TSP 係統代(dài)表了當今國際上隧道地質超前預報技術的最(zuì)新(xīn)水平,廣泛應用於(yú)隧(suì)道施工(gōng)過程中的超前地質探測, 其探測範圍可(kě)達數百米,為隧道施工的安全高效提供決策依據。
TSP(Tunnel Seismic Prediction)係統是為隧道(洞)地質超前預報而專門設計的,能在隧(suì)道(洞) 施工、地下礦藏和洞穴開挖前提供幫助,其目的在於迅速(sù)超前地提供在開挖周圍(wéi)及前方(fāng)的三維空間的工程地質預報。
TSP 方(fāng)法屬於多波多分量高分辨率地震反射法(fǎ)。地震波在設(shè)計的震源點(通常在隧道的左或右邊牆,大約(yuē) 24個炮點)用小量(liàng)炸藥激發產生。當地(dì)震波遇到岩石波阻抗差異界麵(如斷層、破碎(suì)帶(dài)和岩性(xìng)變化(huà)等)時,一部分地震信號反射回來,一部分信號透射進入前方介質。反射的地震信號將被高靈敏度的地震(zhèn)傳感器接收(圖 1、圖 2)。數據(jù)通過TSPwin軟件處理,便可了解隧道工作麵前方地(dì)質體的性質(軟弱(ruò)帶、破(pò)碎帶、斷層、含水等)和位置及規模。
TSP 數據(jù)是利用配套的專用TSPwin軟件進行處理,包括頻譜分析、帶通濾波(bō)、能量均衡、縱橫波分離、速度分析(xī)和偏移歸位、反射層提取(qǔ)等。處理結果可以提供在探測範圍內地震反射層的 2D或(huò) 3D空間分布,同時還可以顯示與其相對應的岩(yán)石力學(xué)參數。根據反(fǎn)射波的組合特征及其動力(lì)學特征、岩石物理力學(xué)參數等資料來解(jiě)釋(shì)和推(tuī)斷地質體的性質(岩層軟弱帶(dài)、斷層帶(dài)、節理裂隙帶、岩溶、含水層等)。
TSP是目(mù)前隧道施工(gōng)地質超前預報(bào)的(de)重要物探方法之一(yī),在確保隧道施工安全(quán)和質量、控製工程投資和工期等方麵均有優越表(biǎo)現。TSP 係統預報範圍從(cóng)100 米到 1000 米,無須利用開挖麵,在 TBM 施工及鑽爆法開(kāi)挖情況下都可(kě)以應(yīng)用。該(gāi)係統(tǒng)操作簡單,對施工過程無妨(fáng)礙(ài),數據采(cǎi)集耗時少,處理快捷,可(kě)現場評(píng)估,能確定斷層、破碎帶(dài)、軟弱岩帶、岩溶、含水(shuǐ)層等地質體性質及空間位置。實踐表明(míng),采(cǎi)用TSP係統,可以對隧道(dào)工作麵前方圍岩工程地質和水文地質情況的性質、位置和規模進行比較準確的探測和預報,包括:①軟(ruǎn)弱岩層的分布;② 斷層及(jí)其影響(xiǎng)帶;③裂隙發育帶;④含水情況;⑤岩溶等。因此,通過TSP超前預報,能夠及時地了解掌子麵前(qián)方的地質情況,為隧道施工和及時地調整支護參數提供依據,有效(xiào)地控製了地質災害的(de)發生(shēng),確保支撐隧道的岩石牢固可(kě)靠和施工質量,改善工(gōng)地的安全,贏得了施工時間,降低成本,加快隧道(dào)掘進的進度,將風險降低到最(zuì)小。
TSP探測技術作為一項(xiàng)長距離的超前探測技術已經在諸多(duō)國家的許多隧道工程中得(dé)到了應用,為提高(gāo)隧道施工安全和減少隧道施工地(dì)質災(zāi)害作出了應有的貢獻。