是岩溶洞穴及充填物与周边地质体间存在较明显的声学特性差异。预报时，在隧道的施工掌子面或边墙处发射低频声波信号，同时，在隧道内其他地点接收反射波的信号，通过对探测到的反射波信号进行时域、频域等方法的分析，就可以了解掌子面前方岩体的变化情况。
2)声波CT超前地质预报方法。声波CT超前地质预报方法的基本原理与医学CT技术原理相同，在做预报时也有相应的物理前提，即物性差异不同的介质，在其内部声波的传播速度也不同，通过这种预报方法，在密集对穿的.测试方式下，可以通过声波在不同介质中传播速度的不同来计算模拟出物体内部不同物性的具体性质，再通过现场收集到的地质资料的分析，从而达到对预报的掌子面前方的岩体内部的地质体进行三维图像的直观展示。
2常用隧道探测方法的特点
2．1TSP超前地质预测预报法的特点优点:
1)该方法适用的范围比较广，适用于各类地质情况;
2)对掌子面前方的距离预报较长，能预报掌子面前方达500m深度;
3)不影响隧道施工，只是在接收信号时短暂停止施工即可;4)用时短，每次的探测时间约为45min;
5)投入费用较少，单位长度隧道的超前地质预报费用非常低;
6)成果报告快，仅需要一天时间即可完成成果报告。缺点:
1)存在部分因断层、大型节理带与掌子面角度为钝角时，活隧道因开挖空腔挡住地震震源产生的地震波，使其无法穿透，不能经过反射镜面反射，使得待接收装置无法接收，而导致局部断层等不被识别。
2)TSP的成果质量受到现场起爆点、接收点钻孔的位置、长度以及角度等的影响非常严重。
3)因为所使用的设备均为进口设备，所以成本较高，在普通隧道施工中应用较少。
2．2红外探水超前地质预报法的特点
优点:预测速度快，占用施工时间较少;数据分析快，预测工作结束时，就可以得到初步结论。缺点:仅仅可以预测出含水岩体的大致方位，不能给出含水岩体的具体位置及所含水量及水压等详细数据。
3结语
经过前面的总结分析，我们从总体上了解了隧道工程超前地质预报的发展概况以及现阶段我国所常用的几种超前探测方法，并对其优缺点进行了简要的分析。近年来，随着计算机技术的不断发展，将会越来越多地采用数值模拟计算方法来模拟隧道围岩的变形。
篇2：隧道超前地质预报信息系统研究
隧道超前地质预报信息系统研究
在隧道超前地质预报中,产生大量数据,采用传统方法对这些数据进行管理十分不便,也影响预报的精度.在系统分析的基础上,开发出隧道超前地质预报信息系统,大大提高了工作效率与围岩定性分析精度.
作 者：白哲 作者单位：河南城建学院,土木工程系,河南,平顶山,467001 刊 名：中国水运（下半月） 英文刊名：CHINA WATER TRANSPORT 年，卷(期)： 09(3) 分类号：P5 关键词：隧道施工 地质预报 信息系统 数据库篇3：隧道施工超前地质预报探析
隧道施工超前地质预报探析
本文介绍了隧道施工超前地质预报的目的、内容及方法,探析了各种地质超前预报方法的机理及特点,分析了隧道施工超前地质预报的`发展方向,以其为工程研究与应用提供借鉴.
作 者：张春玲 张晶 王亮 作者单位：张春玲,张晶(辽宁省工程技术学校,辽宁,沈阳,110034)王亮(辽宁省交通高等专科学校,辽宁,沈阳,110122)
刊 名：中国新技术新产品 英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS 年，卷(期)：2009 “”(14) 分类号：U4 关键词：隧道 超前地质预报 目的 内容 方法篇4：隧道超前地质预报的方法探讨
隧道超前地质预报的方法探讨
当前隧道超前地质预报在隧道施工中变得越来越重要,对于如何选择合理有效的预报方法,进行了详细探讨.首先分析了我国现阶段所有的超前地质预报方法的'优缺点,然后通过对比分析,提出了隧道的超前地质预报以TSP法长距离探测为主,同时有效地与探地雷达短距离探测相结合的预报方案.通过对邵怀、常吉高速公路的多个隧道的应用研究,此方案取得了很好的预报效果,给施工单位提供了有效科学的指导.
作 者：李希忠 朱自强 柳群义 Li Xizhong Zhu Ziqiang Liu Qunyi 作者单位：李希忠,Li Xizhong(湖南郴州玛瑙山矿,郴州,423027)朱自强,柳群义,Zhu Ziqiang,Liu Qunyi(中南大学,信息物理工程学院教授,长沙,410083)
刊 名：工程地球物理学报 英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ENGINEERING GEOPHYSICS 年，卷(期)： 6(4) 分类号：P631.4 关键词：超前地质预报 TSP 探地雷达 隧道篇5：我国隧道地质超前预报技术述评
我国隧道地质超前预报技术述评
隧道地质超前预报在隧道施工开挖中起着关键性作用,同时也是工程地球物理界所面临的一大技术难题.本文回顾了我国主要隧道地质超前预报技术(隧道地震预报系统、水平声波剖面法、陆地声纳法、地质雷达法、红外探水法、超前钻探法和超前平导法)的历史,介绍了它们近年来的研究进展;分析了其现状及在几何结构成像、物性结构反演成像和复杂地质体结构探测中存在的不足;指出了当前亟待解决的'基础理论研究、正反演研究、多参数综合利用、建立三维可视化的预测预警系统等问题并提出了解决这些问题的基本设想.
作 者：宋先海 顾汉明 肖柏勋 SONG Xian-hai GU Han-ming Xiao bo-xun 作者单位：中国地质大学,地球物理与空间信息学院,武汉,430074 刊 名：地球物理学进展 ISTIC PKU英文刊名：PROGRESS IN GEOPHYSICS 年，卷(期)： 21(2) 分类号：P631 关键词：地质超前预报 TSP法 地质雷达 TRT法 BEAM法篇6：TSD系统在隧道超前地质预报中的应用
TSD系统在隧道超前地质预报中的应用
指出TSD隧道超前预报系统是用地震原理对隧道进行超前探测的系统,该系统采用了速度型检波器进行数据采集,数据采集和处理系统高度智能化,使用该系统对安徽某隧道(ZK55+488里程)进行地质预报,结合实际开挖证实了该套系统预报的可行性和准确性.
作 者：宋广明 刘志凯 刘瑞臣 SONG Guang-ming LIU Zhi-kai LIU Ru-chen 作者单位：天津华勘有限公司,天津,300181 刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)： 35(18) 分类号：U452.1 关键词：TSD 隧道 超前预报篇7：TSP超前地质预报在岩溶隧道中的应用
TSP超前地质预报在岩溶隧道中的应用
阐述了TSP系统的'探测原理,着重讲解了TSP在岩溶隧道中探测溶洞、断层等地质灾害的应用,结果表明,TSP超前地质预报技术在长大岩溶隧道建设中发挥着举足轻重的作用,对安全信息化施工具有重要意义.
作 者：丁国铭 DING Guo-ming 作者单位：山东省临沂市公路局,山东,临沂,276034 刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)：2009 35(16) 分类号：U455 关键词：岩溶隧道 TSP超前地质预报 涌水量 应用篇8：TSP超前地质预报系统及其在隧道超前地质预报中的应用
TSP超前地质预报系统及其在隧道超前地质预报中的应用
本文分析了隧道施工过程中会常常遇见的一些问题;介绍了TSP超前地质预报系统及其工作原理;结合TSP超前地质预报系统在沪蓉西主干线扁担垭隧道现场应用阐述了其应用的可行性、合理性及其带来的经济性.
作 者：杜文哲 王磊 作者单位：深圳市南华岩土工程有限公司,广东・深圳,518020 刊 名：科协论坛（下半月） 英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY ASSOCIATION FORUM 年，卷(期)： “”(7) 分类号：P2 关键词：TSP 隧道 超前地质预报篇9：鹅步岭隧道出口右线超前地质预报
鹅步岭隧道出口右线超前地质预报
分析了TSP203工作原理,介绍了鹅步岭隧道出口右线超前地质预报工作,得出了岩体的工程地质特征,并针对不良地质地段提出了具体建议,以加快工程进度、降低工程风险,从而使施工技术更趋合理.
作 者：王振学 WANG Zhen-xue 作者单位：中铁十二局四公司,陕西,西安,710021 刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)： 36(1) 分类号：U456.33 关键词：隧道 超前地质预报 不良地质 施工篇10：隧道掘进超前地质勘探预报技术的探析论文
2.1 钻孔探测法
2.1.1 超前钻机在隧道掘进施工过程中,通过隧道掘进机中的超前钻机和超前地质探测仪,可以准确预报施工地段的超前地质情况,同时根据施工地段的岩石裸露情况、掘进参数的变化情况和掘进过程中出现的异常情况,综合分析判断超前地质情况,从而采取有效的处理措施,确保隧道掘进机的顺利运行。超前钻机的经济成本比较高,施工时间较长,因此适用于短距离的超前地质预报工作。
2.1.2 超前水平钻超前水平钻在隧道掘进超前地质勘探预报中的应用比较广泛,能够根据超前水平钻的钻头压力、岩心编录、钻速、涌水和漏水情况以及转动力矩等多方面参数建立准确的超前地质综合柱状图,能够实现连续取芯,具有较快的钻进速度;同时,可以通过双重管钻进、反循环冲洗钻进和套管护壁方法解决超前水平钻施工过程中出现的埋钻、卡钻等情况,能够提高水分含量较多的施工地段超前勘探工作的准确性,避免隧道内发生泥石流灾害。超前水平钻操作工作量较少、预报距离长,而且工作条件比较好。
2.1.3 超深风钻孔超深风钻孔是通过钻孔台车在钻炮眼前钻 15 m 长的孔,然后根据推力、旋转力矩、返水量、浓度变化、钻速、转速、给水量、返水颜色等,配合切面图、素描图、剖面图和掌子面观察情况,准确预报施工前方的不良地质条件,可以利用最小施工进尺实现控制范围的最大化。超深风钻孔操作简单、预报准确性高、施工时间少。
2.1.4 超前钻孔取芯法采用取芯钻机钻探取芯,通过全面分析岩芯情况判断施工地段前方的不良地质条件。超前钻孔取芯法耗费施工时间较长、经济成本高,因此主要适用于地质条件较为复杂的地段,可以通过各种室内试验,选择出有效的支护方法、施工手段和防水处理措施。
2.2 地球物理探测法
2.2.1 地质预报系统隧道掘进超前地质预报系统是根据反射地震波的处理和接收情况,在掌子面后方相应位置的钻孔内进行微型爆破,发射出声波信号,声波信号按照球面的方式在岩体中传播,当声波信号在隧道中遇到界面时会反射,隧道两侧岩石等级差距较大,反射的声波信号比较强,经传感器接收信号,再转换成电信号放大,最后通过模数转换器进行转换和存储,并由专用软件分析、处理信号,由此准确勘探预报施工前方的地质条件。
2.2.2 地质雷达法地质雷达法是用发射天线将电磁波从掌子面发射到地质层中,经接口反射到掌子面中,通过另一侧的天线接收信号,并分析、处理回波信号,从而准确预报施工前短距离的地质条件。
该方法主要适用于岩体性隧道建设中,预报准确性较高,在隧道掌子面超前地质勘探预报工作中得到了广泛应用。
2.2.3 陆地声呐法陆地声呐法其实是通过垂直地震波反射原理进行预报,主要采用锤击激发声波,由高频超宽带接受反射波,采用极小的偏移距离超前预报隧道的地质情况,最远距离可达 80 m 左右。
2.2.4 水平声波剖面法通过水平声波剖面法进行探测不会占用隧道的掌子面,在隧道两侧的浅孔内设置发射源、信号接收器,形成水平声波剖面。隧道内不同检测点的反射波采用相同路径,反射波的界面形态和组合形态相同,反射图形简单清晰。水平声波剖面法对反射界面的倾斜角要求较低,适用范围比较广泛。
2.2.5 红外探水法隧道中岩体的红外辐射场强度受地下水影响较大,利用红外探水设备接收和分析隧道岩体的红外辐射强度,根据岩体的红外辐射场强度的变化情况勘探、预报隧道前方的不良地质条件。这种探测方法只适用于含有地下水地质条件的预报。
3 结束语
综上所述,我国基础设施建设规模不断扩大,铁路、隧道、公路、桥梁等建筑数量大大增加,在隧道掘进建设过程中,面临着各种不同的地质条件,给隧道建设施工造成了严重的安全隐患。因此,做好隧道掘进超前地质勘探预报工作对隧道工程的建设具有重要意义,能够有效防止安全事故的发生。在隧道掘进超前地质勘探预报工作中,应该综合考虑不同检测方法自身的特点和适用性,科学、合理地运用各种勘探预报技术,取长补短,提高超前地质勘探预报技术的专业水平,从而提高隧道施工超前地质预报的准确性,促进隧道工程的安全、高效建设。
篇11：隧道掘进超前地质勘探预报技术的探析论文
1.1 长期超前地质勘探预报
长期超前地质勘探预报技术主要采用断层参数预测法、仪器探测法和地面地质调查法进行勘探预报,超前地质预报距离最远能够到达 500 m 左右。长期超前地质勘探预报技术主要针对的是不良地质环境的位置、性质、宽度和受影响隧道地段的距离。通过勘探不同种类的地质条件及其影响范围,预报施工地段的围岩类别、地下水状态和工程建设施工受到的影响。长期超前地质预报技术主要是在隧道掘进前简单确定施工前方大致的地质条件,有利于相关决策人员提前了解围岩类别和地质条件变化,重点处理围岩类别低的地段,在正常施工地段加速掘进,从而提高隧道掘进施工速度。长期超前地质勘探预报技术主要是在隧道中连续预报地质情况,预报精确度比较高。
1.2 短期超前地质勘探预报
短期超前地质勘探预报技术是根据长期超前地质勘探预报的'结果进行深入预报工作,主要勘探方法包括地质雷达法和掌子面编录预测法等,预测距离最远可达 30 m 左右,能准确勘探施工前方 30 m 范围内的围岩等级和地质条件,全面预报掌子面周围的不良地质分布情况、隧道的围岩等级、地下水情况和对隧道掘进的具体影响,大致确定出施工地段可能发生的地质灾害。短期超前地质勘探预报技术主要适用于不良地质条件分布比较广泛、隧道结构复杂的施工地段。
1.3 其他分类
根据隧道探测原理,主要分为地球物理探测法,包括陆地声呐法、红外探水法、隧道地震超前预报方法、地质雷达法和水平声波剖面法;钻孔探测法,主要包括超前水平钻机、超深风钻孔和超前钻机等;其他方法主要包括断层参数预测技术、超前导坑法和掌子面地质编录预测技术。
篇12：浅谈复杂地质隧道施工中TGP超前地质预报技术的运用
浅谈复杂地质隧道施工中TGP超前地质预报技术的运用
准朔铁路六狼山隧道全长15175m,隧道地质复杂,主要不良地质有突水涌泥、断层破碎带、褶皱、岩溶、黄土浅埋、瓦斯地段、岩爆等.文章简述了TGP超前地质预报的.探测原理及操作流程,并以该工程为实饲.论述了运用TGP超前地质预报技术时在现场作业和数据分析中可能发生的问题和改进措施.
作 者：袁壮丽 作者单位：中铁七局集团武汉工程有限公司,湖北,武汉,430071 刊 名：科技创业月刊 英文刊名：PIONEERING WITH SCIENCE & TECHNOLOGY MONTHLY 年，卷(期)：2009 22(2) 分类号：U231 关键词：TGP技术 复杂地质隧道 地质预报 数据分析 改进措施【研究超前地质预报隧道工程论文】相关文章：
3.隧道工程论文
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