国内外隧道超前预报技术评析与推介 ,隧道论文

  本文关键词：国内外隧道超前预报技术评析与推介，由笔耕文化传播整理发布。

您现在的位置：上海论文网 > 交通与运输论文 > 隧道论文 > 国内外隧道超前预报技术评析与推介

国内外隧道超前预报技术评析与推介

发布时间：2012-10-17 点击次数：次

    目前国内外超前预报技术现状目前国内外隧道地质超前预报研究的总体水平还处于发展之中,不完全成熟,需要进一步改进和完善,预报的准确性和可靠性还有待提高.现阶段使用的隧道超前预报技术主要是以各种反射地震技术为主,地质雷达为辅,高密度电法的应用还不普遍.地质雷达对含水构造敏感,但预报的距离较短,在 20~30 m以内.反射地震的预报距离可以超过 100 m. 在隧道内使用反射地震进行超前预报时,观测空间有限,同时隧道围岩不同方向都可能形成反射, 使之在解释与判别方面存在很大的困难.为了有效地使用反射地震信号预报隧道掌子面前方的地质情况,在观测方式和处理方法方面形成了几种不同的专门技术,其中包括负视速度法、水平剖面法 (HSP),TSP、TRT和TST等预报技术,这些技术都属反射地震预报技术,代表了不同的研究阶段和技术特点,现分别对这几种地震预报方法的特点进行分析与比较. 负视速度法是由我国铁道系统在上世纪90年代初开始研发的反射地震隧道超前预报方法,曾昭璜等(1994)有关隧道地震反射法超前预报方面的研究成果具有代表性.

    近年来何振起等人也发表了类卷似的工作成果.该方法的观测是在隧道一个侧壁打孔布置检波器和炮点,检波器和炮点在一条平行隧道轴的直线上,利用直达波速估计前方围岩的波速, 利用反射波走时曲线与直达波走时曲线的交点推测前方构造界面的位置.其观测与分析方法与地震测井的垂直剖面方法有很多相似之处,所以有时也称 ‘垂直剖面法’.对于前方规模较大的不良地质体可做出预报.数据处理是利用反射波走时确定反射界面位置,处理主要反射界面,缺乏商业化软件,目前仅局限于铁路系统少数单位使用. 水平地震剖面法(HSP)的观测方式与负视速度法略有不同,激发点和接收点布置在隧道两侧.在隧道的一个侧壁上规则设置检波点,另一侧壁上规则布置炮点,接收掌子面前方的反射信号,从而确定前方不良地质体的位置.资料处理过程与负视速度法基本相同,将反射记录按规律重排,读取反射波走时数据,计算反射界面位置.与负视速度法相比,水平剖面法的观测系统的横向展布较大,有利于提高速度分析和定位的精度.有一定的直观性,能确定主要反射界面,对于复杂地质条件的多反射界面处理较困难.缺乏商业化软件,在西南铁路系统中有一定应用,在台湾和日本有一些应用实例.

    水平地震剖面法(HSP)观测与资料处理示意图TSP超前预报方法(Tunnel Seismic Predic- tion)是由瑞士Amberg测量技术公司上世纪90年代初开发的用于隧道超前预报的技术.该方法在欧洲、亚洲有很多应用,中国先后引进了该公司的 TSP202、TSP203等超前预报系统,特别是铁路系统引进数量较大,是TSP的最大用户.TSP的观测是由一个三分量检波器承担,埋入隧道侧壁岩体中1 ~1.5 m,炮点设于隧道同侧边墙岩体内,等间距排列,与接收点在一条平行隧道走向的直线上,观测方式与国内的‘负视速度法’的观测方式基本相同. TSP方法与‘负视速度法’的主要区别是在资料处理方法上,它不是采用走时反演方法,而是采用地震资料处理中的深度偏移成像方法.在偏移成像之前进行二维Radon变换,利用视速度的差异,消除与隧道走向近乎平行界面的反射波.该方法的分析软件名称为TSPWIN.在铁路、公路系统有很多应用, 有的成功,有的失败.随着近年来在中国的应用,发现TSP存在很多技术缺陷,主要是在观测方式和软件处理方法缺乏严谨的物理基础,臆造性较大,与真实地质情况不符,造成了很多漏报、误报和工程事故,后文将对TSP的技术缺陷进行深入地分析. TRT技术的全称是True Reflection Tomo- graphy ,意为“真正的反射层析成像”,是由美国 NSA工程公司在上世纪末本世纪初开发的,

    在欧洲、亚洲开始应用.TRT技术的突出特点是在观测方式实现了空间观测.资料处理方法上采用地震偏移成像.检波器和激发炮点布置在隧道两侧和掌子面上,最大限度地扩展横向展布,以充分获得空间波场信息,提高波速分析和不良地质体的定位精度,较 TSP和负视速度法有明显的改进.TRT技术在欧洲隧道超前预报中有成功地应用,如Blisadona隧道、奥地利的过阿尔卑斯山的铁路双线隧道等,预报长度可达100~150 m,在软弱土层和破碎岩体地段也可预报60~90 m.近年来NSA公司发生体制变动,目前TRT技术处于封存状态. TGP206型隧道超前地质预报仪是北京水电物探研究所与北京华安恒业科技有限公司最近联合推出的一款最新型仪器,由北京华安恒业科技有限公司代理销售.仪器包括三分量输入通道2个,数转换 (A/D)20bit;采样率为30微秒、60微秒、90微秒和120微秒;频带宽度10Hz~50Hz.观测方式与 TSP基本相同,资料处理的详细技术情况尚不清楚,但从宣传传资料看与TSP的处理方式基本相似. TST技术(Tunnel Seismic Tomography)是隧道地震CT成像技术的简称,是由中科院与云南航天合作开发的,从上世纪末开始开发到2003年完成的.

上一篇：隧道爆破近区爆破振动测试研究

下一篇：中国铁路隧道与地下空间发展概况

相关内容

  本文关键词：国内外隧道超前预报技术评析与推介，由笔耕文化传播整理发布。