千岛湖配水工程隧洞超前预报中的综合物探技术
全方位综合超前探测技术在隧洞开挖中的安全预警应用研究
C W T 中国水运2017·07第38卷第07期2017年07月中国水运ZhongGuoShuiYunVol.38No.07Jul.20171引言鄂北地区水资源配置工程是从丹江口水库引水，向唐东地区、随州府澴河北区以及大悟澴水区供水，解决湖北省鄂北地区干旱缺水问题的大型水资源配置工程。
工程输水隧洞总长119.43km ，占整个引水线路总长的44.3%，且多为埋深30~40m 的浅埋隧洞。
由于隧洞延展的距离长，区内地层、构造和水文等工程地质条件变化大，存在着强风化岩土体的变形破坏、洞室围岩变形破坏、隧洞突水突泥、大埋深隧洞的岩爆、有害气体或放射性元素等不良工程地质问题。
目前隧洞超前地质预报技术中地球物理探测技术具有探测成本低、施工效率高、物性参数多的优势，已成为保障隧洞开挖过程中重要的安全保障技术手段。
本文介绍了直流电法、面波法、瞬变电磁法、地震波法在鄂北地区水资源配置工程隧洞施工中探测应用过程，并形成适用于浅埋隧洞的“全方位综合超前探测技术”，该方法技术对预报隧洞前方的强风化带、集中破碎带、地下水富集区等不良地质体具有较好的适用性。
2地质条件与探测方法选择2.1隧洞地质条件鄂北地区水资源配置工程55座隧洞中平均埋深介于17~66m的有53座，隧洞埋深小，多为浅埋隧洞。
隧洞累计长度达119.43km ，穿过多个不同地层，岩性变化快，隧道围岩完整性、稳定性差，不良地质现象类型多。
本文所探测的兴隆~万福段隧洞位于输水线路桩号142+330~157+710。
探测预报段桩号为142+330~143+050，沿线为低山丘陵地形，表层为厚度不均的第四系中更新统阎庄组（Q2ydl ）：粘土、含砾粘土、含钙质结核；隧洞围岩为扬子期灰绿色变辉长辉绿岩，呈弱风化~微风化状，属IV 类围岩，不稳定。
2.2探测方法选择结合隧道地质条件、充分利用浅埋隧道的特点，将地面探测和掌子面探测相结合，将岩土体的弹性性质（地震方法）和电性性质（电磁法）相结合，实现对隧洞开挖前方的立体全方位、综合探测。
水工隧洞大断面超前地质预报施工技术研究
水工隧洞大断面超前地质预报施工技术研究摘要：“缝挖必探”是水工隧洞施工的先决条件，按照“以工程地质类型划分为核心，坚持粗查与精查相结合，物探与钻探相结合”的原则，采用多源协同预报技术，将地质调查与洞内物探、钻探相结合，对开挖面前方断层、节理裂隙、破碎带、接触带、地层含水性及岩性和围岩级别等进行预报。
关键词：水利工程大断面超前地质预报技术一、隧洞超前地质预报方法二、超前地质预报的主要内容2.1超前地质预报的主要方法依据设计要求本标段超前地质预报分为专项超前地质预报和施工超前地质预报。
施工超前地质预报是指由本合同承包人为满足安全施工需要开展的全洞段超前地质预报。
施工超前地质预报主要方法为：施工巡视与观测、加深炮孔探测、物探法超前预报、超前地质钻探四种方式。
对于全洞段主要采用地质巡视、观察及TSP物探法超前预报。
在隧洞进口200m处因TSP方法使用距离不足故采用地质雷达探测直至距离满足使用要求。
加深炮孔探测对于断层、节理密集带或富水地层等复杂地质洞段开展。
超前地质钻探主要用于物探法及加深炮孔探测存疑处采用。
2.2施工超前地质预报工艺流程（1）研究既有资料，制定预报方案应研究既有区域地质、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，通过对溶岩分布情况、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。
（2）长距离预报长距离预报主要采用地质分析法，根据地面测绘和其它基础资料对隧洞通过区的地质界线、地层岩性、地质构造、围岩级别、储水构造、富水规模、岩溶发育规律及特征、其它不良地质及特殊地质发育情况进行长距离、宏观预测预报，预报距离一般在掌子面前方200m以上，并根据揭示的情况进行不断的修正。
隧道工程超前地质预报中的综合物探技术
2! 综合物探方法与技术简介
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超前预报系统
%&’$#( )*+, 超前地质预报系统是由瑞士安伯格 测量技术公司自主研发的新一代超前地质预报系 统，与其他反射地震波方法一样，采用了回声测量 原理，利用地震波在不均匀地质体中传播产生的反 射波特性来预报隧洞掌子面前方及周围临近区域的 地质情况。该方法属多波多分量探测技术，可以宏 观检测出掌子面前方岩性的变化，如不规则体、不 连续面、断层和破碎带等。 %&’$#(
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超前预报的资料处理是依靠处理软
件 %&’567 完 成 的。 %&’567 软 件 处 理 流 程 包 括 22 个主要步骤，即：数据设置 ’ 初至拾取 ’ 拾取处 理’ 炮能量均衡 ’ 8 估计 ’ 反射波提取 ’ ’4& 波 分离’速度分析’深度偏移’提取反射层。 !" ’# 地质雷达 地质雷达 （ 9:;+7< ’=7=>:?>67@ A?<?:） 是利用电磁 波束的反射来探测掌子面前方地质情况，当其工作 时发射天线向地下介质定向发射一定强度的高频短 脉冲宽频带电磁波，电磁波脉冲在遇到不同电性介
图 ! : 供电极 02 与测量极 04 布置图
比升高而密度降低。据此，结合地质情况推测出桩
图 " : /E= F 47? 8 4=? 6 左右壁与 /E= F 4=? 6 掌子面雷达测试成果色谱图
号 /E= F 475 8 4;9 6 段应该为岩体破碎带，而且含 ・ 2; ・
水；而 /E= F 4<9 8 4?9 6 段为裂隙发育带，也含水。
图 " 4 $%& ’ (*& . 掌子面和 $%& ’ (,& + (*& . 段左右壁的雷达测试成果波形图
综合物探方法在铁路隧道超前预报中的应用
综合物探方法在铁路隧道超前预报中的应用作者：吴凌锋来源：《中外企业家》 2016年第4期吴凌锋（安徽中铁工程技术服务有限责任公司，安徽合肥 230000）摘要：文章联合地震反射波及瞬变电磁法对吉林盘道岭铁路隧道超前地质预报。
发射波法采用多炮检的观测系统，标定隧洞内部测点及接收器，采集数据，通过数据分析，预测隧道开掘前方的地质条件的变化，而瞬变电磁法则采用立体的观测系统，超前预测前方的岩石富水情况。
综合方法的运用，弥补单一方法的不足，增强来了隧道的超前探测结果的精确性，为隧洞的安全掘进提供了保障。
关键词：铁路隧道；综合物探；超前地质预报；反射波；瞬变电磁中图分类号：U45文献标志码：A文章编号：1000-8772（2016）10-0202-03收稿日期：2016-03-20作者简介：吴凌锋（1981-），男，安徽太湖人，工学学士，安徽中铁工程技术服务有限责任公司书记兼副经理、工程师。
研究方向：工程质量检测。
引言在隧道开挖过程中，经常会遇到断层破碎带、软弱夹层及含水异常体等不可直接预测的不良地质构造，不及时预测及治理这些地质灾害将影响安全生产。
在诸多的预测方法中物探技术以其无损、准确、高效、快捷而得到认可，地震反射波法能在不同的地质条件下对存在明显的波阻抗响应，其偏移结果能准确区别岩性界面，在铁路隧道中可精确预测前方围岩级别的变化，在很多工程中得到了印证。
而瞬变电磁方法是一种非接触的地球物理方法，采用立体的观测系统，不但能够对隧洞前方的含水体超前预报，对隧洞顶板的富水情况也可以做到精准预测，以防在掘进过程中塌方等地质灾害放生。
本文在简单介绍地震多炮检反射波的观测系统及瞬变电磁简单工作原理的基础上，结合具体的工程实例，阐述了综合物探方法在城际高铁隧道超前预测预报中的作用[1-6]。
1、多炮检反射波法超前预测的原理多炮检反射波法基于反射波勘探基本原理，其现场布置与TSP方法布置相似，不同之处在于，多炮检反射波法是通过巷道一帮布置两个或多个不同距离的接收器，目的是接收前方不同产状的地质界面的反射波。
超前地质预报（地质雷达法）和半航空物探（半航空瞬变电磁法）在隧道工程施工的运用
超前地质预报（地质雷达法）和半航空物探（半航空瞬变电磁法）在隧道工程施工的运用摘要：复杂的地质条件和地质灾害是隧道施工中的难题，发生地质灾害将造成巨大的生命和财产损失。
因此，可靠地探测地质缺陷特征，如断层、岩溶洞穴和地下水，具有重要的现实意义和理论价值。
本文介绍了超前地质预报（地质雷达法）和半航空物探（半航空瞬变电磁法）在隧道工程施工的运用。
引言在中国，许多大型项目正在进行中水利、水利等建设水电站、铁路、公路、能源储存和运输系统，以及地下矿山。
这些项目为我们提供了一个重要的机会地球工程的进展。
然而，严重的由于环境复杂，也存在挑战地质条件和潜在地质灾害在隧道施工过程中，造成了巨大的生命损失还有财产。
因此，改进地质缺陷的探测能力是非常重要的，例如探测断层、溶洞和地下水涌出。
中国在建隧道具有长度长、体积大的特点覆盖层和复杂的地质条件。
例如，宜昌至万州铁路建在山区，以高风险岩溶程度高的突水危险。
该地区已发现严重的突水危险马鹿青隧道和沿途的野三关隧道宜昌至万州铁路发生严重伤亡事故经济损失。
在水电工程领域，北京锦屏二级水电站副洞四川省有2375米深和17.5公里深长覆盖层使隧道埋在下面极高的地应力。
1.隧道工程施工的探测技术1.现有的探测技术在这下面在这种情况下，隧道的施工可以受到潜在岩爆的影响通过释放地应力，尤其是在不良地质条件，如断层、软弱岩石特征和地下水。
地质灾害防治研究在隧道施工过程中已经成为一个重要的问题中国的问题，包括相关机制治疗技术和探测技术。
地质缺陷特征的探测在危险控制中起着重要作用本文提出。
目前，探测地质灾害的方法危险源可分为两类：地质调查和地球物理勘探。
地质调查包括工程地质分析、先导开挖和岩心钻探，同时地球物理勘探包括地震、电磁和地质雷达方法。
每种方法它有自己的优点和缺点。
2、隧道工程施工探测的难点可靠探测的挑战性问题包括：（1）故障的识别和定位，裂缝、溶洞和地下水体（如地下河）；（2）含水层探测；（3）探测的解释结果在多种解释的背景下物探成果及优化探测方法的选择。
综合物探技术在隧道超前地质预报中的应用 缪强
综合物探技术在隧道超前地质预报中的应用缪强发表时间：2018-03-05T15:09:00.590Z 来源：《基层建设》2017年第33期作者：缪强1 仇念广2 吴志会3[导读] 摘要：隧道超前地质预报中，TSP地震波中长距离预测、GPR地质雷达短距离高精度探测、TEM瞬变电磁精细探测富集水情况，三者相互验证、弥补各自不足，综合分析，提高了超前地质预报的精度和准确性。
1.云南公投建设集团第二工程有限公司云南昆明 650032；2.中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆 400039；3.云南第二公路桥梁工程有限公司云南昆明 650205摘要：隧道超前地质预报中，TSP地震波中长距离预测、GPR地质雷达短距离高精度探测、TEM瞬变电磁精细探测富集水情况，三者相互验证、弥补各自不足，综合分析，提高了超前地质预报的精度和准确性。
关键词：超前地质预报；TSP；地质雷达；瞬变电磁引言综合运用TSP地震波超前地质预报、GPR地质雷达、TEM瞬变电磁法三种技术[1-2]，可以首先利用TSP粗略掌握掌子面前方的不良地质分布情况，再利用GPR进一步核实、精细探测不良地质的分布情况，同时TEM可以判别开挖前方的富水情况。
多种物探技术的综合运用还可以相互验证、相互弥补各自不足，进行综合分析，提高超前地质预报的精度和准确性。
1 工程概况挂弓山隧道全长760m，勘察深度内揭露的地层为第四系全新统残积层粉质黏土（Q4el），基底为侏罗系中统上沙溪庙组（J2s）泥岩、砂岩。
中-微风化，碎裂状～中厚层状构造，具泥状结构，为软岩，围岩地质条件较差、自支承能力低、V1级围岩。
2 基本原理2.1 TSP基本原理TSP属于多波多分量高分辨率地震反射法。
利用设计好的观测系统，通过逐个激发24个炮孔进行采集数据。
激发的地震波以球面波的形式传播，当遇到岩性波阻抗差异界面时，会产生地震波反射，利用高灵敏度地震检波器接收[3]。
通过带通滤波、初至拾取、反射波提取、P-S波分离、速度分析、深度偏移，最后提取反射层，可确定开挖前方不良地质体的性质的位置及规模。
超前地质预报在隧洞开挖中的应用
超前地质预报在隧洞开挖中的应用摘要：现阶段，在不良地质条件下开展的水利工程隧洞开挖工程，均会应用到超前地质预报技术，采用多种探测手段对隧洞开挖前方地质进行探测，确定前方实际的地质条件、水文条件，以及岩石类型、岩性、岩质等，以指导后续的开挖施工，有利于隧洞开挖的安全顺利推进。
贵州省遵义市冉渡滩水库供输水系统总长55.78km，其中隧洞9座25.03km，输水管道施工有时需穿过山脉，面临着喀斯特地区复杂的隧洞开挖地质条件，需准确、合理、有效的运用超前地质预报，以为隧洞开挖创造良好的条件。
关键词：超前地质预报；隧洞开挖；应用1工作方法及原理超前地质预报是一个系统工作，可用的方法很多，也都有各自的效果。
但是，对具体工程来说，根据工程性质、工区基本地质条件和地质环境的不同，所采用的方法也有所差异。
因此，在选择方法时应根据工程实际情况合理采用。
某隧洞工程主要采用的超前地质预报方法为地质编录法和物探法。
(1）地质编录法。
该法是隧洞施工地质勘察最基本的工作方法，也是超前地质预报地质分析获取第一手资料的重要手段，它既能反应开挖段的地质特征，又能预示前方一定范围内未开挖段的潜在地质问题。
任何不良地质灾害的发生和发展，总会有一些特殊的前兆特征。
通过地质编录掌握了这些变化规律和地质特征，就能从地质学角度分析、指导物探资料的解释成果。
(2）物探法。
该法是超前地质预报中不可或缺的重要手段，具有快捷、直观、探测距离大、对施工干扰小的特点。
但是物探法受限于场地和地质条件，有局限性。
因此，物探法的关键就是利用地质学知识和工程经验，结合工区地质背景，通过物探数据对围岩中的物理现象进行定性或定量的分析。
本项目采用的TGS360Pro（以下简称三峡工程物探方法）是地质勘探方法之一，是偏移距离很小的地震灾害反射方法。
8个高精度三分量地震危险探测器按照一定标准布置在隧道岩石巷道上，通过锤击激发地震波。
地震波以球面波的形式散布在附近的岩石中。
隧道超前预报的综合物探方法与效果分析
隧道超前预报的综合物探方法与效果分析现阶段隧道掘进中的超前预报已经逐步实现对地球物理勘探方法的大面积利用，该种方法优势可突出表现为快捷以及准确。
本文主要结合某实际高速公路隧道段的超前预报对地震超前预报方法和瞬变电磁方法的应用进行探究，我们可在这一过程中实现对地质情况的熟悉与掌握，在对施工进度合理安排的基础上促使开挖工作得以顺利开展。
标签：隧道超前预报；综合物探方法；地质工程隐患在经济发展的大力推动之下我国基础设施建设呈现出迅猛发展的态势，其中高等级公路以及铁路建设与投入的不断加大可实现对上述现象的直观体现。
隧道以及地下工程的建设质量也在全社会范围内引起广泛关注。
隧道超前预报对地质隐患进行及时处理的重要手段，进而可实现对隧道开挖科学性的保障。
隧道超前预报有多种方法可进行使用，在实际施工中需要结合实际实现对测量方法的合理选择。
一、工作原理1.TSP203基本原理TSP203是一套超前预报系统，最早由瑞士公司研制，该种原理在多波分量高分辨率地震反射波探测技术范围涵盖之内。
在实际对地下施工的地质情况变化进行预测时我们需要实现对上述系统的科学利用。
岩层分界面、岩层的物理性质、断层等是实际对围岩较好地段进行测量时所涉及的主要内容，注意其范围大致控制在100-200m范围之内，通过分析后发现其围岩性质较差。
地震波的反射波原理是实际利用上述系统进行探测工作时主要使用的原理，其中主要包括联合纵波和横波的地震勘探。
在特定位置进行小型爆破是地震波产生的主要来源，其布局主要由24个爆破点共同组成，其排列状态呈直线状，与隧道边墙或者隧道底板之间呈平行状态，其深度以及间距均为 1.5m。
这种有规律的轻微震源主要由人工方式制造，进而促使地震震源断面形成。
这些震源遇到不良地质界面时会产生反射波，不良地质界面主要包括地层分界面、节理面，特别是断层破碎带和岩溶、暗河、岩溶陷落柱、淤泥带。
其中部分地质信号会进行反射，另一部分会针对对方介质进行折射。
综合物探法在隧道地质预报中的应用
技术平台水基胶做三个平行样，用同样的样品预处理方法进行处理，最后用乙酰丙酮分光光度法测定样品浓度，最后测得结果如表3，由此可见对不同的水基胶的加标回收率都在96~105之间，说明此方法能较为可靠地测定水基胶中甲醛，符合实验的要求。
表3 乙酰丙酮分光光度法加标回收率水基胶原样品甲醛含量（μg）加标后甲醛含量（μg）甲醛加标量（μg）加标回收率（%）123123A0.67020.720.520.820.010099.2101 B0.77720.520.420.620.098.698.199.1C 2.0521.721.421.520.098.296.897.2 6 结束语综上所述，在水基胶的测定中，根据国家标准方法而提出的样品的前处理方法，把甲醛溶解到水中，使样品的处理时间大大缩短，降低工作量，降低成本，而测定是用最经典的方法——分光光度法来测定，操作非常简便，对于分析人员的培训、仪器的维护保养等都是非常简单，大大降低了成本，提高了工作效率。
同时也保证了测定结果的精密度和准确度，如果可以广泛应用到实验中，可以大大地提高实验效率，降低成本。
参考文献：［1］烟用水基胶甲醛的测定——高效液相色谱法［S］.YC/T332-2010.［2］水质 甲醛的测定——乙酰丙酮分光光度法［S］.HJ601-2011.综合物探法在隧道地质预报中的应用刘 航（长安大学地质工程与测绘学院，陕西 西安 710054）摘 要：随着社会和时代的发展，我国的地质工作取得了越来越高的工作效率，在隧道开挖过程中，容易碰到各种各样的地质灾害和自然灾害，想要保证安全施工，必须提前进行地质预报，传统单一的地质预报方法已不能满足当前隧道工作的要求，综合物探方法是根据当前的隧道开发工作，根据多种多样的地质需要来采取的灵活性探测和预报方法。
本文就关于综合物探方法在隧道超前地质预报中的应用做了简要的总结分析。
关键词：综合物探法；隧道地质；应用分析0 引言当前我国的交通不断发展，交通网越来越发达，在众多交通建设过程中，隧道建设也越来越凸显出其自身的作用，可以减少地理位置对于施工工作的限制，还可以缩短路程。
隧道工程超前地质预报中的综合物探技术
区域治理前沿理论与策略隧道工程超前地质预报中的综合物探技术罗顺核工业二七0研究所，江西 南昌 330200摘要：物探技术，即地球物理勘探。
表示通过物理方法对地球进行勘探的工作或者与这工作对应的学科，其中包括各种矿的寻找，例如金属、煤、石油等以及对地震进行预警等等。
二十一世纪之前，物探技术主要工作范围是在地球地表以下，后来慢慢发展至地球以上的探测范围。
而隧道工程中有一最重要组成部分，即隧道超前地质预报，这项技术是促进隧道工程发展的一个动力。
随着物探的不断变化，在对超前地质预报实行之前，不能采取单一化的物探方式，以免造成数据的不精准，也会对最终的判定没有能够实现其指导作用。
因此，只有采取综合性的物探技术，并能够将其有效的运用在实际的隧道工程中，才能够实现数据的准确性，再做出综合的分析，以实现隧道工程的超前地质预报。
关键词：隧道工程；超前地质预报；综合物探随着我国经济水平的不断提高，科学技术的飞速发展，对于城市的建设也慢慢的通过技术发展起来。
有关交通这一方面的建设，隧道工程的建设就是很好的一个例子。
现如今交通建设愈发便利，大大方便了人们的出行。
隧道建设数量也慢慢的多了起来，其流线型的设计有效减少了在车辆行驶过程中的空气阻力。
隧道的建设也大大方便了人们的出行，优化了出行的距离，有效提高了人们出行的效率。
但由于隧道工程的施工是具有一定的危险性的，如果没有对地质环境方面的相关情况做好充分的了解，是万万不能轻易的进行施工的。
若是发生了地质灾害，对施工人员和这项工程都会带来一定的影响。
因此，采用综合物探技术对地质报告进行合理细致的分析，以确保施工能够有序的进行。
超前地质报告，是这项工程能够按时按点实施的重要前提，因为隧道工程施工的质量和安全性提供了重大保障。
一、综合物探技术主要内容1红外探测的应用红外探测在实际应用中也是十分常见的，对于不同的物体的不同运动轨迹，就会形成一个红外线场[1]。
这对红外探测的实行提供了较好的前提，若是在地质体中发现一定的地下水，地质水此场源形成的红外线场就会对所在的地质体场源过多产生的红外线场造成一定的直接影响。
TSP在隧洞含水破碎带超前短预报中的应用
TSP在隧洞含水破碎带超前短预报中的应用张红纲;李俊杰;朱红雷;何建设;赵国军【摘要】隧道地震波预报(TSP)抗干扰能力强,能提供多种物理力学参数评估岩体质量.在分析影响TSP探测精度因素,以及总结提高TSP探测效率的基础上,将TSP用于千岛湖配水工程贝山寺隧洞掌子面大方量涌水时的含水破碎带探测.结果表明,TSP物理力学参数及纵波偏移剖面异常区域精确预报了含水破碎带的分布,掌子面前方25m探测成果与隧洞实际干挖尤为吻合,为隧洞安全施工提供参考.【期刊名称】《水力发电》【年(卷),期】2018(044)009【总页数】6页(P32-37)【关键词】隧道地震波预报;含水破碎带;超前地质预报;千岛湖配水工程【作者】张红纲;李俊杰;朱红雷;何建设;赵国军【作者单位】浙江省水利水电勘测设计院,浙江杭州310002;浙江省水利水电勘测设计院,浙江杭州310002;浙江省水利水电勘测设计院,浙江杭州310002;浙江省水利水电勘测设计院,浙江杭州310002;浙江省水利水电勘测设计院,浙江杭州310002【正文语种】中文【中图分类】P642(255)0 引言隧洞短距离预报多采用地质雷达法[1- 4]，其精度与探测效率最高，对溶洞的探测效果较好，有效探测距离在不同性质与类别的岩体中差异较大，完整性较好的Ⅰ、Ⅱ类围岩多达30 m，含水量大的破碎岩体因电磁波在水中的高衰减特性，探测距离有时不足15 m。
地质雷达探测时天线需贴牢掌子面，掌子面平整度较差时，电磁波在空气与掌子面间多次振荡，传入岩体中的有效能量大大减小，雷达剖面易出现由浅至深的低频振荡信号。
此外，为实现3D立体成像，雷达测线往往呈“井”字形或网格形布设，在类似“瀑布”的掌子面探测时，雷达天线与仪器接口处极易进水。
隧道地震波预报(TSP)作为另一种常用的隧洞长距离(100～200 m)预报技术，其数据采集与处理均较复杂，但此方法抗干扰能力强，能提供多种物理力学参数评估岩体质量，在断层[5- 6]、基岩裂隙水[7]、溶洞探测[8-9]、岩爆预测[10]、岩体质量等级分类[11]等方面均有成功案例。
隧道钻孔超前探水预报新技术
隧道钻孔超前探水预报新技术
三、激发极化法理论基础：
1、激发极化效应及其成因
法国地球物理学家c.schlumberger于1912年第一次观察到激发极化现象， 在1920年发表了经典著作《电法勘探的研究》，并对激发极化效应进行了确 切的描述。到六十年代，激发极化法已成为有色金属找矿的主要方法之一。 激发极化法找水的研究始于50年代的美国和苏联学者；我国自六七十年代开 始，侧重于理论和应用研究，发展迅速，并作为“找水新方法”得到大量实 际应用。
隧道钻孔超前探水预报新技术
计算电场强度值图
对于无充填溶洞等球状隐患，球体隐患半径取５米，空腔球体电阻率为 无穷大（∞），围岩电阻率为1000欧姆米，电流密度取0.1mA/m2，r取６米 ~100米，如图中所示横坐标。根据公式３可计算观测点P的电场强度。
对于上述模拟隐患，在掌子面迫近隐患时，如图中40米至6米时，电场强 度急剧变化。
隧道钻孔超前探水预报新技术
电法勘探： 是利用岩石和矿石的物理性质，其物理性质主要有四种：导电性、激电
性、介电性、导磁性，不同岩石和矿石在这些性质的差异，能够在岩矿中电 磁场（人工的和天然的）空间和时间分布方面表现出来。一般说，岩矿的物 理参数值改变的越明显，则电磁场的相应变化也越强烈；因此，人们便可通 过对电磁场空间和时间分布状态的观测和研究，可查明岩矿或寻找地质对象 在地中存在的状态（大小、形状、埋藏深度）以及物理参数值的大小，以达 到电法勘探的地质目的。
隧道钻孔超前探水预报新技术
研发钻孔超前探水仪的起因之三——钻探与物探的结合
受施工空间的限制，巷道掘进中的前方水文地质一直没有有效的手 段，普遍采用的手段就是在可疑区域打探孔，但是数量有限的探孔推断 前方水文地质情况具有很大的局限性；针对这种情况，我们提出了利用 有限数量的探孔进行电法超前探水预报，以评价掘进前方的水文地质情 况。
综合物探方法在隧道超前地质预报中的应用 黄仕茂
综合物探方法在隧道超前地质预报中的应用黄仕茂摘要：隧道工程建设中，超前地质预报作为优化工程设计、规避施工风险的一种重要手段已被纳入隧道设计和施工工序中。
目前，隧道超前地质预报的主要方法有地质调查法、超前钻探法、物探法和超前导坑预报法。
受成本、效率、工期等因素的制约，传统的超前钻探和超前导坑法通常作为一种补充验证方法在特殊地段予以实施。
隧道内地层构造存在天然的物性差异，使得采用物探方法进行超前地质预报成为可能。
在不影响施工的情况下，采用多种物探手段，可以对隧道工作面前方一定范围内的地质情况做有针对性的预测预报，具有占用施工时间少、一次预报距离长、成本低等优点，作为一种基础性、普查性的方法，在隧道超前地质预报过程中得到广泛应用，取得了良好的效果。
关键词：综合物探方法；隧道超前预报；应用研究引言在隧道超前预报中，受成本、效率、工期等因素的制约，传统钻探法的应用存在很多局限。
分析采用综合物探技术进行超前预报的必要性，介绍隧道超前预报中常用的物探方法及其典型应用，提出采用多种物探技术相结合的综合物探预报方法。
结合工程实例，验证了综合物探技术在隧道超前预报中的优越性。
1采用综合物探方法的必要性在隧道超前预报过程中，常用的物探方法主要有地震波反射法、地质雷达法、红外探水法、瞬变电磁法等，由于物探方法本身存在的局限性和多解性，各种方法各有侧重和优劣。
采用综合物探预报技术，可以对不同方法得出的预报结论进行综合分析，相互印证，同时与勘察成果相结合，可以较为准确地反映工作面前方的地质情况，提高预报准确率。
2常用物探预报技术及其典型应用成果2.1地震波反射法地震波反射法又称TSP(Tunnel Seismic Predictionahead)法，是目前隧道超前地质预报中应用最广泛、最成熟的物探方法之一。
该方法占用施工时间相对较短，预报距离可达120～150m，适用于各种不良地质体的预报，特别是对断层破碎带和岩溶等面状、体状地质体预报效果较好。
超前地质预报综合技术在隧道施工中的应用研究
超前地质预报综合技术在隧道施工中的应用研究摘要：由于超前预报技术现场数据采集的环境干扰因素影响不确定性，以及数据分析人员的地质知识局限性，导致物探预测结论具有多解性，任何单一的预报方法的预报准确度并不十分可靠，同时不同的方法对不同的地质灾害预报效果却不尽相同。
综合利用几种不同的超前地质预报技术可以提高地质预报的准确性，更好的为隧道施工提供安全保障。
关键词：超前地质预报；隧道；应用中图分类号：U456.3 文献标识码：AResearch on the application of advanced geological forecasting technique in tunnel construction.Chen Xuewen(Guangdong Provvincial Changda Highway Engineering Co., Ltd, Guangzhou, Guangdong, 510620, China)Abstract：Because of advanced prediction technology of field data acquisition environment interference factors affecting uncertainty, as well as the geological knowledge limitation of data analyst, lead to geophysical prospecting prediction results are multiple solutions, any single forecast method of forecast accuracy is not very reliable, at the same time, different methods for different geological disaster forecast effect is different. Comprehensive utilization of several different advanced geological prediction technology can improve the accuracy of geological prediction, better to provide security for the tunnel construction.Key words：advance geology forecast; tunnel; application1 引言岩溶隧道以其特殊的构造特征，通常以充填黏土、黏土加块石地段的围岩变形破坏较为严重，岩溶涌水、涌泥、地表塌陷及地表水源枯竭等伴生地质灾害尤为突出。
综合超前地质预报技术在隧道施工中的应用微探
综合超前地质预报技术在隧道施工中的应用微探文章结合具体的工程案例，以TSP以及地质雷达理论作为研究对象，探究以上技术在隧道工程中的具体运用。
文章首先，概述了相关工程内容。
其次，阐述了TSP系统以及地质雷达理论。
最后，提出了TSP系统和地质雷达在隧道施工中的具体应用。
标签：综合超前地质预报技术;隧道施工;应用微探1、工程简述以靖那二标段隧道出口为例，隧道出口右洞施工掌子面里程为K56+991，隧道穿越山体垭口，地表有落水洞分部，拱顶距地表埋深约40m。
隧道内与落水洞对应的部位极可能发育岩溶，为此采用超前地质预报。
近年来，在我国某些区域隧道施工过程中存在一系列的安全隐患，诱发人员伤亡，主要是由于作业人员对隧道围岩特征的认识不够全面导致的，在进行隧道开挖过程中，必须要做好各类灾害类型的分析和预报，使用超前地质预报技术，才能保证施工顺利进行。
目前，随着我国科学信息技术不断发展，多种超前地质预报技术在国内隧道时光中被广泛使用，常见的地质预报技术主要有隧道地震预报、也就是TSP法、超前地质预报系统、地质雷达等。
在实际施工勘探过程中，以上地质预报技术能满足勘探准确性、高效。
即使是在复杂的地质环境中也能广泛使用，不会影响勘探结果[1]。
2、TSP系统及地质雷达的理论概述2.1 TSP系统的基本原理2.1.1 TSP系统TSP是多分量，高分辨率地震反射法对反射的地震信号进行接收，然后通过数字记录仪放大做好记录输出工作，通过TSP win软件系统进行处理。
在进行地震波传输过程中，和正常岩体介质相比，它受到密度和传播弹性波的影响。
也就是说，岩体中两侧介质波阻抗差异越大，反射地震波的能力也就越强。
优点：探测预报的距离较远，一般为100米至200米之间，它的分辨率较高。
除此之外，具有较高的抗干扰性，在进行隧道施工过程中影响小。
缺点：在该技术使用过程中需要进行配合，钻孔使用工序较为复杂，一般是用放炮方式对信号进行激进。
然而，在进行溶洞大小、填充类型、断层位置等各方面探究过程中，它的反应效果不高，精确度较低。
综合超前地质预报在隧道工程中的应用
综合超前地质预报在隧道工程中的应用摘要：本文以新安村一号隧道为工程实例，以雷达法和钻探法在隧道工程中的应用进行了互验互析。
旨在说明在复杂围岩条件下综合法可以提高预报精度。
为安全施工、节约创效提供了更加强有力的保障。
关键词：综合预报；铁路隧道；工程应用隧道具有隐蔽性高等特点，该隧道位于喀斯特地貌，岩溶发育，地质条件较为复杂。
为保证施工安全及进度，结合超前预报设计文件和现场已开挖掌子面实际地质情况，该段落选择雷达法和超前钻探法进行综合分析。
一、工程概况新安村一号隧道隶属于贵南高铁项目，位于贵州省黔东南州昌明镇，隧道总长760米。
段内岩溶中等～强烈发育，隧道施工中可能遇溶洞、溶腔等岩溶形态。
隧址区属云贵高原侵蚀、溶蚀中低山地貌，洞身水系丰富。
通过灰岩、白云质灰岩偶夹页岩（P1q+m）为主的可溶岩地层，长445米，岩溶中等～强烈发育；非可溶岩长约315米，为灰岩、硅质岩、页岩夹煤层（P2w+c），属低瓦斯段落。
该隧道下穿夏蓉高速，且施工需穿过新安村三号逆断层，施工风险较大。
二、方法应用2.1 超前水平钻探法超前水平钻探法具有直观性强，易于辨识前方围岩情况等优点；缺点是获取的地质信息较片面，容易以点代面，造成认知误差，且钻机体型巨大，钻探耗时长。
本次钻探采用BW-50钻机，该钻机扭力大，能克服复杂地质条件，较快速的完成钻进工作。
该隧道掘进方向为小里程，本次超前钻探的起始里程为DK29+536，钻孔位置为隧道中线延Y轴向上3.6米位置。
结果显示0-3米冲洗液呈灰色，钻速均匀，无突进，冲击声音清脆；3-21米冲洗液呈黄色，钻速较快，偶有卡钻，冲击声音沉闷（其中钻进至10.6米突进0.5米）；21-35米冲洗液呈灰色，流量无变化，冲击声音清脆。
2.2 GPR地质雷达法2.2.1 探测原理及雷达图像的判读大自然中，不同介质的介电常数、导电性各不相同，地质雷达是利用接收到的反射信号差异性，经过滤波等科学手段的处理，将前方反射信号的振幅、相位、频率通过仪器处理得到波形图。
隧洞施工超前预报现状概述
害气体等 ， 并查 明其范围、 规模、 性质 ， 提出施工措施 或建议 ； ②水文地质预报 ： 预报洞内突涌水量的大小
及其变化规律 ， 并评价其对环境地质 、 水文地质的影 响； ③断层及其破碎带的预报 ： 预报断层 的位置 、 宽 度、 产状 、 性质 、 充填物的状态 ， 是否为充水断层 ， 并 判断其稳定程度 ， 提出施工对策 ； ④围岩类别及其稳
衬砌 ， 如果处理不及时或处理失当 ， 甚至可能酿 成大 的地质灾害。应 由设计 、 科研 和施工部 门组成专 门 小组 ， 采用综合手段作定性和定量预报。 ４２ 按距掌子面的距离划分 ． 超前预报距离与隧洞施工速度和工程实际需要
５ 超前预报方法
５ １ 直接 预报 法 ． ５ １ １水 平钻 孔 ．．
分类 。
设者们的迫切要求 ，Ｏ 纪 ８ ２世 Ｏ年代 以来世界各 国
都把这类问题列为重点研究课题 。
２ 超前预报 目的
通过超前预报及时发现异常情 况 ， 预报掌子面
前方不 良地质体的位置 、 产状及其 围岩结构的完整 性与含水的可能性 ， 为正确选择开挖断面 、 支护设计
４ １ 按预报的作用划分 ． （ ）常规预报 ： １ 是勘测设计阶段地质工作 的继 续， 也是隧洞施工 的一个作业 过程。多 以地质素描 为主 ， 配合简单的物探测试 了解掌子面前方地质条 件 。主要 由施工单位组织 ， 作定量预报 、 并结合施工
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第２ ５卷第 ｌ期 ２０ ０ ６年第 １ 期
红 水 河
Ｈｏ ｇ ｈ ｉＲｉｅ ｎ Ｓ ｕ ｖ ｒ
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ １ 】２ ． ．
Ｎｏ． ． ０ ６ １２０
隧洞施工超前预报现状概述
杨 萍， 刘康和， 李明福
综合超前地质预报在隧道工程裂隙水探测中的研究
综合超前地质预报在隧道工程裂隙水探测中的研究董栋李磊/（中国水利水电第三工程局有限公司勘测设计研究院）【摘要】裂隙水是影响隧道修建速度和威胁工程施工安全最主要因素之一。
本文通过在改建铁路南平至龙岩线扩能改造工程九鹏溪隧道施工实践，采用TRT层析扫描成像法、瞬变电磁法、地质雷达法及地质钻探法相结合的方法对隧道地下水进行综合预报。
该方法充分发挥了各种单一预报方法的技术优势，从立体到平面，全方位的预报掌子面前方地下水变化情况。
通过与开挖后掌子面的地质编录进行对比，实践证明该方法在施工过程中取得了较好的效果，为施工进度安排、资源调配提供了可靠的地质资料，一定程度上避免了隧道坍塌、涌水、突泥等地质灾害的发生。
【关键词】综合超前地质预报隧道工程裂隙水TRT法瞬变电磁法地质雷达法1引言随着我国地下工程建设规模的不断扩大，深长隧道施工过程中可能遇到的突水、突泥等地质灾害给施工安全带来了重大隐患［1］。
据1988年以来修建的铁路隧道统计，涌水量在1x104m3/d 以上的有31座，因此而造成停工的时间约占施工总工期的30%。
如京广线大瑶山隧道穿过9#断层时，突水量达3x104m3/d；成昆线沙木拉达隧道最大总涌水量达19550m3/d,最大突水量达36.11m3/min，曾造成停工达32d之久；京广线南岭隧道曾发生3次较大突泥共11738m3、最大突水量达11143m3/d,总涌水量达16885mm3/d；大秦线军都山隧道曾发生12次共3360m3的突水突泥，其中最大2次共2100m3的泥屑流灾害等；渝怀线圆梁山隧道施工中涌砂、涌水达数十次之多，造成重大伤亡，损失惨重［2,3］；在建的某铁路隧道由于大规模突水也造成了多名施工人员失踪的灾难性事故［4］。
在我国，隧道施工期地质超前预报研究始于20世纪50年代末［5］,但真正应用于隧道建设包括其它地下工程是在20世纪70年代初，以我国工程地质界老前辈谷德振教授等根据矿巷施工进度和掌子面地质性状作出的矿巷前方将遇到断层并将引发塌方的成功预报为序，开始了我国隧道施工期地质超前预报的研究和应用。
综合物探在超前预报中的应用探讨
本文的内容
1.
大地电磁法和TSP方法对断层破碎带的准 确定位以及TSP对含水带的判断。 高密度电法和TSP对含水带的判断
2. 3.
含水带的判断其他实例
一、实例一
大地电磁法和TSP方法对断层破碎带的准确
定位以及TSP对含水带的判断。
左图中可以看 到本次预报在 断层F11内， 跟据CSAMT 资料断层在 260+280处结 束.
DK285+577～ +535段， 长度42米
该段存在较多的反射层， 平均速度Vp=3200m/s， Vs=1570m/s；平均泊 松比0.36，平均密度 2.09g/cm3，平均动态 杨氏模量15Gpa。 平均波速Vp=3050m/s， Vs=1610m/s；平均泊 松比0.30，平均密度 2.07g/cm3，平均动态 杨氏模量14Gpa。
实例三
含水带的判断实例
该段存在较多的反 射界面，平均速度 Vp=2880m/s， DK313+592～ Vs=1280m/s；平 DK313+520段， 均泊松比0.37，平 长度72米 均密度1.96g/cm3， 平均动态杨氏模量 9Gpa。
DK313+520后当时认为不能判断 所以没有提供解释结果，但是推断 已经出了断层破碎带，后经配合施 工的地质人员提供资料，该段为一 段较为完整的灰岩。
DK260+260～DK260+273段， 长度13米，
平均速度Vp=3330m/s， Vs=1810m/s； 泊松比0.29， 平均密度2.17g/cm3，平 均动态杨氏模量1P对含水带的判断
左图中可 以看到斜井洞 身经过段存在 一个低阻异常 区物探推断为 节理裂隙发育， 含水。该段与 隧道相交里程 为 斜0+210~斜 0+330。