一种基于TSP探测的巨跨地下隧洞超前地质预报方法技术

本发明专利技术涉及一种基于TSP探测的巨跨地下隧洞超前地质预报方法，包括如下步骤：S1，根据前期地质勘察报告、现场实际工况以及施工过程中的各导洞开挖面的地质素描情况，确定巨跨地下隧洞开挖前方主结构面的产状；S2，根据隧道主结构面产状，确定若干激发孔以及检波器在开挖导洞内的布设位置；S3，激发孔以及检波器布设完成后，进行隧道TSP探测，获取巨跨隧洞开挖前方各种地震参数，形成TSP长距离地质报告。本发明专利技术在地质勘察资料的基础上，根据隧道开挖前方主结构面的产状，选择合理的位置布设激发孔，并在巨跨隧洞横向上增加检波器，接收更大范围内的反射波，从而增加地震波的数据采集率及信噪比，控制数据采集质量，提高TSP探测的探测范围和精确度。围和精确度。围和精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于TSP探测的巨跨地下隧洞超前地质预报方法


[0001]本专利技术涉及超前地质预报
，具体涉及一种基于TSP探测的巨跨地下隧洞超前地质预报方法。

技术介绍

[0002]近些年来，我国经济社会高速发展，大规模的交通、水利、储库等地下隧洞大量出现，而隧洞的建设也越来趋于深埋、超长、巨跨、地质条件复杂等特点，尤其是随着经济发展需求的增加，隧洞开挖断面面积不断增大，跨度在30m以上的巨跨隧洞也屡见不鲜，该巨跨隧洞与常规隧洞相比，设计及施工难度均较大。因此，在施工期进行更好的超前地质预报是对巨跨隧洞施工安全的强有力保障。
[0003]现有超前地质预报方法主要以超前物探为主，其中TSP(隧道地震预报系统)探测是其中使用最为广泛的一种，但对于巨跨地下隧洞而言，其横向范围的地质情况与常规导洞同样存在较大差异。目前，对于采用分步开挖施工的巨跨地下隧洞的TSP探测一般有两种方法：第一种是将每一个导洞视为跨度较小(<15m)的常规隧洞，分别对其进行TSP探测，但是这种做法不仅耗时费力，且往往存在多次探测结果互相叠加，影响最终解译的现象；第二种是根据现场实际勘察情况，选择其中一个先行开挖的导洞进行TSP探测，其余导洞地质情况参考该导洞。这种方法由于在其在横向上缺乏足够的地震波反射(如图1所示，方框标记的其它导洞范围内无反射波接收)。因此，隧道横向范围内的探测精度较差，无法准确查明其余导洞前方开挖范围内的地质情况，解译效果欠佳。

技术实现思路

[0004]基于现有针对巨跨地下隧洞实施超前地质预报技术所存在的上述缺陷和不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种通过在横向上增加检波器数量、合理调整检波器及激发孔的布设位置，在不增加成本的前提下，增加横向预报范围及探测精度的基于TSP探测的巨跨地下隧洞超前地质预报方法。
[0005]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于TSP探测的巨跨地下隧洞超前地质预报方法，所述巨跨地下隧洞采用多导洞分布开挖的方式进行施工，施工过程中，采用如下方法进行超期地质预报，具体步骤为：
[0006]S1，根据前期地质勘察报告、现场实际工况以及施工过程中的各导洞开挖面的地质素描情况，分析确定巨跨地下隧洞开挖前方主结构面的产状；
[0007]S2，根据隧道主结构面产状，确定若干激发孔以及多个检波器在开挖导洞内的布设位置；
[0008]其中，所述检波器分别设置于各个导洞的边墙上，同一导洞两侧边墙上的检波器关于隧洞轴线对称；所述若干激发孔同时布设于激发孔发出的地震波经主结构面反射后，能够被所有检波器接收的导洞侧墙上；
[0009]S3，激发孔以及检波器布设完成后，进行隧道TSP探测，获取巨跨地下隧洞开挖前
方各种地震参数，形成TSP长距离地质报告。
[0010]进一步地，还包括如下步骤：
[0011]S4，根据TSP长距离地质报告，对TSP探测异常段，采用超前物探手段进行对比分析，形成综合超前物探报告；
[0012]S5：根据步骤S4中的综合超前物探报告，针对物探异常段落，采用水平钻探的方式，进行验证分析，获得综合地质报告。
[0013]上述方案中，所述巨跨地下隧洞包括至少3个分步开挖的导洞，所述巨跨地下隧洞的跨度大于等于30m。
[0014]上述方案中，步骤S2中，所述若干激发孔布设于隧洞轴线与隧道主结构面之间夹角为锐角侧的导洞侧墙上。
[0015]上述方案中，步骤S2中，布设激发孔的导洞侧墙上，所述检波器与激发孔同侧设置，检波器与最左侧激发孔之间的间距为15
‑
20m，各个激发孔之间的间距为1
‑
1.5m，激发孔的总数量为24。
[0016]上述方案中，步骤S2中，所有导洞侧墙上的检波器与最左侧激发孔之间的距离相同。
[0017]本专利技术同现有技术相比具有以下优点及效果：
[0018]1、本专利技术所述的巨跨地下隧洞超前地质预报方法中，所述检波器分别设置于各个导洞的边墙上，且同一导洞两侧边墙上的检波器关于隧洞轴线对称，在进行TSP探测过程中，各个导洞内的一组检波器分别用于采集各组导洞开挖前方的地质探测结果，各组数据之间无重叠，无干扰，采集得到的整体数据，可以全面地反应巨跨隧洞开挖前方横向范围内全部地质情况。
[0019]2、本专利技术所述的巨跨地下隧洞超前地质预报方法中，以巨跨地下隧洞开挖前方地质构造(结构面或反射面)的产状为依据，将激发孔布设于激发孔发出的地震波能够被所有检波器接收的导洞侧墙上，避免了激发孔设置不合理时，反射波无法被检波器接收的情况，继而有效确保了TSP探测精度。
[0020]3、本专利技术所述的巨跨地下隧洞超前地质预报方法中，在TSP长距离地质预报的基础上，通过超前物探手段以及超前水平钻探方法对TSP探测异常段，进行对比验证分析，最终得到的综合地质报告，可以全面、准确地反应巨跨地下隧洞开挖过程中各导洞开挖前方的地质情况，为隧道施工、参数设计，提供了可靠的参考依据，有效保障隧道施工的安全性。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为常规巨跨隧洞超前地质预报激发孔与检波器的布设示意图。
[0023]图2为本专利技术所述基于TSP探测的巨跨地下隧洞超前地质预报方法的流程图。
[0024]图3为本专利技术实施例所述基于TSP探测的巨跨地下隧洞超前地质预报方法的应用示例图。
[0025]图4为本专利技术实施例中激发孔布设于对比示例图。
[0026]标号说明：1、主结构面；2、激发孔；3、第一检波器；4、第二检波器；5、第三检波器；6、第四检波器；7、第一导洞；8、第二导洞；9、第三导洞。
具体实施方式
[0027]下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。
[0028]实施例1：如图2所示，一种基于TSP探测的巨跨地下隧洞超前地质预报方法，其中：所述巨跨地下隧洞采用多导洞分步开挖的方式进行施工，施工过程中，为了保障隧道施工安全，需要进行全范围、高精度的超前地质预报，具体步骤为：
[0029]S1，根据前期地质勘察报告、现场实际工况以及施工过程中各导洞开挖面的地质素描情况，研究分析巨跨地下隧洞开挖前方主结构面的产状(即：主结构面断面形状)；
[0030]S2，根据巨跨地下隧洞开挖前方主结构面的产状，确定若干激发孔以及多个检波器在开挖导洞内的布设位置；
[0031]其中，所述检波器分别设置于各个导洞的边墙上，同一导洞两侧边墙上的检波器关于隧洞轴线对称；所述若干激发孔同时布设于激发孔发出的地震波经主结构面反射后，能够被所有检波器接收的用于开挖本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于TSP探测的巨跨地下隧洞超前地质预报方法，所述巨跨地下隧洞采用多导洞分布开挖的方式进行施工，施工过程中，采用如下方法进行超期地质预报，其特征在于，具体步骤为：S1，根据前期地质勘察报告、现场实际工况以及施工过程中的各导洞开挖面的地质素描情况，分析确定巨跨地下隧洞开挖前方主结构面的产状；S2，根据隧道主结构面产状，确定若干激发孔以及多个检波器在开挖导洞内的布设位置；其中，所述检波器分别设置于各个导洞的边墙上，同一导洞两侧边墙上的检波器关于隧洞轴线对称；所述若干激发孔同时布设于激发孔发出的地震波经主结构面反射后，能够被所有检波器接收的导洞边墙上；S3，激发孔以及检波器布设完成后，进行隧道TSP探测，获取巨跨地下隧洞开挖前方各种地震参数，形成TSP长距离地质报告。2.根据权利要求1所述的基于TSP探测的巨跨地下隧洞超前地质预报方法，其特征在于，还包括如下步骤：S4，根据TSP长距离地质报告，对TSP探测异常段，采用超前物探手段进行对比分析，形成综合超前物探报告；S5：根据步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺维国，宋超业，李兆龙，洪开荣，费曼利，刘永胜，王星，吕书清，李勇，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：