隧道工程地質災害防治與應急及超前地質預報

隧道工程地質災害及超前地質預報匯報人：

劉龍飛匯報內容第一部分隧道工程地質災害

第二部分隧道超前地質預報的物探方法第一部分隧道工程地質災害宜萬鐵路云霧山段巖溶突水宜萬鐵路云霧山段隧道突泥第一部分隧道工程地質災害納黔路羊咡巖隧道隧道出口端突泥現(xiàn)場廣大鐵路楚雄段坍塌第一部分隧道工程地質災害四川紫荊隧道巖爆成都五洛路1號隧道瓦斯爆炸第一部分隧道工程地質災害(1)圍巖的變形、失穩(wěn)破壞軟巖(軟質巖、斷層泥、粘土質巖溶充填物)變形失穩(wěn)坍方。弱巖（節(jié)理密集發(fā)育巖體、斷層及其影響帶破碎巖體、結構面不利組合構成的不穩(wěn)定塊體）失穩(wěn)坍方、塌落。(2)隧道涌水節(jié)理密集發(fā)育巖體富水。斷層及其影響帶破碎巖體地下水儲存運移通道。充水巖溶（溶隙、溶縫、溶管、溶洞、地下巖溶暗河等）。(3)隧道洞內泥砂石流（涌泥涌沙）飽水斷層破碎帶含粘土破碎巖坍塌。飽水全、強風化巖脈坍塌。飽水粘土質、粘土夾塊石巖溶充填物坍塌、揭穿。第一釋部分趙隧道冒工程呆地質汁災害(4彎)巖爆深埋朗隧道堡中脆攔性、渠高強耗度、嗚完整牌性極伯好巖箏體。淺埋貨隧道忙地表紹地形竿突變繡位置道脆性繡、高逢強度狀、完朗整性略極好飄巖體宇。(5推)有害昨氣體甚突出弦、燃栗燒、乎爆炸主要吸是與鐵煤層歇、炭去質泥旦巖、柴炭質幻玉頁巖襖有關興的瓦垮斯氣瘦體突絮出、五燃燒留、爆刮炸。(6喘)高怕地溫(7皺)地刑表生語態(tài)環(huán)星境災憑害(點地表申塌陷倒、地許表水益源枯擾竭等顏)主要功與隧攝道洞老內坍駱方、泥砂全石流略（涌陶泥涌蔬沙）鬧、涌預水有瘡關。第二缸部分典隧道續(xù)超前押地質濕預報向的物固探方鍋法1、物探嶺方法妻的定吩義物探使方法:利用物理寒學的原今理和膽專門祝的探繼測儀內器,觀測渠并綜膚合分恢析探栗測空貓間物駁理場沃的分艷布特壩征,確定憑被探片測體球的形挺態(tài)和笑性質條的探蘭測方宵法潛。工程司物探:應用色于工抗程地圓質、生水文默地質郊勘探授和工木程質燙量無畫損檢巡壽測、勺物性鳳參數(shù)嚇測試隆等的珠物理幼探測晴方法,簡稱念“工定程物夏探”。隧道捎超前庫地質虛預報妹的物臉探方筒法屬周于工程俯物探領域。2、物探功方法竄的應壞用條緞件被探傳測對采象與是相鄰社介質濾應存淺在一嘴定的物性沸差異(如:電阻錫率、浪波阻壘抗、敲介電革常數(shù)膨等),并具奸有可被探抵測的連規(guī)模(需滿飾足一格定徑凍深比)，滿足惡一定鑒的信保噪比企。3、工炒程物帆探方駝法的員分類直流臭電法:電測院深法饅、電也測剖像面法防、高省密度非電法康、自棒然電味場法接、充傷電法的、激功發(fā)極州化法宜等。電磁銜波法:可控附源音質頻大匹地電幟磁波果、地察質雷片達法缺、瞬緩變電羊磁法覆等。彈性燃波法:地震室波法(直達點波法翅、折溉射波勸法、乒反射話波法館、瑞塊雷波牌法、用彈性CT法)、聲寒波法治等。磁威法:探測碰鐵磁寬性埋古設物輩體和借磁性回巖(礦)體。放射鉗性法:探測郊具有腦放射若性的臭物體涉和巖(礦)體。測休井:電測班井、義聲速問測井抬、放慌射性誦測井咱、超滅聲成習像測蝕井等。紅外丘探測振法：工程址質量鋤無損悔檢測:樁基潤小應命變檢炕測、財樁基速大應棋變檢田測、宰樁基墻聲波絮透視杜檢測猶、隧語道襯勉砌雷沒達檢軍測等損。4、嬸隧道厚超前孝地質成災害墊預報量綜述隧道辟超前糞地質唱災害碼預報雙內容隧道竿超前捎地質勒災害勒預報汗原則隧道棒超前厭地質第災害旱預報攝形式隧道互超前那地質叢災害熟預報分方法斷層候、巖吵脈及啦破碎誰帶、哲大裂欲隙、叮有害桃氣體墻、水搬文地蹈質、聯(lián)圍巖勁類別酷、地贊應力伯及巖童爆。楊預報炊其位賣置、勵規(guī)模玩、富葛水性倚及充攻填物釋的狀花態(tài)等息;在堅列持：規(guī)范炕、全虹程、狐適宜頌、及厭時的總收原則固,以褲及/香以地絨質方或法為甲基礎降,地竿質方附法與敘物探萄方法嗽相結荷合、冬長距孝離超蘭前地仙質災慣害預柔報與欺短距來離超搭前地莊質災蛛害預剃報相喜結合蓮、物傭探先蕉行鉆彩探驗村證的漏隧道恢超前禍地質陣災害蜘預報養(yǎng)方法火選擇票原則抱。長距體離：曾80扎~2壓00舒m/工榮程地疲質調掏查法冊、斷笑層參帆數(shù)預絲式測法感和T達SP短距防離：15相~3貞0m膛/、掌桐子面崗編錄盟預測營法、田地質城雷達笨法口頭寒通知新：直接欄法：篩地質脊法和態(tài)鉆孔關探測幻玉法。間接落法：外亦稱濃物探淚法,中主要景有隧道纖地震唉超前競預報批系統(tǒng)浩(T枝SP掉)、沃地質渡雷達娛(G且PR象)法醒、紅話外探畫水法蠶、水平準聲波機剖面維(H填SP考)法階和陸地地聲卻納法根等。其它稿方法救：有崇超前覆導坑輝法、澆斷層斑參數(shù)艙預測標技術炎和掌列子面鏈地質弱編錄吹預測諒法等秤。4.1感TS解P的盯探測歷原理4.1.1理論倍基礎TS獨P是筐采用掩淺孔漿微型消爆破算作為銅震源利,激寨發(fā)的法地震摸波以事直達置波和珠反射民波的勉形式誘傳到晉傳感腸器。綁與反痛射波拼相比領,直臘達波首的傳頁播時葬間明吉顯偏萍小因熱此傳政感器描可以燭根據醒接收傾到的慈直達更波的漿時間炊來計嘆算地離震波森的速盆度;永在已肯知地堆震波掩傳播摸速度獄的情次況下竟,通猜過測罷得的燙反射烘波傳打播時失間推攤導出訊反射疫界面歲與接烈收傳絡感器圖之間僻的距旨離及黃其在殿隧道趟前方找的位系置。4.1筍TS腥P的田探測初原理4.忽1.弄1娘理論幫基礎產生闖反射惡波是攻因為盈介質炭的物逃性發(fā)波生了錢變化都。當慎地震哪波在脹傳播察過程半中遇頃到波群阻抗緞差異降面，膽一部肥分地粘震波穴在波喊阻抗站分界緞面處枝便被墾反射富回來務。反押射波斯的能癥量大巴小與百反射曲界面寶的反齡射系搞數(shù)有辟關；聾反射徹系數(shù)就的大熄小是字由界踢面兩隊側波榴阻抗楚的差崖值決霸定的刪:注：為反射界面兩側介質的密度；v1,v2為反射界面兩側介質的地震波速度。若兩側介質波阻抗差值的絕對值越大，則反射系數(shù)r就越大,反射波的能量也就越大；反之則反射信號就弱。當形成負反射時（r<0），表明地震波將要穿越較疏松的介質（如軟巖、破碎帶）；形成正反射時（r>0），此時表示地震波將要入射到致密介質中（如硬巖）。4.1.2探測窗原理關于捐反射雙面對駁稱4.扎1.覽3TS子P的雖解譯嚴準則正反搏射振孤幅表科明硬付巖層飲，負括反射塊振幅絮表明昂軟巖昆層;癢負反窩射與取正反鉗射的竟組合桌表明旨該位捧置有亡斷裂意(副斷層木)惑。若盤S怪波反象射較傾P闊波癥強，豬則表扮明巖乖層飽加含水等。Vp響/豆Vs川增加泉或泊供松比陷突然斑增大漢，常攏常由穴于流星體的除存在稼而引足起。若習Vp員下降澡，則鳴表明敵裂隙拴或孔賽隙度機增加孤。4.錢1.歐4影響煉TS甘P數(shù)翠據采嚷集的懂主要纏因素接收競孔的福布置垂：不要薪布置巡壽在空巴腔位虧置，要上桑傾以輝便易煤于將綠孔內秧水排鋸出，挑建議熟布置深兩個沖接收姓孔。炮孔幣深度鐵：太淺梁，易報導致牙掌子膠面附咳近灶TS皺P忽數(shù)據殘缺失擇，一陜般炮拜孔深懂度至殺少要趴大于剃1.1藍m。電雷羅管：為瞬毅發(fā)電升雷管繩，如巾果電侄雷管歉延遲挎嚴重賢，波檢形無粱規(guī)律脹，則瓶需重抱測。炸藥灣藥量炮：要適憤中，膽根據戰(zhàn)圍巖擺情況推現(xiàn)場姑確定絲式。圍頸巖完扒整性淺差時殿(沃如Ⅳ本和Ⅴ詞級圍抱巖)愚，鑄對遠僻偏移暈距加溜大藥鬼量；緞圍巖懂完整硬性較繁好時費(母如Ⅲ核級圍缸巖)閃，絲式對近瓜偏移安距減記少藥家量。避免魯將接撥收孔鞭與炮廈孔布鳴置在森大型辭的不旬良地尚質體嶄(睬如毅溶洞鎮(zhèn)、軟姿夾層屑和破族碎帶趣等)狡兩辯側。4.釘1.怪4影響霧TS瞞P脫數(shù)據居采集趁的主張要因哨素4.磚1.炭5TS樣P在從不同養(yǎng)地層誤中的橫探測雨效果觸分析地質飄體的幼規(guī)模規(guī)模藝較大身的斷駐層、秧破碎漲帶等滲,帶蛾內波眼速很暴低,酸可以若形成宜很強刑的反撐射波越信號垃,不估管是禮在軟障巖或車硬巖喘中都碼能探囑測清惱楚。軟巖縫本身害的波掩阻抗阻較小觸，致敲密的衡硬巖鋒的波恰阻抗哲大。圍巖么巖性介質蘇對波幸吸收復系數(shù)插的大恨小主假要取昆決于然巖石俊的粘躁滯性毛。地震錯波的親頻率地層瘡相當慕于一宇個低馬通濾售波器懇,對揚波的討高頻宜成分朝吸收丑較大揚,致再密堅休固介梳質的擇吸收亞系數(shù)不與頻篩率成吧線性甘關系長,而糾疏松護介質榴的吸冒收系忍數(shù)與季頻率蹤蝶的平帖方成講正比腐。4.虧2TS售T隧察道地敲質超困前預程報技闖術TS池T技凳術（薄Tu效nn尖el揉S盈ei找sm杰ic咱T柔om小og酬ra前ph屈y）循是隧源道地縣震C泳T成混像技萍術的秀簡稱仿，是切對S棋P2悲03接技術眉缺陷評進行纏改進門的基囑礎上釋發(fā)展價起來染的。TS翻T技忘術除腫了在休掌子儉面超斤前探祥測之叛外，弓還可帽以沿肚隧道叨向側織面或惹沿地唉表向貢下方井探測懼。處理罵軟件灘采用徒中文婦Wi蝕nd懼ow管s界服面，拒圖像寒直觀突，使吼用方教便,記TS拒T的廊接收且系統(tǒng)置采用廢具有魔內置效放大蠟器的柴專用臂IC處檢波壩器，僵大大周地提霉高了傅信噪辰比，飼加大弓了探糧測能板力。TS露T洽超前馬地質偶預報慶技術友在貴唉州巖技溶地仆區(qū)的保應用TS教T盲技術樣在某謠隧道汁超前虎地質棕預報摔中的限應用TS攀T隧繩道超聞前預稿報系浴統(tǒng)在咳頂效努II輝號隧恰道中乏的應緊用TS吵T在筑隧道包超前襲地質淺預報乒中的盒應用4.唐2.行1散射殲掃描罵成像蟲技術采用昂反射屠與散學射的嘆混合份模型歐（見刪圖什2）刊，根煩據反孩射波赤及散悶射波忠的傳非播規(guī)嘴律，馳分別辟將反膚射波味和散哨射波毒進行獨偏移諒歸位茂，得幻玉到隧久道掌父子面意前方執(zhí)的真冬實地痕質情率況。4.白2.儲2TS泛T數(shù)昏據處醉理結美果的而解釋冤原理4.塵2.球3TST在不飯同地俱層中銹的探鑼測效啊果分銹析4.墳2.筑3TST在不熱同地療層中耳的探秘測效舟果分葬析4.對3地質宇雷達污法地質好雷達本工作閑原理由地最質雷注達的鄙發(fā)射隱天線蹄向被顏探測葛體內研發(fā)射銷高頻評電磁包波，虹當高地頻電朋磁波褲傳至削被探冒測體絞內兩嶼種不騙同介行質的企分界黎面（圓如：須界面宣、空裙洞、霧不密溝實帶壩等）詢時，體由于賺兩種衣介質坊的介葡電常紡數(shù)不老同而童使電進磁波澇發(fā)生東反射譜，反遺射波立的傳套播遵伐循反窮射定尼律，固反射椅波返緞回被民檢測嘉體的紙表面愛，并挪由地鄰質雷禿達的奏接收掃天線嫁所接爭收，套形成歇雷達竄圖像險。圖15奔-2地質鬼雷達劃測線險布置紐奉示意叼圖和SI嚇R3終00將0現(xiàn)場箭探測顫照片4.訂3.陵2地質要雷達委圖像自的讀貞取破碎椅斷裂潛帶常出肚現(xiàn)同尤向軸零不連訊續(xù)，闖波幅勿衰減設快，鍋反射售界面菊錯亂石等現(xiàn)纏象。溶洞的波真形常蜓常表厲現(xiàn)為灘同向革軸呈饅拋物亦線形龍。含水良層的圖暴像常鼻常表睬現(xiàn)為耕同向揚軸連蓋續(xù)性刪較好牙，波手形振宗幅較每小，粥由于坊水的蠢介電資常數(shù)堂較大踩，電扎磁波戀在穿燃透含裳水層箭時經右過多洲次反簡射，景電磁鑼波能憂量大茶部分濁被吸坑收，祝因此蛙，含瓦水層幼的電拍磁波鞏快速有衰減贊，并墊在富純水區(qū)器可能霉出現(xiàn)吉繞射納、散單射等帳現(xiàn)象手。4.未3.傳3電磁藏波反譽射法民的應農用效董果電磁脂波反協(xié)射波哪信號勒較平雞靜，盜無明孫顯反趣射信好號，爭能量洽亦呈邁正常綁衰減陪趨勢佛。⑴完整呼圍巖掘的地李質雷殼達圖謝象⑵溶蝕月破碎鵝帶的嶄地質描雷達那圖象有明散顯的負電磁帆波反狀射信菠號，挪反射禍信號雅同相綿軸較至連續(xù)馬，并腥且反順射的巨電磁巡壽波信都號較誦強，蝴分析勉認為多在掌岡子面嫁后面5～10米深大度范選圍內要存在恢不良餃地質客體，每結合亡現(xiàn)場顆的圍楊巖巖錫性為己灰?guī)r鎮(zhèn)情況歸綜合密分析頓認為碑掌子架面前副方為壟溶蝕此破碎秋帶（匯經開碎挖驗舌證結益論準訊確）處。(3延)溶洞恨的地厲質雷淹達圖幸象有明歷顯的初電磁作波反伏射信寒號，謊在7～19米范鞋圍內羨由近狠似拋聯(lián)物線賤的反企射波巾軸頂驚點包與羅的午區(qū)域教為粘土圈充填櫻型溶洞限范圍(經開涉挖驗永證結懷論準冬確)。(4倦)溶洞辰的地排質雷蒸達圖吉象左圖極中有抗明顯援的非寶常強鉗的電慨磁波祥反射燦信號源，在9～29米范榮圍內寸形成記非?？鞆姷念D能量哲團塊,為充水媽型溶渾洞范圍(經開陪挖驗坐證結理論準襖確)。4.浪4紅外倘探測魄技術紅外贊探測腳技術燭基本致原理地下蜘巖體腦、水弟體每貧時每池刻都即在向快外界閑發(fā)射爽紅外撕波段疲的電赴磁波你，形味成紅肢外輻厚射場哄，物餐體的鼻紅外接輻射片能量針與其筑溫度姥的四純次方般成正拖比，叢當探坡測前課方存購在不修良地植質情懷況(蹤蝶斷層誘水、甜巖溶依水、裂瓦斯艱)時呢，其責與周扭圍圍男巖的形溫度揀有一湊定的禿差異病，紅滑外探慰測儀廁就是樂依據聞紅外拼輻射劇能量傲的差猛異來舊推斷給前方雕不良陽地質瞎的情切況。階躍浮突變。當羞掘進嘩掌子黨面測走點中絡最大洲場強刷和最騰小場搖強的討能量拉差≥身10臟W情/c菌m2擁，可舊判定形前方神存在中含水尚構造蜓體，頃否則半不存密在含洋水體略構造失。紅外板線超善前探妻水法泊的判狗據紅外日線超針前探地水測糖線的綢布置軸向匪測線邪布置從隧商道開觸挖面不后方格6旺0摟m覆處向逝掘進批方向登每隔真5釣m悠對隧膠道周肥邊探