TSP203在溶洞探测中的应用_闫小兵
TSP203超前地质预报系统在罗岭隧道中的应用
TSP203超前地质预报系统在罗岭隧道中的应用摘要：如何快速准确地确定隧道前方的围岩情况是关系到隧道施工安全的一个重大问题。
因此，必须采用一种较为先进、科学的方法来探明隧道前方围岩情况，为隧道支护参数的调整和安全应急预案的准备提供可靠的依据。
本文结合工程实例，介绍了云罗高速公路罗岭隧道采用TSP203超前地质预报系统探明围岩情况的过程，分别从TSP超前地质预报的工作原理、操作过程、取得的成果及与实际开挖情况的对比等方面进行了论述，为隧道实施综合超前地质预报提供参考。
同时，验证了TSP203超前地质预报系统的工作准确性，为今后该系统的推广应用提供使用经验。
关键词：TSP203 隧道超前地质预报浅埋应用1、工程概况云罗高速公路罗岭隧道位于云浮市郁南县宋桂镇北约10km，为分离式双向四车道高速公路隧道。
隧道穿过罗岭丘陵，设计标高为103.05～107.93m，隧道最大埋深约117m。
隧址处于山岭重丘区，山体走向总体成东西走向，隧道线路经过最大高程约为223.5m，进口及出口段山体呈缓坡状，自然坡度30°～40°，隧道中部山顶两侧山坡坡度较大，坡度约为40°～50°。
罗岭隧道左线里程桩号LK4+840～LK6+359，长1519m；右线里程桩号RK4+855～RK6+354，长1499m，均属长隧道。
据前期勘察资料，隧道通过区褶皱、构造不发育，区内岩层呈单斜构造，总体倾向北，倾角近10°，风化层厚度较大。
隧道穿越区地层岩性简单，由第四系松散覆盖层和基底白垩系罗定群砾岩和泥盆系东岗岭组砂岩、炭质灰岩组成，白垩系和泥盆系呈不整合接触。
2、TSP203超前地质预报系统介绍TSP203超前地质预报系统是一套采用地震勘探原理对隧p2.1 TSP超前地质预报系统工作原理TSP超前地质预报是一种快速、无损的反射地震技术。
它最早是由瑞士Amberg Measuring Technique Ltd.研发，采用了回声测量的原理为隧道进行超前地质预报。
TSP203在高速铁路岩溶隧道中的应用
造成附近岩层节 理裂 隙惭集 发育 ， 岩 体破碎 ， 并 伴有扶 岩类 的 白 石岩化现象 。该 断层 为非 活动性 断层 。隧道 区节 理裂隙发 育 ， 尤 其在 白西岩 内极 为发 育 ， 主要有三 组 ， 相互 切割呈 碎石 ～碎 块状 ，
炮点（ １ ８ 个 ２ ４个】
检 检
件处理 ， 可 以获得 Ｐ波 ， Ｓ Ｈ波， Ｓ Ｖ波 速度 剖面 图 、 能量 深度 偏移 图、 反射层提取 图、 岩石 物理 力学 参数 和二 维推 断分析 图 以及反
２ ） 地质构造 。岩层产状整体倾 向北 西 ， 正 常产状 ２ ８ ７ 。 ～ ３ ４ ７ 。 １ ０ 。 一２ ７ 。 ， 局部有 变化整体 呈单斜构造 。隧道进 口段 即有新晃
２ ． ３ 水文地 质条 件
图２ ＴＳ Ｐ ２ ０ ３探 测 原 理 图
隧道 区地下水主 要为 裂隙岩 溶水 ， 赋 存于 白云岩 、 泥质 灰岩
１ ． ２ 测量 原理
等碳酸盐岩节 理裂隙及 岩溶洞 隙中。其汇水面 积较 小 ， 地势相对 在震源发 出地震波 后 ， 部分 地震 波将 直达 检波 器 ， 被检 波器 较高 ， 主要接受 大气降水 ， 补 给来 源有限 ， 水量相 对贫乏 ， 季节性 变 接收 。根据地震波直达检波器 的传播时 间与两者 的距离 ， 可得地 化十分明显。钻孔 内水位埋深 １ ０ ． ９ ｍ一 加． ０ ｍ， 标高４ ０ ９ ． ２ ３ ｍ～ 震波１ ３ ５ 。 一１ ５ ７ 。 ／７ ９ 。 ８ ５ 。 ， Ｊ ２ ： ２ ０ ５ 。～ ２ ４ ０ 。 ， Ｊ ３ ： ３ ５ ５ 。 ／ ＿ ８ ５ 。 ， 前三组
发育程度较高 ， 对围岩的完整程度影 响较大 。根据 隧道物探 剖面 资料 ， 隧道 区无波速异常带 。
浅谈城市地铁浅埋暗挖隧道工程中超前地质预报的分级和TSP203系统的应用
浅谈城市地铁浅埋暗挖隧道工程中超前地质预报的分级和TSP203系统的应用摘要：随着国家经济发展的形势和城市地铁项目的大量审批开建，因地区城市建设环境、地形地质、周边因素的不同，造成的地铁项目设计和施工的多样性、复杂性、唯一性，带动了地铁工程技术的快速发展。
本文对城市地铁工程中风险较大的浅埋暗挖法隧道施工中，较易忽略的一个环节—超前地质预报工作进行初步分级，并浅述了TSP203系统的应用技术，以此能为地铁隧道工程安全控制提供的一些参考。
关键词：城市地铁浅埋暗挖超前地质预报TSP203系统1 超前地质预报的分级1.1 工艺流程综合超前地质预报工艺流程见图。
综合超前地质预报工艺流程图1.2地质预报的方式和分级标准应研究既有本工程区域地质、工程地质资料，必要时到地表补充测绘，以达到对整个地区地质情况有一个比较全面和深刻的认识，可溶岩分布情况、构造发育情况、地表水系发育情况、当地最低侵蚀基准面标高、岩溶大概发育几层、每层大概标高、哪一层对工程影响最大等。
通过对这些资料的分析和把握，制定预报预案，针对不同地段的地质情况进行地质预报重要性分级，不同级别的地段采取不同的预报手段，以达到既预报准确又节省有限预报资源的目的。
根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度，分为以下四级：A级：存在重大地质灾害隐患的地段，如大型暗河系统，可溶岩与非可溶岩接触带，软弱、破碎、富水、导水性良好的地层和大型断层破碎带，特殊地质地段，重大物探异常地段，可能产生大型、特大型突水突泥地段，诱发重大环境地质灾害的地段以及高地应力、瓦斯、天然气问题严重的地段以及人为坑洞等。
B级：中、小型突水突泥地段，较大物探异常地段，断裂带等。
C级：水文地质条件较好的碳酸盐岩及碎屑岩地段、小型断层破碎带，发生突水突泥的可能性较小。
D级：非可溶岩地段，发生突水突泥的可能性极小。
1.3地质预报的应用方法和分级类型1.3.1超前地质预报方法隧道施工超前地质预报以地质分析（地质调查、地质素描、几何作图、块体坐标作图、赤平投影作图）、TSP长距离探测、红外探水、地质雷达超前探测手段贯通为主；褶皱核部及其它地质异常地段，采用超前地质钻孔验证；泥灰岩地段，根据开挖揭示岩溶发育程度，必要时采用地质雷达检底。
TSP-203在蒙河铁路楚村隧道超前地质预报中的应用解析
TSP-203在蒙河铁路楚村隧道超前地质预报中的应用摘要：TSP方法是目前隧道施工地质预报中先进的方法之一，是采用地球物理探测手段来解决隧道施工中的地质问题，对隧道挖掘确保施工质量和安全起到至关重要的作用。
文章介绍了使用该仪器对楚村隧道平导转正洞掌子面DK39+470里程处进行预报，并结合现场实际开挖情况，证明了本次预报的准确性。
关键词：TSP-203；隧道超前预报；岩溶隧道中图分类号：U459 文献标识码：A 文章编号：1009-2374(2011)07-0034-02TSP203测量系统(Tunnel Seismic Prediction)是瑞士安伯格测量技术公司研制的一种先进的超前预报方法，广泛应用于隧道施工过程中的超前地质探测，其探测范围可达数百米，为安全高效的隧道施工提供决策依据。
该系统获得瑞士国家专利，代表了当今隧道地质超前预报技术的最新水平。
目前，该系统在我国工程地球物理研究和工程建设中得到广泛应用。
一、TSP203隧道超前预报系统3-作原理简介(一) 原理TSP方法属于多波多分量高分辨率地震反射法。
地震波在设计的震源点(通常在隧道的左或右边墙，大约24个炮点)用小量炸药激发产生。
当地震波遇到岩石波阻抗差异界面(如断层、破碎带和岩性变化等)时，一部分地震信号反射回来(图1)，一部分信号透射进入前方介质。
反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收。
数据通过TSPwin软件处理，便可了解隧道工作面前方地质体的性质(软弱岩带、破碎带、断层、含水岩层等)和位置及规模。
在成果解释中，以P波资料为主对岩层进行划分，结合横波资料对地质现象进行解释。
对处理成果的解释与评估，主要根据以下原则进行：(1)反射振幅越强，反射系数和波阻抗的差别越大。
(2)正反射振幅(红色)表明正的反射系数，表明刚性岩层；负反射振幅(兰色)指向软弱岩层。
(3)若s波反射比P波强，则表明岩层饱含水。
(4)Vp／Vs较大的增加或泊松比6突然增大，常常因流体的存在而引起。
TSP203超前探测技术工作原理浅析
TSP203超前探测技术工作原理浅析中铁十九局二公司玉蒙项目部李颜山摘要：通过对TSP203超前探测技术的探测原理进行分析从而得到本方法的优缺点及适用范围。
关键词：TSP超前地质探测地震波引言柿花树隧道全长9952米，隧道施工过程中揭露地层与设计严重不符，地质条件差，施工环境恶劣。
斜井井身纵坡为11.1%，斜井井身全长为681.61米，进口方向侯家箐断层及侯家箐向斜，涌水量大，断层密布，一旦发生大规模涌水，出口方向施工人员逃生困难，严重威胁施工作业人员安全。
为解决复杂地质条件对施工造成的影响，我单位在施工中引进了TSP203超前探测技术，与地质雷达、红外探水及超前水平钻孔等多种超前探测技术，对隧道进行超前探测，以保证施工安全。
1 TSP法原理简介人工激发地震波，所产生的地震波在隧道围岩中传播，当围岩强度发生变化时，例如遇岩溶、断层或岩层的分界面时，地震波将会发生反射，反射的地震波由仪器所接收。
当反射界面与掌子面平行（垂直测线）时，所接收的反射波时距曲线近似为直线并且与直接由震源发出的信号，即直达波在地震波形记录上呈负视速度的关系（如图1所示），其反射波延长线与直达波延长线的交点为反射界面的位置；当反射界面倾斜，即与掌子面有一定夹角时，反射波时距曲线为双曲线；若反射界面由倾斜逐渐变为直立时，时距曲线亦由双曲线逐渐变为直线。
图1 地震负视速度法波形记录当地震记录中不存在明显的反射波时，则认为掌子面前方的围岩是均质的，存在不良地质情况的可能性较小。
对TSP203仪器采集的数据利用TSPwin软件进行处理，可以获得隧道掌子面前方的P波、SH波和SV波的时间剖面、深度偏移剖面、岩石的反射层位、物理力学参数、各反射层能量大小等成果资料，同时还可得到反射层的二维或三维空间分布，并根据反射波的组合、动力学特征、岩石物理力学参数等资料来预报隧道掌子面前方的地质情况，如溶洞、软弱岩层、断层及富水带等不良地质体。
2 地震波的产生Tsp203超前探测前，自隧道掌子面开始用风动凿岩机在隧道一侧边墙上按1.5m间距向后打设24个直径38mm，深1.5m，斜向下10～20°的孔，作为探测孔。
TSP203超前地质预报系统在铁路隧道中的应用
TSP203超前地质预报系统在铁路隧道中的应用摘要：隧道超前地质预报在隧道开挖中的作用十分重要，目前规范已将隧道超前地质预报作为隧道施工的一道工序对待。
超前地质预报能及时发现掌子面前方围岩分布状况，提前预报不良地质带，为开挖掘进提供预警。
便于施工人员提前采取应对措施，避免发生安全事故。
本文介绍了TSP203超前地质预报系统在铁路隧道施工中的应用，可为类似工程提供参考。
关键词：超前地质预报、TSP203、地质雷达、隧道施工中图分类号：文献标识码：Cause analysis and treatment measures of lining defect of railwaytunnelDuwei(China Railway Construction The 20th Group Municipal EngineeringCo. Ltd，Lanzhou Gansu 730046,China)Abstract:Tunnel advance geological prediction plays a very important role in tunnel excavation. At present, tunnel advance geological prediction has been treated as a process of tunnel construction.. Advance geological prediction can timely find the distribution of surrounding rock in front of the tunnel, predict adverse geological zones in advance, and provide early warning for excavation. It is convenient for the construction personnel to take countermeasures in advance to avoid safety accidents. This paper introduces the application of TSP203 advanced geological predictionsystem in railway tunnel construction, which can provide reference for similar projects.Key words: advance geological prediction; TSP203; geological radar; tunnel construction1引言随着我国铁路和公路技术等级的不断提高，隧道在路网中的含量在逐步增加，隧道工程施工工期要求也越来越高，大量的隧道在新奥法施工中对地质条件要求更趋量化。
08_人工地震反射法在超前地质预报中的应用
图 2 TSP203系统测量布设实例 Fig. 2 Examp le of the layout of TSP203 measurement.
在所有准备工作完成后 ,即可进行现场测试 。为尽量少占用施工时间和减少施工对探测的 干扰 ,现场探测一般选在交接班时间 。电雷管采用触发器引爆 ,计算机同时记录触发时间和地 震直达波与反射波到达时间和波形 (图 3) 。 213 预报结果及实际情况 21311 数据处理与预报结果
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① 中铁十二局 ,大瑶山 3号隧道出口正洞 (第 SD Ⅲ标 )施工地质超前预报 TSP探测报告 。
根据 TSP203系统数据分析软件 ,经过 11个处理步骤后 ,可以得出信号最强的 P 波和 S波反 射界面及其对应的岩石视物性参数 ,而这些界面就是最有可能的岩性和构造界面 (图 4和表 1) 。
以区域地质 、前期已经建立起来的预测 - 开挖对照表 、TSP203系统所探测出来的岩石视物 性参数和二维反射结构面探测结果图为基础 ,并遵循以下准则对掌子面 (里程为 + 760)前方 123m 范围内的地质情况进行了解释和预报 。1)出现较高的反射振幅 、较大的反射系数和较小 的弹性阻抗 ,表明反射界面的岩石密度和波速较高 (丁国华等 , 2003) ; 2)若 S波反射较 P波弱 , VP /VS增加或泊松比突然增大 ,常常是由于流体的存在而引起 ; 3)若 VP 下降 ,则表明裂隙或孔
TSP-203系统在隧道超前地质预报中的应用研究
TSP-203系统在隧道超前地质预报中的应用研究伴随着我国基础设施的建设,隧道工程数量越来越多,工程施工难度越来越大。
由于对工作面前方地质情况了解不清,给隧道施工带来很大的盲目性,出现预想不到安全事故。
Tunnel Seismic Prediction System(简称TSP-203系统)就是专门针对上述问题而设计的隧道超前地质预报系统。
该系统从数据采集、处理和成果评估高度智能化,采用该系统可以预报隧道工作面前方至少100m围岩地质体的性质、位置和规模,并可算出其岩石物理力学参数,为确定合理的支护参数提供依据,确保隧道施工安全和质量。
本文通过对TSP系统的工作原理、野外信号采集、数据处理及资料解释的阐述:分析了分辨率、频带宽度及激发炸药药量之间的相互的关系,提出了组合激发的思想;基于对接收系统精确度和经济因素的考虑,提出了对TSP接收系统的改进意见;综合激发和接受内容,深入剖析系统测量的误差因素;为了处理程序的完善,详细阐述了SEG-Y的数据记录格式及其读取实现;以速度分析为基础,提出了对系统处理资料的解释技术。
最后,引用两处工程实例验证了TSP系统的隧道超前地质预报中的准确性和有效性。
影响TSP203隧道超前地质预报系统探测准确度的因素研究
影响TSP203隧道超前地质预报系统探测准确度的因素研究朱海龙【摘要】对隧道超前地质预报的现状及TSP(tunnel seismic prediction)203超前地质预报系统的基本原理进行了简单介绍,明确了TSP203系统在工程应用中存在的不足,在此基础上分析了影响TSP203系统探测准确度的因素,并提出了相应的对策和措施,以提高TSP203超前预报系统的准确度,为隧道工程施工提供可靠的安全保障.【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2016(013)001【总页数】6页(P82-87)【关键词】TSP203;超前地质预报;准确度;影响因素【作者】朱海龙【作者单位】中国铁路第一勘察设计院集团陕西铁道工程勘察有限公司,陕西宝鸡721001【正文语种】中文【中图分类】P631.4在隧道工程施工中，由于掌子面前方地质情况的不可预见性，经常遇到不良地质体，例如断层破碎带、含水地层、岩溶发育区、软弱夹层等，往往造成塌方、突泥、涌水等工程事故，威胁人员设备的安全，对工程进度造成影响，增加工程费用。
科学、有效地对隧道施工掌子面前方地质情况进行预报显得尤为重要，目前常用的地质预报方法有水平钻孔、隧道地震超前预报系统(TSP)、地质雷达(GPR)、红外探水等[1]。
其中，水平钻孔法得到的预报结果最直接、最有说服力，但预报距离太短，而且耗费工时，耽误工程进度；地质雷达预报准确度高，尤其对水、小溶洞等探测敏感，但预报距离只有20～30 m，而且在隧道里操作难度大，且易受干扰；红外探水法对探测环境要求比较苛刻，探测结果受隧道内环境影响较大，目前应用较少；TSP超前预报法是根据地震波反射原理而设计的，其预报距离长，坚硬围岩中可达200 m，并且操作简单，探测用时短，在隧道施工工序间隙可完成，对工程施工影响小，探测成本也相对较低[2]。
与其他超前地质预报方法相比，TSP法在预报距离、对隧道施工的影响程度及操作可行性等方面有较大优势，因此，TSP超前地质预报法在近几年得到了广泛的应用。
TSP203系统与注浆技术在岩溶隧道中的应用
行 准确 、 及 时 的超 前预 报并 指 导超 前 帷幕 注 浆堵 水施 工 ， 具 有重 要 的理论 意 义和 重 大的 工程 实 用价值 。
【 关键 词 】 Ｔ Ｓ Ｐ ２ ０ ３ ； 帷 幕注 浆 ； 岩 溶地 区 ； 隧道 【 Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ】Ｔ Ｓ Ｐ ２ ０ ３ ； ｃ ｕ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ； ｋ ａ ｒ ｓ ｔ ｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ； ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ
中图分 类号 ： Ｕ４ ５ ６ ． ３
ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｐ ａ ｓ ｓ ｔ ｈ ｒ ｏｕ ｇ ｈ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｏｕ ｓ ｈ ａ ｒ ｍｆ ｕｌ ｇ ｅ ｏｌ ｏｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｚ ｏｎ ｅ ｓ ． ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄｅ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｓ ｉ ｍｉ ｌ ａ ｒ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｓ ．
文献标 志码 ： Ｂ
文章 编号 ： １ ０ ０ ０ －０ ３ ３ Ｘ（ ２ ０ １ ０ ） ０ １ － ０ ０ ６ ２ － ０ ４
０ 引 言
在 隧道等地 下施 工 中 ， 由于 埋 深 大 、 洞线 长 ， 工 程 前 期 的勘 察 工 作 往 往 难 以 查 清 隧 洞 沿 线 的 水 文 地 质 条 件 ， 导致 施工期 间隧道地 质 灾害突 发 ， 如突水 、 突泥等 ， 严 重影 响施
工安全并 造成无 法估计 的经济 损失ｌ ｌ 。
Ｚ Ｋ３ ３ ０＋１ ４ ５． 右 线 长 ４ ０ ７ ５ ｎ ｌ ， 起 讫 桩 号 为 ＹＫ３ ２ ６ ＋ ０ ５ ５ ～
TSP超前地质预报技术在岩溶隧道中的应用张二锋
TSP超前地质预报技术在岩溶隧道中的应用张二锋发布时间：2023-05-31T07:10:17.302Z 来源：《工程建设标准化》2023年6期作者：张二锋[导读] TSP超前地质预报技术作为一种高效、准确的探测方法中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆 400039摘要：TSP超前地质预报技术作为一种高效、准确的探测方法，利用该技术探测隧道掌子面前方岩溶洞穴，构造破碎带的准确判断，可以准确的提供地质资料。
本文通过对岩溶地区卡子隧道开挖掌子面进行TSP-203超前地质预报系统探测，查明掌子面大前方范围内岩溶发育成度，可能存在的岩溶裂隙破碎带和溶洞等不良地质体，进一步评估岩溶隧道中掌子面前方不良地质体发生地质灾害的可能性，为岩溶隧道的安全施工提供技术保障。
关键词：TSP技术，岩溶地区；超前地质预报中图分类号：U452在我国喀斯特地区分布面积较大，在地下工程建设工程当中，由于岩溶发育，溶洞和岩溶裂隙普遍存在，时常会发生突水涌土和洞壁不稳现象，对地下工程建设产生不利影响，因此，在隧道建设过程当中，准确的判断工程地质情况有重要的意义[1-2]。
喀斯特地区，风化裂隙及溶蚀裂隙发育，且地层中溶洞多，裂隙和溶腔中一般夹有红粘土和地下水。
TSP技术是一种应用于整个隧道长距离、大范围探测的超前地质预报方法，其主要目的是探测掌子面前方100～150m内大的断层及其破碎带、岩性接触带、岩层分界面、裂隙发育、岩溶等情况，可以粗略划分地层界限、围岩等级，目前超前地质预报各类技术属于应用最普遍的技术方法[3-5]。
1 工程及地质概况筠连至巡司一级公路新建工程卡子隧道位于四川省筠连县境内，隧道进口位于古楼乡，出口位于巡司镇，为分离式隧道，轴线起止桩号左线为K7+417～K9+236，长1819m，右线为YK7+418～YK9+239，长1821m，属长隧道，洞轴线为曲线形，隧道轴向111°～114°，轴线地面标高468～687m，设计路面标高503～447m，进洞口设计高程503m，出洞口设计高程447m，路面纵坡坡度为2～3%。
地质雷达、TSP203等探测技术在岩溶隧道施工中的综合应用技术-课题进展及阶段性成果
地质雷达、TSP203等探测技术在岩溶隧道施工中的综合应用技术——课题进展及阶段性成果目前宜万铁路我指挥部负责标段施工正进入攻坚阶段，隧道施工也进入了关键阶段，地质雷达、TSP203等地质探测技术在隧道施工中也得到了广泛的应用，为保障施工安全，提高技术应用水平，我单位课题攻关组对各种探测技术在岩溶隧道施工中的综合应用技术积极进行了跟踪研究，收集了大量资料、数据。
目前已取得了一定进展和阶段性成果，现将具体情况汇报如下：1、 地质雷达探测技术1．地质雷达工作原理地质雷达是一种无损检测设备，主要由控制单元、天线和界面单元组成，控制单元是雷达的核心部分，它是在计算机的基础上配合信号发生触发器、A/D转换器共同组成。
地质雷达工作时向地下发射高频电磁波，当遇到不同介质分界面时产生的回波由天线接收极接收，反射界面的深度可由公式D=V*t/2=C*t/2(r ½)求得。
（C为电磁波在空气中的介电常数，t为电磁波在衬砌介质中的双程旅行时间，r 为介质的相对介电常数值）。
其中雷达波在不同介质中的传播速度是不一样的，因此我们需要对不同介质的层设置不同的雷达波速，以得到精确的分层厚度值。
一般我们采用钻孔取芯的方法或在已知厚度的地方做实验得出真实的波速值。
波速值的求法是根据波在介质中的双程走时时间不变的原理来求得的，即 D1/V1=D2/V2=△t（D1为钻孔取芯得到的实际介质分层厚度，V1为我们需要求的雷达波速值，D2为从雷达图上读出的介质分层厚度，V2为在测量前事先设定的雷达波速），雷达工作原理如下图所示：控制单元雷达天线测量表面界面单元反射界面地质雷达工作原理示意图2．探测执行规范、仪器设备及测量参数地质雷达检测参照规范《铁路工程物理勘探规程》（TB10013-98）、《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-98）执行。
我标段采用意大利IDS公司生产的RIS-2K探地雷达，使用IDSGras现场数据采集软件IDSGRED/IN/LAYERING后处理软件、三通道数据采集单元AU-CU3、VA80MHz屏蔽天线、博泰克RIS-2K数据采集相关配置硬件。
TSP203系统在岩溶地区超前地质预报中的应用
ＴＳＰ２０３系统在岩溶地区超前地质预报中的应用王法岭 孙小田 王毅东（中铁十二局集团 太原 ０３００２４）摘 要 ＴＳＰ２０３系统是由瑞士Ａｍｂｅｒｇ测量技术公司自主研发出来的新一代超前地质预报系统，采用该系统可以准确预报隧道工作面前方１５０～２５０ｍ的围岩情况，为安全快速施工提供依据。
本文通过在宜万铁路齐岳山隧道和平钟高速公路木冲隧道进行的超前地质预报工作，详细介绍ＴＳＰ２０３系统在我国中南、西南岩溶地区超前地质预报工作中的应用情况。
关键词 ＴＳＰ２０３系统 隧道 岩溶 超前地质预报１ 引言本世纪，我国铁路、公路建设的重点将向西移，尤其是我国的西南、中南地区的铁路、公路修建将成为“重头戏”。
这些地区均是多山岩溶地区，大量的长大高难山岭隧道摆在我们面前，而岩溶地区的溶洞、暗河、岩溶塌陷等不良地质是阻碍这些地区铁路、公路建设进程的一大难题。
如何在隧道开挖阶段准确判明隧道施工前方的地质构造、围岩性状，特别是溶洞、暗河、断层、破碎带以及围岩的含水情况，以便及时采取有效的应对措施，对于确保安全顺利地贯通隧道至关重要。
由于勘察设计精度的限制和其他原因，单纯依靠勘察设计院提交的隧道设计图，是不能满足隧道施工中对地质判断的需要，而超前地质预报技术能较准确地判别隧道施工前方的不良地质体，有效地减少岩溶、塌方、突泥、突水等地质灾害，保证施工的顺利进行，又能极大地降低成本。
尤其是瑞士Ａｍｂｅｒｇ测量技术公司开发研制的ＴＳＰ２０３系统，代表了世界上超前地质预报的最高水平。
由于该系统具有预报精度高、预报距离长、对隧道施工干扰少等优点，在我国隧道施工建设中得到了广泛应用。
我单位自２００３年从瑞士Ａｍｂｅｒｇ测量技术公司购置一套ＴＳＰ２０３系统以来，已应用于全局范围内各个隧道施工工地并取得了良好效果，尤其是在宜万铁路齐岳山隧道、平钟高速公路木冲隧道等岩溶发育地区的预报成果，准确地预测出了隧道施工前方存在的溶洞、暗河等不良地质，及时采取应对措施，有效地预防了塌方、突泥、突水等地质灾害，并为我们预报水平的提高提供了丰富的经验。
tsp303系统在某铁路隧道超前地质预报中的应用
0 概述进入21世纪，我国铁路建设步伐逐渐加快，复杂地质铁路隧道越来越多，如何在施工阶段做好地质工作，进一步查清隧道开挖工作面前方的工程与水文地质条件，降低地质灾害发生几率和危害程度，指导工程顺利进行，是铁路建设者需要重视的一项重要工作。
为提高铁路隧道超前地质预报水平，保证隧道工程质量和施工安全，结合多年来隧道超前地质预报技术的发展，原铁道部及时发布《铁路隧道超前地质预报技术指南》[1]，规范了铁路隧道超前地质预报技术工作，并将该项工作纳入工序管理，后结合实践经验，铁路总公司于2015年发布《铁路隧道超前地质预报技术规程》[2]，为铁路工程建设施工质量和安全提供了技术支撑。
铁路隧道超前地质预报的主要方法有地质调查法、超前钻探法、物探法、超前导坑法等，其中物探弹性波反射法作为长期预报方法，在隧道超前地质工作中发挥了重要作用，其中地震波反射法应用最为广泛。
1 TSP303法原理和操作方法TSP方法属于多波多分量高分辨率地震波反射法。
地震波在设计的震源点用小量炸药激发产生，当地震波遇到岩石波阻抗差异界面(如断层、破碎带和岩性变化等)时，一部分地震信号反射回来，一部分信号透射进入前方介质，反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收。
数据通过TSP303软件处理，便可了解隧道工作面前方不良地质体的性质(软弱带、破碎带、断层、含水等)和位置及规模。
TSP303隧道地质超前预报系统观测系统设计如下：炮孔设计在隧道的左边墙或者右边墙，第1个炮孔离同侧接收孔为20 m，炮孔间距1.5 m，数量24个，直径40 mm，孔深1.5 m。
炮孔垂直隧道轴向，向下倾斜10°～20°(激发时密封炮孔)。
炮孔离地面约1 m。
接收孔设计在隧道边墙，距离掌子面约55 m，离地面1 m，数量2个(隧道左右边墙各一个)，直径φ50 mm，孔深2 m，垂直隧道轴向，用锚固剂固结，向上倾斜5°～10°。
岩溶隧道综合超前地质预报体系与预报方法
岩溶隧道综合超前地质预报体系与预报方法发表时间：2018-07-20T10:24:36.270Z 来源：《防护工程》2018年第6期作者：徐小文[导读] 应针对突水突泥、断层破碎带、溶洞溶腔等预报重点，注意扬长避短，采取合理的搭配方案，才能取得最好的预报效果。
中铁十九局集团计量测试中心摘要：由于叙毕铁路沿线隧道多穿过岩溶发育区，在岩溶隧道施工过程中，易发生突水、突泥和塌方等安全事故，造成人员伤亡、财产损失和隧址区环境破坏等情况，依据不同超前地质预报手段的适用范围和优缺点，作者提出了建立以地质调查法为基础，以超前钻探法为主导，结合多种物探手段的综合超前地质预报体系和预报方法，该预报体系和方法在中柱山隧道等工程中得到了成功应用，并实现了较为理想的岩溶预报效果。
关键词：岩溶隧道；综合超前地质预报体系；地质调查法；TSP203；地质雷达法1 引言岩溶问题一直是国内外隧道施工中的重大难题。
岩溶对隧道施工的进度和费用控制均会构成不良影响。
溶洞的存在会造成隧道围岩应力不均匀分布，而且这种不均匀分布通常没有什么规律可循，可能会引起隧道的支护结构发生开裂，乃至塌方。
由于岩溶常伴随岩溶水的发育，因此一旦发生塌方可能会伴随突水、突泥危害的发生，造成隧道周围位移扩大，地表开裂下沉，诱发山体滑坡，造成重大财产损失和人员伤亡。
近年来，在西南地区修建的多条复杂岩溶条件下的铁路隧道发生了施工安全事故，如宜万铁路马鹿箐隧道，发生突水、突泥总量约18万方，造成10人死亡，1人失踪；野三关隧道发生突水15万方，突泥5.4万方，造成2人死亡，7人失踪等等。
新建叙永至毕节铁路（川滇段）位于川滇黔三省交界的边远山区，沿线山峦起伏、坡陡谷深、沟壑纵横，石灰岩分布较广，岩溶地貌突出，多洼地、溶洞、伏流。
铁路沿线多条隧道穿越灰岩、泥质灰岩地层（含石膏及盐类矿物），隧道部分区段岩溶强烈发育。
以姜家沟隧道为例，前期勘察阶段钻探揭示，D1K277+660至D1K277+880段，溶洞呈串珠状发育，最大洞径为约25.7m的全充填溶洞，且可能汇集大量岩溶裂隙水或岩溶管道水。
TSP203超前地质预报系统的应用及提高预报准确度探讨
TSP203超前地质预报系统的应用及提高预报准确度探讨师丽萍
【期刊名称】《内江科技》
【年(卷),期】2009(030)004
【摘要】本文介绍了TSP203超前地质预报的原理和对不同地质体的探测应用,分析了超前地质预报系统在对某些地质体应用的局限性,并提出了通过提高敷据采集质量、带通滤波参数设置以及结合实际地质分析和其它物探方法提高对反射体解疑结果准确度的建议.
【总页数】2页(P34-35)
【作者】师丽萍
【作者单位】中铁十五局集团有限公司计量测试中心
【正文语种】中文
【中图分类】P5
【相关文献】
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2.TSP203超前地质预报系统探测道含水地层的应用研究——以京福铁路池坑斜井为例 [J], 熊浩
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TSP203在溶洞探测中的应用
第4卷第6期2007年12月工程地球物理学报CHIN ESE JO U RN A L O F EN GI NEERIN G G EOP HY SICSV ol 14,N o 16Dec 1,2007文章编号:1672)7940(2007)06)0589)07T SP 203在溶洞探测中的应用闫小兵1,周永胜1,申 飞2(1.中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室,北京100029;2.中铁十二局第二工程有限责任公司,太原030032)作者简介:闫小兵(1978-),男,中国地震局地质研究所构造地质学专业硕士研究生,研究方向为高温高压岩石物理。
E-mail:yanx-iaob ing05@周永胜(1969-),男,博士,研究员,主要从事岩石力学实验研究。
E-m ail:z houysh @ ;z houysh@摘 要:与探测断层相比,应用T SP 203探测溶洞有很大的难度。
根据T SP203的工作原理和在喀斯特溶洞发育的隧道内的探测结果,认为溶洞的几何形态和产状是决定溶洞探测精度的首要因素。
只有溶洞的边界有一定的横向延伸性,溶洞界面呈非常明显的单一平面特征,其法线方向与隧道轴线平行或以较小的角度相交(0b ~45b ),溶洞才能被准确探测。
如果溶洞的边界相对于T SP 测量布线有一定的横向延伸性,其边界面不一定是完全平滑的表面,但其法线方向与隧道轴线不完全垂直(大角度相交),这类溶洞有可能被部分探测,但探测精度还与溶洞界面两侧的波阻抗差、对地下水的探测、操作人员的数据采集经验和数据处理水平等有关。
如果溶洞的几何形状为圆锥体或圆柱体,或者溶洞界面尽管为一平面,但其界面边界的横向延伸面与隧道轴线平行(法线方向垂直于隧道轴线),那么,这类溶洞基本难以被探测。
关键词:溶洞探测;溶洞的几何形态和产状;T SP203;精度中图分类号:P 631.4;P642.25文献标识码:A收稿日期:2007-09-10The Application of TSP203in The Detection of Karst CavesYan Xiaobing 1,Zhou Yongsheng 1,Shen Fei 2(1.State K ey L abor ator y of Ear thquake Dy namics ,I nstitute of Geolog y ,China Ear thquakeA dministr ation,Beij ing 100029;China;2.T he 2nd Engineer ing co.L td.of the 12th Bur eau Gr oup of China Railw ay ,T aiy uanS hanx i 030032,China)Abstract:Compared w ith fault prediction,detectio n o f the karst cav es is mo re difficult using TSP203.According to the principle of TSP203and results of tunnel detection in karst ca -v e,w e can draw the conclusion that the karst caves'geometry and attitude are the primary facto rs w hich decide the detection accuracy of karst caves.T he kar st caves could be accu -rately detected only w hen the boundar y of the karst caves has a horizo ntal ex tension,as w ell as the inter face o f the kar st caves is sing le plane and the no rmal dir ectio n is parallel o r sm all angle intersectio n (00~450)w ith tunnel axis.It is most likely that o nly a part of the karst cav es could be detected if the bo undary of the karsts cave has a certain horizo ntal ex -tension respectively to measurem ent layout,but the interface o f the karsts caves is not com -pletely smoo th plane,and its nor mal direction is no t per pendicular to the tunnel axis (bigang le inter section).H ow ever,the precision o f the cave detection is related to interface w av e impedance difference of the karst cav es,gr oundw ater detection,operator's data acqu-i sitio n ex perience and data pr ocessing level and so o n.If the karst cave is co ne or cylinder in geometry,or despite interface o f the karst cav es is plane,but its bo undary ho rizontal ex -tending plane is paralleled with tunnel ax is (normal direction per pendicular to the tunnel axis),it is very difficult to be detected for such kind the karst caves.Key words:detection of karst caves;geometry and attitude of karst caves;TSP203;accuracy 当前中国有多个即将和正在兴建的铁路、公路以及引水项目处于喀斯特溶洞发育地层中,许多座长大隧道需要通过溶岩地层(岩溶洞穴、暗河、断层等强烈发育)施工风险极大,存在突泥、涌水、暗河、地面塌陷、地下水流失、地表水枯竭等工程地质灾害的可能和环境问题。
TSP203超前预报技术的缺陷与TST技术的应用
第5卷第3期2008年6月 工程地球物理学报CHIN ESE J OU RNAL OF EN GIN EERIN G GEOP H YSICSVol 15,No 13J un 1,2008文章编号:1672—7940(2008)03—0266—08超前预报技术的缺陷与技术的应用赵永贵,蒋 辉,赵晓鹏(中国科学院地质与地球物理所,北京100029)作者简介:赵永贵(1943-),男,辽宁新民人,工程地球物理专业博士,中国科学院地质与地球物理研究所研究员,中国地球物理学会工程地球物理专业委员会主任。
E -mail :zhaoyonggui @摘 要:国内外的隧道地质超前预报技术正在发展之中,目前TSP203技术在中国的用户较多,它采用一维观测系统,获得的地震资料是零偏移距反射道集,不能准确确定掌子面前方围岩的波速分布,也不能准确推定反射地质界面的位置和力学性状,造成很多漏报和误报,亟待改进。
作为改进对策,TST 隧道超前预报技术采用二维和三维观测系统和偏移成像处理技术,利用不同偏移距的共散射点道集,同时利用走时和振幅等运动学和动力学信息,准确确定掌子面前方围岩速度分布、反射地质构造的准确位置和界面两侧围岩力学性状的差异,具有坚实的物理基础,克服了TSP203技术的缺陷,大大地提高了超前预报的准确性和可靠性,降低了预报的风险。
关键词:隧道超前预报;TSP203技术;零偏移距道集;TST ;波速分析;偏移成像中图分类号:P631.4文献标识码:A收稿日期:2008-01-26The T echnical Bug of TSP203and Application of TST T echniqueZhao Y onggui ,Jiang Hui ,Zhao Xiaopeng(I nstitute of Geology and Geophysics ,CA S ,B ei j ing 100029,China )Abstract :Current met hods of t unnel geological p rediction are developing at home and a 2broad.By TSP 203met hod ,t he observation is made along a line ,and only zero off -set seismic data are obtained ,so it is hard to accurately determine t he seismic velocity dist ribu 2tion of wall rock ,to find t he accurate position of geological interface ,and to recognize t he mechanical difference between two side rocks of t he reflector.Therefore ,f rom t hese defec 2tive techniques ,t his paper proposes TST met hod wit h 2D and/or 3D observation and data p rocess of migration image and t ravel time inversion image ,which solves t he problem of an 2alyzing velocity st ruct ure of wall rock in t he f ront of t unnel face and realizes accurate image of geological f ramework of t unnel wall rock.This met hod is fit for geological prediction un 2der complex geological condition.K ey w ords :t unnel geological prediction ;TSP203;zero off -set gat her ;TST technology ;seismic velocity analysis ;seismic migration image1 引 言隧道施工中的地质超前预报是一个国际前沿课题,也是一个难题,各国都在研究之中。
复杂岩溶隧道中地质超前预报的综合应用
复杂岩溶隧道中地质超前预报的综合应用阳跃朋;陈秋南【摘要】六郎隧道位于云南省丘北县腻脚镇、新店乡境内,进口位于腻脚镇腻革龙村,出口位于新店乡牛场坪村.地质条件比较复杂,地下水较丰富,溶洞发育,施工中经常遇见大型溶洞.给施工带来居多不便,结合LTD- 2000地质雷达和TSP203- Plus 的工作原理、技术特点,采用LTD- 2000地质雷达和TSP203-Plus 预报掌子面前方的地质情况,及时修改设计和施工方案,确保隧道的安全施工.【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2012(009)001【总页数】4页(P1-4)【关键词】岩溶隧道;地质雷达;TSP;地质超前预报【作者】阳跃朋;陈秋南【作者单位】湖南科技大学土木工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学土木工程学院,湖南湘潭411201【正文语种】中文【中图分类】P6311 引言六郎隧道位于丘北县腻脚镇、新店乡境内，进口位于腻脚镇腻革龙村，出口位于新店乡牛场坪村。
隧址区属剥蚀中心地貌，地质条件比较复杂，地下水较丰富，溶洞发育，年平均降雨量1066mm，洞身段地面高程1510～1950m,出口段地面最低高程1350m,相对高程300～600m，局部稍陡。
六郎隧道为双线隧道，全隧道除DK584+809.67～DK590+594.29段位于半径为6000的曲线上外，其余段均位于直线上。
隧道最大埋深约537m,隧道进口里程为DK573+807,出口里程DK587+897，全长14090m。
地貌特征为隧区在大地构造上处于青藏川滇歹字型构造体系，川滇经向构造体系及岭南纬向构造体系交接地带，应力集中，区域地质构造极其复杂。
测区构造以纬向、北西向构造体系为主，构造活动强烈，具继承性和多期复活特点。
以区域断层为主，次级断层及褶皱也较为发育，测区构造复杂属中等偏复杂。
区内主要褶皱有偏坡寨背斜、干塘子背斜、腻脚背斜。
隧区地表上覆坡崩积(Q4dl+el)块石土、坡残积(Q4dl+el)红黏土、粉质黏土及碎石土。
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第4卷第6期2007年12月 工程地球物理学报CHIN ESE J OU RNAL OF EN GIN EERIN G GEOP H YSICSVol 14,No 16Dec 1,2007文章编号:1672—7940(2007)06—0589—07在溶洞探测中的应用闫小兵1,周永胜1,申 飞2(1.中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室,北京100029;2.中铁十二局第二工程有限责任公司,太原030032) 作者简介:闫小兵(1978-),男,中国地震局地质研究所构造地质学专业硕士研究生,研究方向为高温高压岩石物理。
E -mail :yanxi 2aobing05@周永胜(1969-),男,博士,研究员,主要从事岩石力学实验研究。
E -mail :zhouysh @ ;zhouysh @摘 要:与探测断层相比,应用TSP203探测溶洞有很大的难度。
根据TSP203的工作原理和在喀斯特溶洞发育的隧道内的探测结果,认为溶洞的几何形态和产状是决定溶洞探测精度的首要因素。
只有溶洞的边界有一定的横向延伸性,溶洞界面呈非常明显的单一平面特征,其法线方向与隧道轴线平行或以较小的角度相交(0°～45°),溶洞才能被准确探测。
如果溶洞的边界相对于TSP 测量布线有一定的横向延伸性,其边界面不一定是完全平滑的表面,但其法线方向与隧道轴线不完全垂直(大角度相交),这类溶洞有可能被部分探测,但探测精度还与溶洞界面两侧的波阻抗差、对地下水的探测、操作人员的数据采集经验和数据处理水平等有关。
如果溶洞的几何形状为圆锥体或圆柱体,或者溶洞界面尽管为一平面,但其界面边界的横向延伸面与隧道轴线平行(法线方向垂直于隧道轴线),那么,这类溶洞基本难以被探测。
关键词:溶洞探测;溶洞的几何形态和产状;TSP203;精度中图分类号:P631.4;P642.25文献标识码:A收稿日期:2007-09-10The Application of TSP203in The Detection of K arst C avesYan Xiaobing 1,Zhou Y ongsheng 1,Shen Fei 2(1.S tate Key L aboratory of Earthquake D y namics ,I nstitute of Geology ,China EarthquakeA dminist ration ,B ei j ing 100029;China;2.T he 2nd Engineering co.L t d.of the 12th B ureau Grou p of China R ailw ay ,Tai y uanS hanx i 030032,China )Abstract :Compared wit h fault prediction ,detection of t he karst caves is more difficult using TSP203.According to t he p rinciple of TSP203and result s of t unnel detection in karst ca 2ve ,we can draw t he conclusio n t hat t he karst caves ’geometry and attit ude are t he primary factors which decide t he detection accuracy of karst caves.The karst caves could be accu 2rately detected only when t he boundary of t he karst caves has a horizo ntal extension ,as well as t he interface of t he karst caves is single plane and t he normal direction is parallel or small angle intersection (00～450)wit h t unnel axis.It is mo st likely t hat only a part of t he karst caves could be detected if t he boundary of t he karst s cave has a certain horizontal ex 2tension respectively to measurement layout ,but t he interface of t he karst s caves is not com 2pletely smoot h plane ,and it s normal direction is not perpendicular to t he t unnel axis (bigangle intersection).However,t he precision of t he cave detection is related to interface wave impedance difference of t he karst caves,groundwater detection,operator’s data acqui2 sition experience and data processing level and so on.If t he karst cave is cone or cylinder in geomet ry,or despite interface of t he karst caves is plane,but it s boundary horizontal ex2 tending plane is paralleled wit h t unnel axis(normal direction perpendicular to t he t unnel axis),it is very difficult to be detected for such kind t he karst caves.K ey w ords:detection of karst caves;geometry and attitude of karst caves;TSP203;accuracy 当前中国有多个即将和正在兴建的铁路、公路以及引水项目处于喀斯特溶洞发育地层中,许多座长大隧道需要通过溶岩地层(岩溶洞穴、暗河、断层等强烈发育)施工风险极大,存在突泥、涌水、暗河、地面塌陷、地下水流失、地表水枯竭等工程地质灾害的可能和环境问题。
由于岩溶发育复杂多变、大小不定、形态各异,要想在设计阶段完全搞清隧道所在位置的工程地质、水文地质条件以及不良地质体的状态特征等是非常困难的,实际上是不可能的。
因此,做好施工过程中的超前探测工作极为关键[1～3]。
TSP203作为一项较为成熟的长距离超前预报技术是专门针对隧道施工的特殊要求而研制的,具有体积小、精度高、操作简单方便、预报距离长(可达100～150m)、对隧道施工影响小、探测范围广、报告提交及时等优点[4,5],在预报软弱地层的分布、断层及其影响带和裂隙发育带等方面有许多成功的案例[6～8],但在预报中也出现了一些失误[9],特别是喀斯特溶洞方面难度更大[6],其主要原因一方面是由于TSP方法本身的限制和喀斯特地貌本身的复杂性,另一方面与操作人员的运用水平有关。
本文主要是结合作者的实践经验和理论知识,通过工程实例列出了预报喀斯特溶洞过程中的一些注意事项,并提出了提高预报精度和可靠性的措施。
1 TSP203工作原理和实时观测系统 隧道地震预报系统采用多波段多分量高分辨率地震反射波探测技术。
通过在隧道的一侧岩壁上布置一定数量的炮孔,由小当量炸药激发产生地震(弹性)波,地震波在岩石中以球面波形式传播,当遇到岩性或构造界面(波阻抗差异界面,例如裂隙带、断层或岩层变化等),有一部分信号会发生反射,反射信号被安置在隧道两侧岩壁上的高灵敏度三分量地震检波器所接收并记录下来,采集的地震数据,利用TSPwin软件进行处理。
TSPwin软件中数据处理流程包括数据建立、带通滤波、直达波拾取、选择处理、爆破能量平衡、Q 值计算、反射波提取、P-S波分离、速度分析、深度偏移、反射波分离并提取11个主要步骤。
处理结果可以提供地震反射层在探测范围内的二维或三维空间分布图像。
此外根据地震波速度和泊松比,结合反射波的组合特征,并参考岩石物性参数等资料可以较为精确地解释和推断地质体的性质(软弱夹层、断层带、节理裂隙带、富水性等)。
现场探测一般选在交接班时间。
电雷管采用触发器引爆,计算机同时记录触发时间和地震直达波与反射波到达时间和波形(图1)。
图1 TSP203系统部件标准配置实例Fig.1 Example of a standard TSP measurement scheme with TSP203system components2 溶洞的几何形态以及产状对溶洞探测精度的影响 TSP测量原理建立在对地震波回声信号(即095 工程地球物理学报(Chinese Journal of Engineering G eophysics) 第4卷 反射波)的分析和评估基础上,回声信号的产生是因为隧道前方的岩层特性突然发生变化,此情况下通常认为岩层中存在不连续界面(不连续体)。
如果隧道前方遇到的溶洞界面呈近平面状,TSP 预报的结果将是相当准确可靠的。
如果溶洞界面形状很不规则,即使界面两侧岩石波阻抗差异很大,预报的难度也很大。
在这种情况下,预报准确度主要受测线剖面长度的限制,而测线剖面长度又受隧道施工环境的制约(激发点只能沿隧道轴线方向布置在开挖过的长度有限的侧壁上),要提高预报的准确度只能通过增加爆破孔的数量和减少爆破间距来实现,这无疑增加了TSP 探测的工作量。
在现场条件一致(同样的测量布线,同样的信号采集,同样的数据处理人员进行数据处理)的情况下,溶洞的几何形态和产状就直接影响了溶洞的可探测性。
根据溶洞的几何形态和其与隧道轴线的相对关系,对溶洞的可探测性分类如下[2,6]:1)可以准确探测类(图2)。
溶洞的边界有一定的横向延伸性,溶洞界面呈非常明显的单一平面特征,其法线方向与隧道轴线平行或以较小的角度相交(0°～45°)。
2)有可能探测类(图3)。