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隧道超前地質(zhì)預(yù)報的各種方法、原理及使用條件?
更新時間:2021-04-10 17:51
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包括:HSP、TSP、TGP、TRT、TST、負視速度等各種方法。

1、TSP隧道

其工作原理是利用在隧道圍巖以排列方式激發(fā)彈性波,彈性波在向三維空間傳播的過程中,遇到聲阻抗界面,即地質(zhì)巖性變化的界面、構(gòu)造破碎帶、巖溶和巖溶發(fā)育帶等,會產(chǎn)生彈性波的反射現(xiàn)象,

這種反射波被布置在隧道圍巖內(nèi)的檢波裝置接收下來,輸入到儀器中進行信號的放大、數(shù)字采集和處理, 實現(xiàn) 拾取掌子面前方巖體中的反射波信息,達到預(yù)報的目的。其中TSP、TGP、TRT應(yīng)用的是反射理論,尚需在小孔徑偏移成像病態(tài)問題方面進行努力。

2、TST隧道

該方法充分認識三維波場的復(fù)雜性,能進行方向濾波,僅保留掌子面前方的回波,避免現(xiàn)行超前預(yù)報方法中虛報、誤報率高的技術(shù)缺陷。能準確確定掌子面前方圍巖波速分布,為巖體工程類別判定提供依據(jù),同時避免現(xiàn)行方法預(yù)報位置不準確的缺陷。

TST地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)具有如下優(yōu)點:

TST隧道超前預(yù)報技術(shù)是國內(nèi)外唯一的實現(xiàn)了地下三維波場識別與分離的超前預(yù)報技術(shù),有效消除側(cè)向波和面波干擾,保證成像的真實性;

TST是唯一的實現(xiàn)了圍巖波速精確分析的超前預(yù)報技術(shù),保證構(gòu)造定位的精確性;

TST是建立在逆散射成像原理基礎(chǔ)上的超前預(yù)報技術(shù),與傳統(tǒng)的反射地震技術(shù)相比具有更高的分辨率。同時運用了地震波的運動學(xué)和動力學(xué)信息,不但可精確確定地質(zhì)構(gòu)造的位置,同時獲得圍巖力學(xué)性狀的空間變化;

TST采用獨特專業(yè)設(shè)計的觀測方式,保證觀測數(shù)據(jù)同時滿足圍巖波速分析、三維波場分離和方向濾波的需要。

3、HSP隧道

該方法和地震波探測原理基本相同,其原理是建立在彈性波理論的基礎(chǔ)上,傳播過程遵循惠更斯-菲涅爾原理和費馬原理。本方法探測的物理前提是巖體間或不同地質(zhì)體間明顯的聲學(xué)特性差異。測試時,在隧道施工掌子面或邊墻一點發(fā)射低頻聲波信號,在另一點接收反射波信號。

采用時域、頻域分析探測反射波信號,進一步根據(jù)隧道施工掌子面地質(zhì)調(diào)查、地面地質(zhì)調(diào)查及利用一隧道超前施工段地質(zhì)情況推測另一平行隧道施工掌子面前方地質(zhì)條件的預(yù)報方法,

便可了解前方巖體的變化情況,探測掌子面前方可能存在的巖性分界、斷層、巖體破碎帶、軟弱夾層、以及巖溶等不良地質(zhì)體的規(guī)模、性質(zhì)及延伸情況等。

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