TGP隧道地质超前预报技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,TGP,隧道地质超前预报技术,北京市水电物探研究所,xxx,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,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,桥隧比例,超过,50%,隧道工程长度所占比例,地质复杂：,宜万铁路,突水突泥,施工安全,五爪观隧道暗河,别岩槽隧道突水溶腔,野三关隧道,暗河,掌子面突泥,但是重大的事故，教训非常深刻,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,二、,TGP,超前预报系统通过鉴定,研发,试验,评审鉴定,推向应用,重新研究地震波预报技术,现场试验,经过现场试验和同类技术对比,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。,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,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,？,反射波适用大界面：断层、岩性、规模岩溶,（可接收范围）,如何理解,可接收,范围,？,地震波反射原理,-,光学反射,可接收范围,同,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,绕射波实现,TGP,预报,反射波,绕射波,及二者结合,绕射波可观测,仪器结构,-,信噪比,TGP206,TSP203,三、,TGP,隧道地质预报技术优势,2,、仪器采集技术,背景：分离式,-,优势：一体机,TGP12,型隧道地质超前预报系统,TGP12,型产品,TGP206,隧道地质超前预报系统,TGP206,型产品,TSP203,记录,TSP203200,触发方式,存在电雷管延迟误差，,左图记录首波最大错,位,6ms,，,级围岩计算,存在,5,米误差的可能,。,采集方式：,TSP203,脉冲触发计时,爆炸,-,计时之间存在雷管误差,误差造成：,速度误差,距离误差,相位误差,物性误判,TGP206 TGP206,邻道差,1ms,后,采集方式：,TGP,采用回线开路计时，,爆炸,-,计时同步,三、,TGP,隧道地质预报技术优势,3,、检波器,+,耦合技术,TGP,黄油,+,贴壁直接岩体,TSP,固结,+,套管,+,贴管壁间接岩体,背景：,TSP,数据质量差；优势：,TGP,信息保真度高,灵敏度,指向性,贴壁,经济,P,波分量,SH,波分量,SV,波分量,TGP206,：,P,波,、,SH,波和,SV,波分辨清晰,同波三分量,指向灵敏度,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,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,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。,隧道管波在偏移图中的假象,成果假象,管波干扰的成果,去除管波后的成果,红线后管波假象,去除管波后的成果,其中隧道管波-偏移成果假象地质误判,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,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,岩溶物理模型研究,地震波采集效果,溶洞,岩溶模型：,洞经与隧道,断面相等,4,排表示,在不同深度接收,几种观测系统：,孔中激发接收,洞壁激发接收,模型试验目的：,那种观测有利,？,排列、孔中接收的地震波模型,为甚麽排列+孔中接收,？,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,洞壁:,面波,A,强,回波,BC,弱,深孔：,面波,A,弱,回波,B,强,C,强,后位激发：前行波-回波-喇叭口,回波识别易，方便提取,前行波,回波隧道开挖应力释放；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,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。,非排列采集观测系统（TRT）,洞壁非排列布置,非排列-非钻孔采集，难分析波成因和类型,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,重复观测工程实例,三、TGP隧道地质预报技术优势,6、地震+超深炮孔综合工法,背景：短距离用雷达同样存在对水的难判断,优势：利用具有互补效果的手段,负反射界面,正反射界面,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,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,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,严重偏离洞线的速度参数，对各向异性体的代表性,？,TSP203,速度参数曲线中隧道管波的速度假象,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；优势：地质符号，直观，适用,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.偏移,归位图,B.构造,产状图,A,图：明显,2,条偏移异常，其拟地震波形,2,处波动；,B,图：断层走向呈,60角,，前界面俯倾，后界面近直立。,偏移归位与构造产状图,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。,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。,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,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。,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,结合-地质-超深炮孔-综合预报,空间绕,射波点,提取技术,五、结论,1，,面对问题，阐述技术发展是客观需要；,2，,预报工作做好每个环节工作；成果质量可保证；,3，,探讨具有互补效果的手段配合；,4，,密切结合地质工作；,5，,加强施工预报管理组织,谢 谢 ！,