地震波反射法實施細則

地震波反射法（簡稱TSP）實行細則1檢測原理地震波反射法（TSP法）是運用地震波反射回波措施測量的原理。地震波震源采用小藥量炸藥激發(fā)產生，炸藥激發(fā)在隧道邊墻的風鉆孔中，一般24個炮孔布置成一條直線。地震波的接受器也安頓在孔中，一般左右洞壁各布置一種。地震波在巖石中以球面波形式傳播，當?shù)卣鸩ㄅ龅綇椥圆ㄗ杩共町惤缑鏁r，例如斷層、巖體破碎帶、巖性變化或巖溶發(fā)育帶等，一部分地震信號反射回來，一部分信號透射進入前方介質繼續(xù)傳播。反射的地震信號被高敏捷度的地震檢波器接受，反射信號的傳播時間與傳播距離成正比，與傳播速度成反比，因此通過測量直達波速度、反射回波的時間、波形和強度，可以到達預報隧道掌子面前方地質條件的目的。在一定間隔距離內持續(xù)采用上述措施，結合施工地質調查，可以得到隧道圍巖的地質力學參數(shù)，如-動彈性模量、動剪切模量和動泊松比參數(shù)等。工作中結合有關的地質資料和施工地質工作，總結預報經驗可以提高預報的精確性。2檢測儀器簡介采用地震波反射法（TSP）技術進行預報中，使用的儀器為TGP206隧道地質超前預報系統(tǒng)，TGP206（TunnelgeologyPrediction)由北京市水電物探研究所研制，已經通過國內著名隧道專家組評審，鑒定為具有國際先進技術水平。TGP206隧道超前地質預報系統(tǒng)包括儀器主機、配件和處理軟件三部分構成。下圖為TGP206隧道超前地質預報系統(tǒng)實物照片。圖TGP206隧道超前地質預報系統(tǒng)3探測措施采用黃油耦合，定向安頓孔中三分量檢波器；記錄接受器孔、距離接受器近來的炮孔和隧道掌子面的里程樁號，以及各炮孔間的距離，以上數(shù)據(jù)填寫在《TGP現(xiàn)場數(shù)據(jù)登記表》中；爆破孔藥量一般控制在50～70克，采用計時線炸斷的觸發(fā)方式，在孔中灌滿水的條件下激發(fā)，按序依次起爆和進行數(shù)據(jù)采集。工作中對測線布置段至隧道掌子面間的隧道圍巖進行地質描述，以利于資料解釋。4測線布置在隧道左或右壁的同一水平線上從里向外布置24個炮孔，炮孔間距2.0m，炮孔高度1.1m；與接受孔的近來距離一般為20m。下圖為工作布置示意圖圖工作布置示意圖圖鉆孔布置平面示意圖5上一次預報的施工驗證狀況及原因分析在實際施工中，對預報的成果進行驗證，總結經驗，以利于下次預報，下表為超前地質預報施工驗證表。表超前地質預報施工驗證表序號里程長度（m）推斷結果驗證成果1236測試成果初步分析采集的地震波數(shù)據(jù)，通過TGPwin軟件進行處理、獲得P波、SH波、SV波的時間剖面、有關偏移歸位剖面等成果。在成果分析中：以P波、SH波、SV波的原始記錄分析測段巖體的地質條件；以有關偏移歸位剖面預報前方巖體地質條件，預報分析推斷以P波剖面資料為主，結合橫波資料綜合解釋。解釋中遵照如下準則：①正反射振幅表明硬巖層，負反射振幅表明軟巖層。②若S波反射較P波強，則表明巖層含水。eq\o\ac(○,3)左右洞壁對比，以激發(fā)和接受在同一側的資料為主的原則。eq\o\ac(○,4)縱橫波資料對比，以縱波資料為主的原則。7成果圖表TGP206進行超前地質預報后，得要如下成果：檢測記錄與檢測段巖體參數(shù)表，縱波p、橫波s分離原始波形圖、縱波p、橫波s回波分離分析圖，激發(fā)與接受同側壁P、SH、SV波的有關偏移圖、激發(fā)與接受對側壁P、SH、SV波的有關偏移圖、激發(fā)與接受同側壁P、SH、SV波的有關衰減圖、激發(fā)與接受對側壁P、SH、SV波的有關衰減圖，根據(jù)這些成果，對測量段地質狀況做出預報，樣例圖、表如下：表檢測記錄與檢測段巖體參數(shù)表工程名稱隧道工程施工超前地質預報預報里程掌子面里程右壁檢波點里程左壁檢波點里程右壁激發(fā)點里程左壁激發(fā)點里程測段巖體參數(shù)波速VpVs波速比動泊松比動彈模量動剪模量巖體密度注：檢測段指已經開挖段，表中數(shù)據(jù)為運用TGP206地質超前預報系統(tǒng)對該段精確勘測的巖體參數(shù)，為本次超前預報基礎數(shù)據(jù)。p波sh波sv波圖5縱波p、橫波s分離原始波形圖p波回波sh波回波sv波回波圖縱波p、橫波s回波分離分析圖圖激發(fā)與接受同側壁P、SH、SV波的有關偏移圖圖激發(fā)與接受對側壁P、SH、SV波的有關偏移圖圖激發(fā)與接受同側壁P、SH、SV波的有關衰減圖圖激發(fā)與接受對側壁P、SH、SV波的有關衰減圖8TGP206隧道地質預報系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集前期準備工作8.1現(xiàn)場準備工作TGP206隧道地質預報系統(tǒng)現(xiàn)場重要準備工作——布置接受孔和激發(fā)孔。布孔平面圖如下（從隧道洞頂方向向下看）：闡明：按如圖方式在隧道內布置接受孔和激發(fā)孔，布孔規(guī)定如下：1、接受孔一對，在隧道左右側壁對稱布設。接受孔規(guī)定如下：（1）孔高距離地面（臺階法開挖時，距開挖臺階底面）高度為1.1m，孔深2m，孔徑50mm（用Φ50的鉆頭鉆孔即可）；（2）鉆孔規(guī)定水平，不能向上或向下傾斜，鉆孔筆直，不能彎曲。（3）鉆孔時用干鉆，即不能用水沖洗鉆孔。（4）孔內潔凈，無碎石、泥土、水等雜物（成孔后用風管把孔吹潔凈）。2、激發(fā)孔24個，在隧道一側壁布設。接受孔規(guī)定如下：（1）激發(fā)孔最佳布置在沒有風管和高壓電線的一側。（從安全角度出發(fā)）（2）激發(fā)孔間距2m，第一種激發(fā)孔距離接受孔20m，最終一種激發(fā)孔距離掌子面約3~6m（3）孔高距離地面（臺階法開挖時，距開挖臺階底面）高度為1.1m，孔深1.8m，孔徑40mm（用Φ42的鉆頭鉆孔即可）；（4）鉆孔規(guī)定向下略傾斜