隧道施工地質超前預報方法主要有以下幾(jǐ)種:傳統地質分析(xī)法、超前導坑預(yù)測法、超前水平鑽孔法、物探法以及特殊災害地質所采用的相關預測(cè)方法。
過去的超前地質預報主要有超前導坑、超前鑽孔等方法,這些方法工期長、費用高,其應(yīng)用(yòng)漸漸受到較大限製你是間接(jiē)、無損的勘探手段,可得到較大範圍內地質體的物理性質資料,近10年來,隨著技術的不斷發張買儀器設備的改(gǎi)進,在一些長大深(shēn)埋隧道的超前地質預報中,物探方法得以推(tuī)廣應用,並取得了較好效果。目前利用物探進(jìn)行超前地質預報的方法較多,有地質雷達法、瑞雷麵(miàn)波法、聲波法、TSP法等。
物探法近來運用愈來愈廣泛,已經是現今隧道超(chāo)前預報中不可或缺的核心手段。常(cháng)用的方法有的地震反射波法、聲波(bō)測試、紅外探水、電(diàn)磁波法等。
1. 聲波法。主要有岩麵測試和孔(kǒng)內測試兩種,其中孔內測試(shì)又分為單孔和雙孔測試(shì),目前應用的(de)方法有HSP法和CT法。
○1水平地震剖麵法(HSP)。分(fèn)為超(chāo)前水平布置和雙側水平布
置。超前水平布置(zhì)將發射源、接收檢波器分別置於掌子麵前方的兩個超前水平鑽孔中;雙側水平布置則是將發射源(yuán)、接收檢波器分別置於靠(kào)近掌子麵(miàn)的隧道(dào)兩側邊牆的兩排水(shuǐ)平鑽孔中。發(fā)射源(yuán)、接收檢波器同步相錯斜(xié)交移動,從而完成一次HSP數據的采集工(gōng)作。HSP的探(tàn)測方式(shì)減小或者排除了(le)隧道威嚴(yán)爆破鬆(sōng)動圈的英係那個,可獲得麵波少、S/N比高的(de)數據,能取(qǔ)得高精度的測試效果,同時避免(miǎn)了隧(suì)道中CDP法偏移(yí)距不足的缺陷。為確保高分辨率,HSP係統采(cǎi)用(yòng)了較高的頻率範圍。 ○
2CT法。混凝土聲波CT層析成像法借助一血X射線斷層掃描的基本手段,結合其(qí)物理力學性質的相關分析,采用射線走時和振幅來重構混凝土內部聲速值及衰減係數的場分布,通過像素、色譜、立體網絡的綜合展示,以(yǐ)達到直觀(guān)反映混凝土內部結構圖(tú)像之目的。
2.地質(zhì)雷達法。采用連續掃描電(diàn)磁波反射曲線的疊加,利用電磁波在隧道掌子麵前方岩體中的傳播、反射(shè)原理,根據測(cè)到的反(fǎn)射脈衝波走時計算反(fǎn)射界麵距隧道施工掌子麵的距離。地質雷達被認為是(shì)目前分辨率最高的地球物理方法,但是由於預報距離短,易受隧道洞內機器、管線的幹擾,目前多用(yòng)於岩溶洞穴、含水帶和破碎帶的探測預報。
3.TSP法。原理與地震反射負式速度法相同,但其采用深度(dù)偏移法,且在成像前(qián)進行二維Radon變換。利用視(shì)速(sù)度(dù)差異,消除與隧道走向(xiàng)近乎平行的反射界麵,由於受觀(guān)測方式限製,不可(kě)能給出(chū)準確的斷層產狀、位置和岩(yán)體波速。
4.紅外探水技(jì)術。在隧道中,圍岩(yán)每(měi)時每刻都在發射紅外波段的(de)電磁波,並形成紅外(wài)輻射場,輻射場有密度、能量、方向等信息,岩層在向外發射紅外(wài)輻射的(de)同時,必然會把它內部的(de)地質信息傳(chuán)遞出來(lái)。幹燥無水的地層和含水地層常常發射不同的紅外輻射,地下水的活動會引起岩體紅外輻射場強的變化,紅(hóng)外探水儀通過接收岩體的紅外輻射強度,根據威嚴紅外輻射(shè)場強的(de)變化來確定掌(zhǎng)子前方或者四周是否有隱伏的含水體(tǐ),通過測試掘進工作麵(miàn)和隧道開挖縱向的地濕場變化情況,根據介質的輻射紅外波段長的能量變化,判析前方是否為隱伏含水構造體,有無發生突湧水的可能(néng)。