TRT技术在滑坡地质灾害预报中的应用

中国西部科技 2015年01月第14卷第01期总第306期 49

TRT技术在滑坡地质灾害预报中的应用

郭恒1许国光1宋福渊1臧传田2

（1.中国建筑股份有限公司技术中心，岩土工程研究所，北京 顺义 101300 ；2.中国建筑股份有限公司海外事业部，北京 朝阳 100026）

摘 要：目前，关于滑坡地质灾害预报技术的研究和应用已经很多，但是预测预报技术的精度和可操作性仍有一定的缺陷和改进空间。鉴于TRT技术在隧道超前地质预报中的成功应用，以山西五盂高速公路佛岭隧道项目成功预测突水事件为背景，分析TRT技术用于滑坡地质灾害预报的可行性。分析结果表明，尽管滑坡与隧道存在差异，TRT技术无法直接应用于滑坡体地质条件预测，但是在滑坡体中创造类似的条件，满足TRT技术的基本原理，完全可以预报滑坡体中的潜在滑裂面，为后续的滑坡地质灾害预报提供参考。

关键词：TRT技术；佛岭隧道；地质超前预报；滑坡；地质灾害预报

DOI: 10.3969/j.issn.1671-6396.2015.01.020

1 引言

我国幅员辽阔，地理环境、地质条件复杂，自然变异强烈，各种地质灾害频繁发生，已成为世界上地质灾害多发的国家之一。目前，我国的地质灾害有三十多种，除火山外，崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地面沉降等15种为主要灾害，其中危害最大、数量最多的当属滑坡地质灾害。滑坡是发生在山地丘陵区的最主要地质灾害类型，具有突发性强、易损度高的特点，与地震、火山并列成为全球性的主要地质灾害类型[1，2]。

为了防止滑坡地质灾害的发生，降低滑坡地质灾害的危害程度，有效的预测预报是行之有效的重要手段之一。我国的一些部门从20世纪50年代起对重要交通干线和工矿区的一些滑坡进行了长期观测。尽管经过数十年的研究和实践，在此领域内取得了丰硕的成果，成功预报也不乏实例，例如中国宝成铁路须家河滑坡、长江三峡新滩滑坡、卧龙寺新滑坡、黄茨滑坡等等，但由于滑坡自身的复杂性，基础理论不完善，预测预报问题仍然是一个国际性难题，未能取得令人满意的效果[3]。

本文基于TRT技术在五盂高速公路隧道施工中的成功应用实例，鉴于TRT技术的优势，分析TRT技术用于探测滑坡体内部地层信息存在的问题，研究利用TRT技术预报滑坡地质灾害的可行性，为后续开展滑坡地质灾害预报工作提供参考。

2 TRT技术在佛岭隧道超前地质预报中的应用

2.1 佛岭隧道

五盂高速公路佛岭隧道地处盂县与五台山交界地带，长8.8km，为五盂高速公路建设项目的控制性工程之一。

2.2 工程、水文地质条件

佛岭隧道位于构造剥蚀、溶蚀、侵蚀低中山区，山体陡峭，冲沟发育。微地貌表现为基岩山脊、冲、沟陡坡等。所处区域为五台山块隆南部支系舟山掀向斜的东南翼，为一单斜构造，地层产状平缓，地质构造简单；地表水系为清水河，水流受季节影响变化较大，冬季仅部分河道有少量间断流水，雨季流量较大。2.3 方案设计

本次预报安装10个检波器，隧道左右边墙各布置4个，拱腰各布置1个，锤击震源点共计12个，隧道左右边墙各6个，勘测范围：高程为750-790m，横向为中心线左右各20m，纵向为160m，掌子面在图中的位置为37.8，里程为ZK13+528.2m。如图1所示。

图1 震源和检波器在空间分布的俯视图

2.4 结果分析

图2给出的是本次佛岭隧道地质预报结果。通过对掌子面前方122.2米的地震波反射扫描成像三维图分析，可以得出如下结论：

（1）Ⅰ区：掌子面前方约60m-70m范围内，出现了明显的差异，图像颜色单一较深，推断该处可能为破碎带或含水构造，极有可能为裂隙水集中带，出现涌水的可能性不小，施工时应给予高度关注。

（2）Ⅱ区：掌子面前方约90m-100m范围内，出现了零星的“散点”，表明该范围内有裂隙或岩层中夹杂其他物质，但不发育，对施工造成不了太大的影响出。

（3）Ⅲ区：掌子面前方约100m-115m范围内，隧道经过区域周围出现了明显的“散点”集中区，且散点颜色混杂，推断该范围内围岩中寻在大量的裂隙或夹杂其他物质，有可能涌水、突泥或涌砂，施工过程中应给与足够的重视。

（4）Ⅳ区：掌子面前方约115m-122m范围内，隧道经过区域右侧出现了明显的“散点”集中区，且散点颜色混杂，推断隧道经过区右侧围岩中寻在大量的裂隙或夹杂其他物质，

工程技术

50有可能涌水、突泥或涌砂，施工过程中应给与足够的重视。

a.佛岭隧道地质预报结果俯视图

b.佛岭隧道地质预报侧视图

c.佛岭隧道地质预报三维立体图

图2

2.5 预报结果验证

隧道施工到Ⅰ区，发现有裂隙水流出，随后涌水量越来

越大，隧道施工被迫中止，施工人员迅速撤出施工现场，项

目部采取抽水措施，由于水量太大，导致施工进度延迟数十天。

本次隧道超前地质预报成功地预测了掌子面前方的裂隙水，避免了涌水安全事故的发生，为项目部提前采取措施提供了依据。

3 TRT 技术用于滑坡地质灾害预报

3.1 TRT 技术预报滑坡地质灾害基本原理

滑坡地质灾害发生的根源在于滑坡体内存在潜在滑裂

面，这些滑裂面一般为软弱破碎带，通常位于不同介质分界面位置，滑裂面（带）上下介质的反射系数存在差异。预测潜在滑裂面后结合勘探孔进行查验以评价TRT 技术预报滑

3 利用技术预报滑坡地质灾害原理图

3.2 TRT 技术预报滑坡地质灾害存在的问题及解决思路

回顾利用TRT 技术进行隧道超前地质预报的过程，发

现本次的激发源和检波器均放置于开挖的隧道内，激发源和检波器的位置也是相对固定的，针对这样固定的参数，电脑软件给出一个数据分析处理程序。如果采用同样的设备对滑坡体进行探测，寻找潜在的滑裂面，需要有类似的“隧道”载体。一般的滑坡体中是不存在的，不满足TRT 技术的使用条件。

为了解决上述问题，可以人为地创造条件，在滑坡体内开挖小型的导洞进行TRT 滑坡地质灾害预报。

任何一项预报技术都不是万能的，保证完全的正确，同样TRT 技术如此。TRT 技术预报滑坡地质灾害的准确性如何，需要进行验证。在TRT 技术预报潜在滑裂面的基础上进行有选择地布设勘探孔进行查验或者辅助预测结果的解译。 3.3 TRT 技术预报滑坡地质灾害方案设计及预报步骤 （1）建立基准点，测绘滑坡体。 （2）布置测试导洞。

（3）导洞、激发、接收源方案设计。 （4）进行测试。

（5）成果汇总。将采集的结果进行汇总，根据坐标建立三维地质模型。

（6）成果解译与整理。

（7）施工勘探孔进行结果验证与修正。根据前一阶段得到的潜在滑裂面，施工勘探孔进行验证。

4 结语

本文通过介绍TRT 技术在佛岭隧道成功应用的实例，分析利用TRT 技术预测滑坡地质灾害的可行性，主要获得以下几点结论：

（1）TRT 技术在预测不同介质截面中具有明显的优势，尤其应用在隧道施工中；

（2）直接利用TRT 技术预报滑坡地质灾害存在技术难题，可以借鉴TRT 技术预测隧道的原理，通过人为创造导洞，创建类似的边界条件来预测滑坡体内潜在的滑裂面； （3）目前预测滑坡地质灾害的方法手段都存在一定的缺陷，TRT 技术用于预测预报滑坡地质灾害是一种行之有效的手段。

参考文献

[1] 俞布,潘文卓,宋健等.杭州市滑坡地质灾害危险性区划与评价[J]. 岩

土力学, 2012, 33(增刊1): 193－199

[2] DAI F C, LEE C F, NGAI Y Y . Landslide risk assessment and management:

An overview[J].Engineering Geology,2002,64(1):65-87

[3] 王念秦,王永锋,罗东海等.中国滑坡预测预报研究综述[J]. 地质评论,

2008, 54(3): 355-361

[作者简介] 郭恒（1986—），男，硕士，工程师，主要从事岩土工程、高大边坡、地质灾害的设计与研究工作。

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