TSP探测系统在隧道超前地质预报中的应用

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TSP法隧道超前地质预报技术研究与应用

TSP法隧道超前地质预报技术研究与应用牟元存，李星，高树全，王凯（中铁二院成都工程检测有限责任公司工程检测一所，四川成都610031）摘要：长大隧道无法绕避部分不良地质问题而面临着更为复杂的工程地质和水文地质环境，这对隧道施工过程中的防灾减灾和超前地质预报工作提出了更高要求。

采用隧道综合超前地质预报技术，通过二十余条铁路线的上百座高风险隧道（近2000km）超前地质预报实践，在总结经验教训的基础上，开展了隧道掌子面前方超前地质预报物探成套技术研究。

结合大量预报实践及课题中的TSP法正反演数值模拟预报效果测试情况进行阐述，对不同不良地质条件下的物探响应特征进行总结。

该研究成果对采用类似技术开展隧道超前地质预报的同类方法具有指导意义。

关键词：高速铁路；隧道超前地质预报；物探；TSP；正反演数值模拟中图分类号：U452文献标识码：A文章编号：1001-683X（2022）01-0045-06 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2020.10.21.0450引言目前，我国铁路隧道超前地质预报技术体系包含的方法有地质调查法、物探法、钻探法和超前导坑法，其中物探法中又有地震波反射波法、地质雷达法、瞬变电磁法、激发极化法等。

由于各种物探方法有其优缺点和适用范围，针对不同的不良地质情况采用最优化的预报方法组合模式，能够事半功倍提高预报准确率［1-6］。

为此，在大量隧道超前地质预报工作实践的基础上，开展了隧道掌子面前方超前地质预报物探成套技术研究，基于TSP法结合大量的工程实践总结和数值模拟正反演情况进行阐述。

众所周知，TSP弹性波反射法属长距离预报的物探手段，一般当隧道开挖有60m左右空间时，可布置观测系统开展TSP法超前预报工作，在绝大多数环境下，其预报距离在100m以上。

采用该方法不仅能对断层破基金项目：中铁二院工程集团有限责任公司科技研究开发计划项目（12198008（12-14））第一作者：牟元存（1980—），男，高级工程师，硕士。

TSP法隧道超前地质预报技术研究与应用

TSP法隧道超前地质预报技术研究与应用摘要：TSP隧道的地质超前预测，是通过在隧道周围的岩石中，按照一定的排布，产生一种弹性波，当弹性波传播到三维空间时，接触声阻抗分界面，也就是地质岩相变界面、结构断层带、喀斯特及喀斯特发展带等,将发生一种弹性波反射情况，这个反射波由埋设在巷道周围岩石中的探测设备探测到，向仪器输入实施信息源的扩增、信息收集和分析。

关键词：TSP法；隧道；地质预报引言物探技术能极大地影响每天的地质灾害勘查工作。

在科学技术飞速发展的今天，在国内，物探技术已经成为了一项重要的工程，它是保证工程质量和安全的重要手段。

TSP法是利用物探技术对隧道工程进行地质预测的一种先进技术。

所以，在进行TSP探测预报的时候，一定要对隧道的地质状况有一个全面的认识，在数据采集、处理和评估的每一个环节都要有针对性，这样才能保证地质预报的可靠性和准确性。

一、TSP原理及特点（一）原理隧洞超前地质预测检测法是利用TSP进行的，它的观测系统是按空间分布的，而接收和激励系统则分别位于隧洞两侧的岩层中。

地震波的产生是通过小爆炸，电火花，撞击等方式来实现的。

TSP能对两侧及上、下两个层面的回进行甄别、过滤，只留下掌子面前的回波，防止了误报警；并给出了掌子面前的岩石波速度及地层接触面的精确图像。

地震波速度可作为岩体工程等级划分的基础，而界面可作为地质结构解释的基础。

在不同的阻抗界面条件下，地震波将会在不同的阻抗界面上被部分反射，而另一些则会传输到前方介质中。

利用高灵敏的测震仪对反射回波进行探测。

利用地震波软件对数据进行处理，就可以对隧道工作面前方不良地质体的性质、位置和规模进行了解。

（二）特点将TSP方法应用于隧道地质超前预测，能够充分利用TSP方法的高精度、高实时、大范围、易操作、易推广等优点。

首先，利用TSP方法，在隧道沿线构造地质点和地质点间构建关联地图，实现对可能发生的地质灾害的精确预报，为隧道建设提供精确的地质资料。

地质雷达与TSP在隧道超前地质预报中的使用对比分析

地质雷达与TSP在隧道超前地质预报中的使用对比分析摘要：现如今我国基础建设的发展非常迅速，隧道工程也在蓬勃兴起，人们对隧道的地质和质量问题也逐渐重视起来。

地质雷达勘察是最近几年应用较多的方法，其特点在于分辨率高、效率高。

本文就对地质雷达仪器和TSP法进行对比分析，明确两种技术的优缺点，并分析了在今后的工程中如何使两种仪器相互印证，提高地质检测的准确程度。

关键词：隧道；地质雷达；TSP；对比在隧道地质检测工作中，重点在于掌握掌子面附近的围岩信息，能够对不同的围岩状况使用不同的施工工法。

现如今比较常见的两种探测工具分别为TSP和地质雷达仪器，这两种仪器的使用范围越来越广，本文就对两种仪器进行对比，分析两者的长处、弥补存在的短处，推动隧道地质检测工作更好的开展。

1、工程实例某隧道为上下行分离的高速公路隧道，隧道左线起讫长度为3289米，右线起长度为3238米。

左线掘进到ZK32+280处时掌子面拱顶的位置出现涌水，由于渠道掘进方向为反坡段，掌子面同渠道的孔口之间相距15m，积水不能及时的排除，导致隧道中存在少量积水，掌子面位置的积水最深能够到达1.3米，最终导致隧道暂停施工。

本隧道左线掌子面围岩的材料为风化岗岩，比较坚硬，大多节理宽度低于1毫米，结构面为闭合状。

节理2组的间距为0.55米左右，隧道的走向为265度。

通过对隧道的实际情况进行严格的勘察能够看出，这段围岩为三级围岩，为了了解掌子面附近的地下水状况，同时了解地质构造，该工程中分别使用了TSP和地质雷达仪器对围岩进行检测。

2、TSP、雷达仪器技术分析2.1 TSP仪器2.1.1 TSP探测仪在本工程中使用的探测仪为TSP203系统，该仪器的主要构成部分包括记录单元、接收单元、爆炸装置等。

2.1.2 TSP操作在进行检测之前要先在隧道的墙边布设一条侧线，沿着测线的走向布置一些炮点，以此激发小型人工地震。

通常情况下采集数据能够在任意边墙上进行，如果断层最先出现在隧道的右边则炮点就应布置在隧道的右侧；为了更加清晰的探测到隧道围岩可以使用一个炮点剖面两个接受单元；对于一些比较复杂的隧道，可以在隧道的两边使用两个炮点刨面进行检测。

TSP技术在隧道超前地质预报中的应用

TSP技术在隧道超前地质预报中的应用樊一平【期刊名称】《《水科学与工程技术》》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】3页(P75-77)【关键词】TSP; 超前地质预报; 隧洞; 地质分析【作者】樊一平【作者单位】新疆水利水电勘测设计研究院乌鲁木齐 830000【正文语种】中文【中图分类】TV141+.1物探法有操作简便、准确性高、探测距离较远等优点，在隧道超前地质预报检测方法中占有非常高的使用比例，是超前地质预报的一个最重要手段，因此得到了广泛的推广应用［1-2］。

目前隧道超前地质预报中最先进的物探法，为隧道地震反射波法即Tunnel Seismic Prediction（TSP）。

在隧道施工期间，利用TPS技术对隧道掌子面前方的地质条件进行及时有效的预测，是提前准备预防措施、避免灾害发生或在一定程度上减小因地质灾害造成的损失并保证隧道安全施工的需要，同时也是当今生态环境保护对隧道工程建设提出的重要研究课题［3］。

1 隧道地震波反射法（TSP）检测原理炮孔布置在掌子面后方一定范围内，因此在检测前要在掌子面后方开挖一段隧道。

地震波由少量炸药卷发生爆炸时发出，且以球形形式在隧道岩体中传播，当地震波遇到阻抗较差的含水层、断裂带、软基层等介质层，一部分地震波会被反射回来，而另一部分地震波会沿着岩体介质继续传播，随着传播距离越来越远，能量越来越小，直到接收器接收不到信号为止。

地震波的反射波信号用三分量地震波检测仪接收，这种检测仪灵敏度较高，可以探测到距离较远的岩体介质，通过检测地震反射波的波速、时间及波形和能量的强弱，可判断检测段隧道岩体的地质组成条件。

如图1。

图1 地震波反射法的预报原理地震波由特定爆破点通过人工爆破发射，在隧道一侧每隔1.5～2.0m的距离布置激发孔（一般小于24），并在离最后一个发射孔20m远的墙体两侧墙位置分别布置一个地震反射波接收器，发射孔和接收器基本上保持在同一水平高度。

TSP-203系统在隧道超前地质预报中的应用

Ｋｅｒｓ：ＴＳ一２ｙｗｏｄＰ０３；ｇｏｏｉａｒｄｃｉｎ；ｄａａｉｅｐｅａｉｎｅｌｇｃｌｐｅｉｔｏｔｎｔｒｒｔｔｏ
为隧道二程界日益关注的问题。为避免隧道施工ｒ
０引言
伴随着我国基础设施的建设，隧道施工技术有了飞速的发展，隧道工程数量越来越多，隧道
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ＴＰ一２３系统在隧道超前地质预报中的应用Ｓ０
．
李家寿，王建良
（国有色金属工业昆明勘察没计研究院，云南昆明６０５）中５０１
ห้องสมุดไป่ตู้
摘
要：介绍了ＴＰ一０Ｓ２３系统的工作原理及资料分析解释的基本依据。该系统能长距离预报隧道施工前方的地
ＡｐｐｉａｉｎｏｌｃｔｏｆＴＳＰ — ２３Ｓｓｅｎ — ０ｙｔｍｉＴｕｎｌＧｅｌｇｃｌＰｒｄｃｉｎｎｅｏｏｉａｅｉｔｏ
ＬＪａｓｏｌｉ— ｈｕ．ＷＡＮＧＪａ —ａｇｉｎｌｎｉ
维普资讯
第２３卷第５期
２００７年９月
昆明冶金高等专科学校学报
ＪｕｎｌｏｎｎｔｌｒｙＣｏｌｇｏｒａｆＫｕｍｉｇＭｅａｌｇｌｅｕｅ
Ｖｏ．３＿．１２Ｎｏ５．Ｓｐ２０ｅ．０７
ｔｒｓｃｐａｌｆｐｅｉｔｇｔｅｇｏｏｉａｈａｇｓｉｕｎｅｏｔｕｔｎｆｏｔｆｏｄｓａｃ．Ｆｒｆａｔｒｅｉａｂｅｏｒｄｃｉｈｅｌｇｃｌｃｎｅｎｔｎｌｃｎｓｒｃｉｒｎｒｍｉｔｎｅｎｎｏｏｒｃｕｅｚｎｏｅ，ｓｆｒｃｎｔｅｄｅｓｅｌｇｃｌｚｎｓｔｃｕｒｔｒｄｃｔｎｒｎｇｓｆｏ１０～１０ａｅｄｏｏｋａｄｏｈｒａｖｒｅｇｏｏｉａｏｅ，ｉｓａｃａｅｐｅｉａｉａｅｍｔｏｒ０ｍｈａ５ｏｈａｉｇｆｃ．Ｉｓｅｒｎｔｕｔｒｓ，ｉｆｅｔｅｆｒｃｓｉｇｒｎｅｉ０ｍｔｈｅｔｎｎｌｆｃｆｔｅｈｅｄｎａｅｎｍｏｔｔｒａｅｓｒｃｕｅｔｅｆｃｉｏｅａｔａｇｓ１ｓｖｎ０ｗｉｔｕｅａｅｈａｈｅｃｍａｋ，ａｄｃｎｂｏ２０ｍｎｈｒｏｋ．Ｔｙｔｍａｒｖｄｒｄｉｅｇｏｏｉａａａｓｔｅｂｎｈｒｎａｅｕｐｔ０ｉａｄｒｃｓｈｅｓｓｅｃｎｐｏｉｅｃｅｂｌｅｌｇｃｌｄｔｆｒｔｎｅｏｓｒｃｉｎａｄｄｒｃｏｓｒｃｉｎ．Ｏｎｔａｉｆｐａｔａｘｅｉｎｅｎｈｇｗａｕｎｌｏｕｎｌｃｎｔｕｔｎｉｅｔｃｎｔｕｔｏｏｈｅｂｓｓｏｒｃｉｌｅｐｒｅｃｓｏｉｈｙｔｎｅｃ２３ｎｇｏｏｉａｅｉｔｏｎｔｎｎｌｓｓｏ０ｉｅｌｇｃｌｐｒｄｃｉｎｉｕｅｓｗａｈｗｎ

TSP303系统在某铁路隧道超前地质预报中的应用

TSP303系统在某铁路隧道超前地质预报中的应用TSP系统作为地震波反射法的一种，因其操作简便、预报距离长、预报准确性高等特点，目前被广泛应用于铁路隧道超前地质预报工作中。

文中结合该系统在某铁路隧道的应用实例，介绍了TSP303系统的基本原理和操作方法，阐述了该系统在超前地质预报中的应用效果，通过对比分析了其在超前地质预报应用中的准确性和适用性。

标签：隧道;TSP303系统;超前地质预报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20m，炮孔间距1.5 m，数量24个，直径40mm，孔深1.5m。

TSP超前地质预报系统及其在隧道施工中的应用

TSP超前地质预报系统及其在隧道施工中的应用陈豪;刘立;袁坤;金昊;魏宇伟【摘要】为对隧道施工进行超前地质预报,在薛城隧道K30+ 708 ～ K30+ 673段内右壁布设了24个激发孔,K30+ 728段左右壁各布设了1个接收孔,对出口段K30+ 652 ～ K30+ 540段进行了测试,并利用TSP对测试数据进行处理、分析.根据围岩的实际开挖情况,由测定的纵波波速和岩体声波波速数据以及地震波的反射界面图,结合TSP的预报结果进行综合分析.结果表明,TSP技术在薛城隧道安全施工中的应用总体是可靠的.%In order to perform geological prediction in section K30 + 708 ~ K30 + 673 of Xuecheng tunnel for the construction of a tunnel, 24 excitating holes were aranged on the right wall segment,and one receiving hole was arranged on right and left side of each wall in the section of K30 +728. The exit of section K30 +652 ~ K30 +540 was tested and the test data were processed and analyzed by using TSP. Comprehensive analysis of the prediction was conducted according to the actual excavation of rock, the measured longitudinal wave velocity and rock sonic velocity and seismic reflection data interface map, and combined with the TSP. Test results show that the application of TSP test technology in the safety construction of Xuecheng tunnel is feasible.【期刊名称】《西华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(031)001【总页数】4页(P106-108,112)【关键词】TSP;超前地质预报;围岩;隧道施工【作者】陈豪;刘立;袁坤;金昊;魏宇伟【作者单位】西华大学建筑与土木工程学院,四川成都610039;西华大学建筑与土木工程学院,四川成都610039;西华大学建筑与土木工程学院,四川成都610039;西华大学建筑与土木工程学院,四川成都610039;西华大学建筑与土木工程学院,四川成都610039【正文语种】中文【中图分类】U456.3在地铁、公路隧道、铁路隧道和地下洞室等地下隐蔽工程中，运用目前的地质勘查手段很难在施工前准确地确定其围岩的稳定状态、物理参数以及可能发生塌落、裂隙、涌水等地质灾害的位置。

TSP 在大亚湾中微子实验站隧道工程超前地质预报中的应用研究

（１）记录单元，１２道，２４位Ａ／Ｄ转换，采样间隔Ａ１＋２９５、Ａ１＋４７１，第一个炮点距接收器１５ｍ或２０ｍ。６２．５Ｓ和１２５ “ Ｓ，最大记录长度为１８０８．５ｍｓ，记录带宽８０００Ｈｚ和４０００Ｈｚ，动态范围１２０ｄＢ。（２）接收器（检波器），三分量加速度地震检波器，灵敏度为１０００ｍＶ／ｇ ±５％，频率范围为０．５～５０００Ｈｚ，横向灵敏度＞１％，操作温度０ ℃ ～５ ℃。（３）ＴＳＰｗｉｎ软件，数据采集和处理集于一体，高度智能化。（２）将接收器套管放入打好的孔中，且保证套管与围
旦处治不当，轻者出现塌方、突水、突泥等地质灾害，造专用配套土建工程，包括用于中微子实验装置或运行的５成施工设备和机械的损坏，重者发生冒顶以及危及人身财个地下实验大厅以及连接这些实验厅的隧道及相关的少量产安全的重大事故…。为减少隧道开挖过程中的盲目性，
ＴＳＰ在大亚湾中微子实验站隧道工程超前地质预报中的应用研究
口赵自强随裕红（黄河勘测规划设计有限公司，河南郑州４５０００５）摘要：结合大亚湾中微子实验站隧道施工探测应用实例，介绍了ＴＳＰ探测原理、数据采集处理及解释原则，并将预报结果与开挖情况对比分析，验证了该技术的科学性和可靠性。ＴＳＰ可加强对掌子

TSP在隧道超前地质预报中的应用

TSP在隧道超前地质预报中的应用作者：时常悦何玲玲来源：《城市建设理论研究》2013年第20期摘要：在隧道施工中，由于前方地层的不可预知性，施工及超前支护具有一定的盲目性，易造成施工安全事故或建筑材料的浪费。

TSP能较准确的对掌子面前方地质进行超前预报，由预报结论可以较好地指导施工。

关键字： TSP 隧道施工超前预报中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：一、隧道概况该隧道位于高中山深切谷地斜坡地貌区，穿过高中山山脊中部，根据物探及钻探资料，隧道区出露地层为元古界砂岩、板岩及第四系残坡积碎石土，为单斜构造，隧道走向与岩层走向呈小角度斜交或平行。

根据设计地质资料，本次自检波器位置至预报区段岩体为：变余细粒砂岩，浅灰～紫褐色，厚层块状，节理裂隙发育，岩芯较破碎，围堰稳定性一般，洞身开挖拱部无支护可产生掉块、坍塌，有滴水或渗水现。

二、TSP探测原理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用小量炸药激发产生。

当地震波遇到岩石波阻抗差异界面时，一部分地震信号反射回来，一部分信号透射进入前方介质（图1）。

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和位置及规模。

三、外业及资料整理接收器位置在K4+613，掌子面位置为K4+561，设计为24个炮点，1个接收器（检波器）同时接收。

1、观测系统设计接收器位置在K4+613，掌子面位置为K4+561，设计为24个炮点，1个接收器（检波器）同时接收。

观测系统设计如下：观测系统示意图见图2。

2、仪器采集参数数据采集时，采用X-Y-Z三分量同时接收，采样间隔62.5μs，记录长度451.125ms。

激发地震波时，采用无爆炸延迟时的瞬发电雷管，防水乳化炸药，药量为100克左右。

3、资料处理流程处理流程如下：四、预报结论及建议通过对二维结果图和岩石力学参数的分析，结论如下：（以目前掌子面（K4+561）处岩石情况为参照物给出K4＋561～K4＋443段超前预报情况）1、K4＋561～K4＋491(70m)范围内岩性为中风化变余细粒砂岩夹泥岩，围岩强度与掌子面基本一致，岩体较破碎，节理、裂隙较发育，裂隙水一般发育，局部地段裂隙间有薄层泥质充填。

TSP及TEM结合法在隧道超前地质预报中的应用

国防交通工程与技术２０２１年１月　１９，（０１）收稿日期：２０２００８２０基金项目：贵州省交通科技项目（２０１８１２２０３２）作者简介：菅永明（１９７０—），男，高级工程师，主要从事土木工程施工技术管理工作。

ｔ１２ｊｙｍ＠ｑｑ．ｃｏｍＴＳＰ及ＴＥＭ结合法在隧道超前地质预报中的应用菅永明（贵州紫望高速公路建设有限公司，贵州安顺５６０８００）摘　要：隧道超前地质预报的方法有多种，但每种方法都有一定的不足，单一的预报方法难以得到满意的结果。

为提高预报精度，基于开挖面揭示围岩情况，在紫云隧道地质超前预报中采用ＴＳＰ与瞬变电磁法相结合的方法准确预报了开挖面前方富水地质体的存在。

工程实践表明，采用多种手段相互印证的方法，可以有效提高预报结果的准确性，从而指导隧道安全施工。

关键词：岩溶隧道；超前地质预报；ＴＳＰ法；瞬变电磁法（ＴＥＭ）犇犗犐：１０．１３２１９／ｊ．ｇｊｇｙａｔ．２０２１．０１．０１８中图分类号：Ｕ４５２．１１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２３９５３（２０２１）０１００７６００４近年来，我国交通事业持续快速发展，隧道工程数量越来越多，施工难度和施工风险越来越高，各种施工事故不断出现［１］。

岩溶隧道施工中的涌水、涌泥、坍塌等施工风险则更为突出，对施工人员及设备安全产生巨大威胁。

为有效减少隧道施工中的地质灾害，在长大风险隧道施工中，超前地质预报是隧道施工中必不可少的环节，有效促进了隧道信息化施工、灾害防治和安全保障工作［２］。

超前地质预报就是采用地质及物探方法对隧道开挖面前方的岩体中节理裂隙发育情况、溶洞及其充填、断层破碎带及其富水性隧道等不良地质体进行预报，提示技术人员采取相应的应对技术措施，避免隧道涌水、涌泥、围岩大变形及坍塌等地质灾害的发生。

目前国内外用于隧道地质超前预报的主要物探方法有ＴＳＰ法、瞬变电磁法、地质雷达、电测法、陆地声纳法等［３］。

由于物探方法自身的特点与不足，在隧道施工中采用单一方法预报存在各自局限性，在预报不良地质体的存在与否、空间位置和规模大小等方面往往与实际开挖情况存在较大的偏差，要提高预报的准确性和可靠性，就必须采用多种方法进行相互补充和相互印证［４５］。

TSP技术在隧道超前地质预报中的应用

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关键词超前地质预报中图分类号：４６３Ｕ５．ＴＰ探测数据采集Ｓ文献标识码：Ｂ判释准则
ＴＰ超前地质预报系统是瑞士Ａｅｇ工程技术Ｓｍｂｒ公司最新研制并拥有专利的隧道地质超前预报探测系
ＺｈｎＬｏｇｅａｎｆｉ
摘
要
在目前国内隧道施工超前地质预报中，Ｓ测技术得到广泛应用。结合预报实例，出ＴＰ探提
了在ＴＰ探测数据采集过程中容易出现的导致数据质量不合格的情况，Ｓ并提出了对数据分析处理后的成果进行地质情况判释的准则。
接收到的数据，部分为声波、波的干扰波（图大面见
３ｂ）（）。
体、硬质岩石与土状岩体、干燥围岩与饱水围岩等的交界处，围岩情况差异性较大，反映在此处的反射波振幅也就越高；波阻抗相差不大的地层、岩性分界处，反射波振幅往往较低；如果不同岩体的波阻抗相等，虽然地
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２２接收器套管耦合不好．

TSP-202与地质雷达在超前地质预报中的应用

密级：公开TSP-202与地质雷达在超前地质预报中的应用Application of TSP-202 and GroundPenetrating Radar in GeologicalPrediction(申请石家庄铁道学院授予工学硕士学位论文)培养单位：土木工程分院专业：桥梁与隧道工程研究生：赵洪丽指导教师：刘志刚教授二○○七年十二月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道学院有关保留、使用学位论文的规定，即：学院有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。

(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：日期：摘要近年来，隧道超前地质预报工作在我国越来越受到重视，许多隧道工程中都采用了相应的超前预报技术，对掌子面前方地质灾害进行了成功的预报，为设计和施工单位提供科学的参考依据。

但是客观地说，隧道超前地质预报在预报方法和手段上存在一定的局限性和尚未解决的一些难题，还需要对复杂地质条件下的隧道超前地质预报技术进行更深入的研究。

在将目前普遍采用的各种超前地质预报方法进行分类的基础上，介绍我国隧道施工超前预报采用的工作方法。

TSP探测技术是长期预报的重要手段，阐述了TSP-202进行超前地质预报的基本理论，包括地震波的传播规律、弹性力学理论和地质力学理论；分析影响所采集的地震波数据质量的激发和接收因素，包括接收器和震源钻孔的布置方式、接收器与围岩的耦合、震源炸药的选择问题。

以宜万铁路红瓦屋隧道作为研究与工程实践背景，运用地质力学关于“构造体系”和“构造型式”的知识，得出了影响红瓦屋隧道岩溶发育的地质构造因素；通过分析岩溶地质的成因特征，确定了影响隧道施工的岩溶地质类型；探讨岩溶地质条件下的TSP-202解译技术，分析了影响岩溶地质预报准确性的因素。

TSP法在中老铁路友谊隧道超前地质预报中的应用

TSP法在中老铁路友谊隧道超前地质预报中的应用2.成都华丰工程勘察设计有限公司成都 610042摘要：以中老铁路友谊隧道为背景，通过使用TSP法对友谊隧道开展超前地质预报，为了进一步探明隧道掌子面前方节理裂隙、断层以及地下水等地质情况，以降低地质灾害发生的概率及危害程度，为隧道安全高效率施工提供基础的参考资料[1]。

关键词：TSP法；超前地质预报；友谊隧道随着物探方法的普及应用，逐渐应用到了各行各业当中，也显示了其起到的重要作用。

隧道施工中也应用到了物探方法，如超前地质预报中采用了TSP法与地质雷达法相结合的有安石隧道[2]、荣家湾隧道[3]、西延高铁岩溶隧道[4]、十八里堡隧道[5]等，万寿山隧道[6]、齐岳山隧道[7]、福厦高铁隧道[8]等则采用了TSP法进行超前地质预报保证施工安全和施工进度。

为了给隧道安全高效率施工提供基础的参考资料，中老铁路友谊隧道超前地质预报采用了TSP法与地质雷达法，同时结合地质调查法。

一、工程概况中老铁路友谊隧道位于中国与老挝交界处，穿越国境线，是“一带一路”建设的重要组成部分；友谊隧道为跨境连接中国与老挝的隧道，全长约9675m[9,10]。

其中中国境内长约7260m，最大埋深约220m；老挝境内长约2425 m，最大埋深约243m。

遂址区在地貌上属于低山丘陵区，地形上起伏较大。

地表上覆盖着第四系全新统坡残积层的粉质黏土。

下伏第三系（E1-2）泥岩夹砂岩、砾岩、岩盐含石膏；白垩系上统（K2）泥岩夹砾岩、砂岩，下统（K1）砂岩夹砾岩、泥岩。

二、工作方法TSP法称为隧道前方地震预报法或超前地质预报法。

本次超前地质预报使用仪器TSP303 Plus（编号：1207）采集数据资料。

使用“TSP303Plus”软件对采集的原始资料进行处理，得到TSP法反射层位及物理力学参数（见图1），把TSP法反射层位及物理力学参数作为资料解释的主要依据。

根据TSP法探测原理来分析，归纳资料解释原则如下。

TSP在高速铁路隧道超前地质预报中的应用

山西建筑SHANXT ARCHITECTURE第42卷第4期2 0 2 1年2月Vol. 22 No. 2Feb. 2021-123 -・桥梁・隧道・文章编号:1046-6825（ 2021）04-043-02TSP 在高速铁路隧道超前地质预报中的应用郑烨晨石宏泰黄河付庭茂樊茂林（中铁七局集团第三工程有限公司，陕西西安710000）摘要:高速铁路隧道为狭长管状结构物,穿越地层复杂多变。

如何快速准确获取掌子面前方地质信息，对于确定开挖工法和支护参数，确保隧道施工安全，规避施工风险具有重要意义。

以中（卫）兰（州）客专某大断面隧道工程为依托，详细介绍了 TSP 地震反射波法在薄层状裂隙片岩地层中的超前地质预报技术及现场开挖验证对比分析。

现场实践表明，裂隙水不发育的片岩地层, TSP 地震反射波法预报较为准确。

关键词:高速铁路隧道，超前地质预报,TSP 地震反射波法,薄层裂隙片岩中图分类号:U455. 53 文献标识码:A高速铁路隧道穿越地层复杂多变，前期地勘很难准确获得地层信息，因此掘进中经常出现与设计资料不符的不良地质体，产生塌方、大变形等工程灾害。

如何快速准确获取前方地质信息，对于确保隧道安全施工具有重要意义⑴。

隧道超前地质预报方法主要有地质调查法、超前钻孔法、地震反射波法（TSP,TGP ）、地质雷达法、瞬变电磁法、红外探测法等以。

TSP （ Tunvei Seismic PreViction ）是一种通过激发地震波（弹性波）在非连续的地质界面反射,接收反射波信号进行数据解析，实现隧道超前地质预报的物探技术⑶。

该方法具有预报距离长、适用范围广等特点，自瑞士安伯格公司发明之后在隧道工程中得到广泛应用⑷6。

本文以中（卫）兰（州）客专某大断面岩质隧道工程为依托，详细介绍了 TSP 在隧道超前地质预报中的应用技术及现场验证情况。

1工程概况中（卫）兰（州）客专项目全长24.49 km,总投资295. 78亿元。

解析某地隧道施工中TSP超前预报技术应用

解析某地隧道施工中TSP超前预报技术应用在公路、铁路建设过程中，由于施工距离较长，为了较少施工的路程，有时就要进行隧道施工。

由于隧道施工情况的复杂性以及施工局限性，对隧道施工的安全有很大的影响，所以进行超前预测显得很有必要。

本文将介绍TSP超前预报技术的探测原理，并分析这种技术的优势，最后用实例进行简要说明。

标签：隧道施工TSP超前预报技术应用随着我国公路建设的不断发展，隧道施工很逐年增多。

在隧道施工中，一些地质灾害问题，如泥石流、隧道塌方等发生频繁，严重影响了道路施工的正常进行，也造成了较大的经济损失。

为了有效的控制这类问题，在隧道施工前，要对隧道进行勘测，TSP超前预报技术就是在这种背景下形成的，目前在隧道施工中应用广泛。

1利用TSP技术研制的TSP203系统基于TSP超前预报技术研制的TSP203系统是目前国际上较为先进的隧道探测系统，可以实现在隧道相关数据的收集、统计、处理以及分析评估等的智能化，能够对隧道深度100米内的岩土层性质进行勘探，随着隧道围岩的完整度，勘探的深度越深，并对此范围中的岩石位置、大小等情况进行掌握，还能得出相关的岩石参数，为隧道的支护提供数据支持。

通过这种系统，可以提高隧道施工的安全性能，降低隧道事故发生的频率。

2TSP超前预报技术在隧道施工中应用优势利用TSP超前预报技术进行隧道勘探有以下几个方面的优势。

（1）在适用范围方面，利用这种技术，无论是极软的岩层还是极硬的岩层，都可以完成对其地质情况的勘探，这是由于这种技术进行地质勘测的原理是：通过地震波在地质中的传播以及反射，利用对反射波的分析，就能及时的掌握隧道及其附近的地质情况。

（2）在预测的隧道深度方面，随着对这种技术的不断完善，利用该技术，可以对隧道前方100到250米的距离范围地质情况进行掌握。

另外，如果隧道围岩的完整度越高，那么利用这种技术预报的隧道深度就越长。

（3）进行隧道勘探预测的过程中，往往会对隧道施工造成一定的干扰，但是利用TSP超前预报技术，可以降低对施工的干扰。

TSP技术在引水隧洞超前预报中的应用

ＩＳＳＮ　１００９－８９８４ＣＮ　２２－１３２３Ｎ长春工程学院学报（自然科学版）２０１７年第１８卷第１期Ｊ．Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　Ｉｎｓｔ．Ｔｅｃｈ．（Ｎａｔ．Ｓｃｉ．Ｅｄｉ．），２０１７，Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．１　１２／２９４９－５１ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－８９８４．２０１７．０１．０１２ＴＳＰ技术在引水隧洞超前预报中的应用收稿日期：２０１６－１２－１３基金项目：国土资源部复杂条件钻采技术重点实验资助项目（ＤＥＴ２０１６１６）作者简介：魏四平（１９９２－），男（汉），吉林农安，硕士主要研究地质工程。

魏四平，吴景华（长春工程学院勘查与测绘工程学院，长春１３００２１）摘　要：ＴＳＰ技术是隧道施工中一项常用的超前地质探测技术。

在隧道工程中，为了能够高效且安全地进行施工，采用ＴＳＰ超前预报技术探测隧道周边及掌子面前方未开挖的岩体及其状态，为隧道施工提供更多的信息和依据，确保施工安全顺利地进行。

以新疆某输水隧道工程为依托，针对ＴＳＰ技术在隧道围岩地质预报中的应用进行分析，并且进行数据采集及成果编译，最后在实际开挖中揭露真实的围岩情况，验证ＴＳＰ技术的准确性和可靠性，为ＴＳＰ技术在实际隧道中的应用提供借鉴作用。

关键词：ＴＳＰ技术；超前预报；输水隧洞应用中图分类号：Ｕ４５５文献标志码：Ａ文章编号：１００９－８９８４（２０１７）０１－００４９－０３０　引言随着西部大开发战略的进展，生态环境也越来越受到重视。

输水隧洞工程则是保护生态环境的重要工程。

在隧洞施工过程中，频发的突发事故给隧洞施工带来了很多困难，通过科学的、先进的隧洞超前地质预报方法来有效准确地预测隧道掌子面前方岩体及其状态，提前预报出施工阶段可能遇到的不良或者特殊的地质问题来为前方施工提供相应建议［１］。

本文运用ＴＳＰ２０３系统对输水隧洞地质探测的实例进行分析，介绍了ＴＳＰ系统原理及其对地质图像进行成果解译和分析的情况，验证了ＴＳＰ超前预报系统对输水隧洞围岩情况探测的实用性和准确性。

TSP系统在隧道工程施工地质预报中的应用和发展

[收稿日期]2005)12)09[作者简介]罗卫华(1970)),男,湖南邵东人,高级工程师,从事高速公路建设与管理工作。

TSP 系统在隧道工程施工地质预报中的应用和发展罗卫华1,肖书安2,李德久2,吴世林3(1.湖南省邵怀高速公路建设开发有限公司,湖南邵阳 422000; 2.瑞士AMBERG 测量技术公司; 3.瑞士内根斯多夫 C H810)[摘要]TSP 是瑞士Amberg 测量技术公司专门为隧道施工地质超前预报而设计的地震探测仪器。

该系统从数据采集、处理和成果解释及评估高度智能化,其特点是:预报距离大(隧道掌子面前方至少150m),无须利用掌子面,对隧道施工妨碍小,易于操作和快速评估。

通过TSP 的探测,能够提前了解到掌子面前方围岩的地质情况,为施工及确定合理的支护参数提供依据,确保隧道施工安全和质量。

介绍了TSP 系统在隧道施工地质超前预报中的应用事例及其技术的发展。

[关键词]隧道工程;地质预报;TSP 系统[中图分类号]U456.3 [文献标识码]B [文章编号]1002)1205(2006)01)0135)04Application and Development of TSP System in TunnelConstruction Geological PredictionLUO Weihua 1,XIAO Shuan 2,LI Dejiu 2,WU Shilin 3(1.Hunan Provincial Shaohuai E xpressway Construction &Development Co.Ltd,Shaoyang 422000; 2.Amberg Measuring Technique Ltd.; 3.Regensdorf,Switzerland C H8105)[Key words ]TSP system;tunnel engineering;ge ological prediction 隧道属于地下建筑工程。

地震波反射法(TSP)在杨家峪隧道超前预报中的应用

地震波反射法（TSP）在杨家峪隧道超前预报中的应用作者：王丽仙来源：《中国新技术新产品》2017年第08期摘要：隧道施工超前地质预报应是以地质分析法为基础，对预报目的和复杂地段地质情况，应当从技术和经济层面进行分析比较以便选出符合现场实际情况的方法或是多种方法的合理组合，以实现准确、高效、经济性的目标。

本文结合张唐铁路杨家峪隧道的现场实际情况，甄选了采用地震波反射法的施工方法来达到超前预报目的施工方法。

关键词：地震波反射法；超前地质预报；隧道中图分类号：U456 文献标识码：A0.引言隧道超前地质预报是指隧道开挖掌子面前方围岩的地质情况、不良地质体的位置、工程性状、水文地质状况等进行信息采集，并加以分析，为隧道支护参数的调整和安全预案的准备提供可靠的依据，确保隧道施工及结构安全、优化设计、实现信息化施工。

地震波反射法：通过人工激发的地震波在不均匀地质体中的传播特性以此来对隧道前方的地质情况进行判别的方法。

该法属多波多分量探测技术，适用于划分不同地层的界线、查找预期地质构造、探测预报不良的地质体的厚度和范围。

1.工程概况杨家峪隧道：位于河北省唐山市境内，地处剥蚀丘陵区，地形起伏较大，丘间沟谷多呈“V”型.隧道范围内地表基岩裸露，为蓟县系雾迷山组（JXW）白云岩，局部地表覆盖第四系上更新统坡洪积薄层粗角砾土。

粗角砾土，黄褐色、稍湿、中密、颗粒成分由白云岩、石英岩组成，其中充填物由黏性土及砂粒组成。

白云岩，强风化～弱风化，隐晶质结构，层状构造，矿物成分以白云岩为主，节理较发育。

隧道内地下水类型为基岩裂隙水，补给主要为大气降水，洞内赋存少量的基岩裂隙水。

2.预报内容结合本隧道的工程、水文地质条件以及工程特点，开展的预测预报内容工作如下：（1）不同岩性接触带的位置情况，岩层风化程度、接触带岩体破碎程度、地下水发育及赋存情况；（2）隧道的围岩级别变化发展趋势；（3）岩溶发育程度、分布范围、形态及隧道的相互关系；（4）煤系地层瓦斯突出情况。