复杂地质条件隧洞超前地质预报技术

复杂地质条件隧洞超前地质预报技术

隧洞超前地质预报应该按照“由未知到已知、由粗略到精细、由定性到定量”的思路来进行，在实施过程中应遵循“地质先行、物探紧随、开挖验证、动态调整”的流程。根据宏观预报成果，完成隧洞地质复杂程度分级后，针对不同的地质复杂程度等级，建立对应的预报体系等级。根据预报结果，及时调整、优化施工方案，确保施工安全。图4.4-1超前预报工作流程图
理论教育 2023-10-11

超前地质预报技术：解析复杂地质条件隧洞的特点

由于隧洞超前地质预报采用多种地球物理方法，通过地质分析对掌子面前方已经存在但未知的施工地质隐患做出科学而合理的判断，因此，隧洞超前地质预报具有较强的综合性、系统性、未知性、指导性、客观性和时效性。隧洞超前预报的特点决定了超前预报工作需要采用多种学科知识和手段、不同专业人员的相互配合。
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岩溶地质概况及超前地质预报技术

岩溶是可溶性岩石长期被水溶蚀以及由此引起各种地质现象和形态的总称。表2.2-12碳酸盐岩岩组类型划分续表注变质碳酸盐类岩石可参照上表进行分类。A.岩溶含水层组。
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地质预报技术在复杂地质条件下的应用

图2.3-1地面上一个点电源的电场为了求距A为R的M点之电位，可用均匀无限介质中点源电场的拉普拉斯方程解。在x=0处，电场强度等于零。两侧的电场强度E曲线以0点反对称，这是电流自0点向两侧流出造成的。在电位曲线的拐点处，电场强度出现极值。
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弹性波基础-复杂地质条件下的超前地质预报技术

地震方法的基础是地震波在岩石中的传播规律，而岩石的弹性性质决定了地震波的传播规律。纵波速度横波速度波速与弹性常量关系：2.3.2.2波动方程与地震体波波动方程是为研究介质中质点位移随时间和空间的变化规律，根据牛顿第二定律F=ma，建立起来的质点位移所满足的方程。同理，得出均匀、各向同性、理想弹性介质中的三维波动方程式为图2.3-4作用于体积元上的应力
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复杂地质条件下的隧洞超前地质

3.2.5.3Windows环境下TSP软件系统TSPData Processing Program Application软件，具有很强的通用性，本程序可在以Windows 98&Me，Windows 2000，Windows XP等Windows系列操作系统下直接安装，无需其他辅助工具即可良好运行。
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复杂地质条件隧洞超前地质预报技术：瞬变电磁法成功应用

瞬变电磁法的预报深度与线圈的大小、匝数有关，线圈越大，匝数越多，探测深度越大。图3.8-1瞬变电磁法探测原理及测点布置图由于瞬变场的强度及延迟时间是与地下地质目标体的电性、规模及产状等参数有关的，地质体的导电性越好，瞬变场的强度就越大且热损耗就越小，故衰减越慢，延迟时间越长。
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地质综合分析主要方法

3.1.2.1地质法地质法是地质综合分析技术最基本的方法，不管物探法还是超前水平钻孔法，都是地质分析方法向前方延伸的手段。工程地质类比法。
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复杂地质条件隧洞超前地质预报技术的系统组成及功能

图3.2-2TSP203系统组成接收单元。接收单元结构密封，能防尘防水，能确保在极端恶劣条件下正常工作。1）工具箱：TSP203还配备了专用工具箱一个，主要用于接收单元的安装。2）电子测角仪：主要用于测量接收单元及炮孔的倾斜角度，以便能够准确建立观测系统。4）起爆装置：起爆装置由爆破器和内置触发器组成，爆破器受国家爆破安全规程的限制，TSP203不专门配置，但他是TSP203数据采集不可缺失的部分，需按国家相关规程自行配备。
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复杂地质条件下的隧洞超前地质预报技术

目前，国内外在隧洞建设中使用较广泛的超前地质预报技术主要有两大类：钻孔探测（直接法）和地球物理探测法（间接法）。目前地质雷达探测法已广泛应用于隧洞工程的超前预报中，特别岩溶发育区的隧洞工程。
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超前地质预报技术解决隧洞工程地质问题

近年来在西部修建的水工隧洞、铁路隧洞、公路隧洞中也都发生过因岩溶造成的不同程度的地质灾害，有的甚至造成重大事故。如广安—重庆高速公路华蓥山隧洞施工中多处发生岩溶突水突泥，引起两条地下河的灌入隧洞。如何解决这一难题，备受世界各国隧洞工程界的关注。这正是隧洞施工超前地质预报的任务及意义所在。
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岩石分类与主要特性-复杂地质条件隧洞超前地质预报技术

岩石按照其成因可分为沉积岩、岩浆岩及变质岩三大类。表2.2-3岩浆岩的分类表2.2-4变质岩的分类岩石按坚硬程度分类。岩石的重量是岩石最基本的物理性质之一，一般用比重和重度两个指标表示。用孔隙度表示，反映岩石中各种孔隙的发育程度。
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复杂地质条件隧洞超前地质预报技术的采集准备

在进行TSP测量前，应先进行踏勘，踏勘需确定以下内容：1）确定工区是否满足预报条件。图5.1-3TSP观测系统的布设2）炮孔：炮孔应根据设计的观测系统布置，数量为24个，有效炮孔数不应少于18个，直径为38mm，孔深通常为1.5m，垂直隧洞并向下倾斜10°～20°，高度应与接收孔一致，如图5.1-4所示。1）人员配备：TSP数据采集应至少配备技术员1名，爆破员1名、安全员1名，其他辅助人员3名。
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地质构造与岩体结构分析

地质构造主要包括沉积岩的原生构造、褶皱、裂隙（节理）、断层。3）按力的性质分为：剪裂隙和张裂隙。断裂两侧的岩石沿断裂面发生明显位移者称断层。岩体结构包括两个要素，即结构面和结构体。表2.2-1岩体结构类型及特征续表
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