TSP-203系统与ProEx地质雷达在超前地质预报中的应用

论文摘要

准确预报开挖前方的地质条件是隧道建设者们的迫切要求,20世纪80年代以来世界各国都把这类问题列为重点研究课题。准确而有效的超前地质预报工作,不仅可为施工单位节约大量成本,加快施工进度,更重要的是提高隧道工程的施工质量,所以隧道施工中地质超前预报应用也越来越广泛。超前地质预报分为长期和短期两类,它们是超前地质预报工作步骤中的先后两步。地质力学分析和隧道超前地质预报是隧道科学施工的必然产物,是安全、快速施工的要求。在地质力学应用于宏观超前预报基础上,并采用多种预报手段,对隧道进行全面的超前地质预报。长期超前地质预报是在宏观预报的基础上,应用TSP探测和地面地质调查法等技术手段,对隧道洞体不良地质体进行的长距离超前地质预报,它是施工地质灾害超前预报不可或缺的第一道工序。长期地质预报的物探方法作为快速“侦察”手段,应大力发展,积极采用。短期超前地质预报是在长期超前地质预报的基础上,应用掌子面编录预测法、地质雷达探测法和红外探测法等技术手段,对隧道洞体不良地质体进行的短距离超前预报。地质分析方法是地质超前预报的最基本的方法,对物探和钻孔超前探测资料的任何解释和应用和对施工过程中观测和采集到的地质资料的判断都离不开它。缺少了这个基础环节,采用任何超前探测方法都很难取得好的效果。几种方法的有机结合,可组成完整的地质超前预报技术体系。本论文通过达陕高速公路红岩湾隧道和六沾复线曹家沟隧道两个工程实例分别对TSP-203和地质雷达探测技术的探测和解译方法加以阐述。首先,简单介绍了这两种探测技术的基本原理。其次,针对工程中的一段里程进行探测和解译。最后,分析和研究TSP-203在地质预报和解译过程中遇到的问题,提出解决问题的方法。其中重点是通过TSP-203和地质雷达探测技术的探测和解译方法,提出提高探测精度的方法。实践证明,利用TSP-203和地质雷达探测不仅提高了隧道地质超前预报的精度和加快了隧道施工进度,同时也为今后类似的隧道地质超前预报提供有意义的借鉴。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 隧道超前地质预报在国内外发展现状及面临的任务
• 1.1.1 隧道超前地质预报在国内外的发展现状
• 1.1.2 隧道地质超前预报面临的任务
• 1.2 地质力学和构造体系的分析方法
• 1.3 选题背景及论文的主要内容
• 1.3.1 选题背景及研究意义
• 1.3.2 主要研究内容
• 第二章 TSP-203 探测和地质雷达探测基本原理
• 2.1 TSP-203 探测基本原理
• 2.1.1 TSP-203 探测原理和方法
• 2.1.2 TSP-203 系统主要组成及装配
• 2.1.3 TSP-203 测量准备
• 2.1.4 TSP-203 测量方法的理论基础
• 2.1.5 提高探测距离的主要技术措施
• 2.2 地质雷达探测技术
• 2.2.1 基本原理
• 2.2.2 工作方式与程序
• 第三章 TSP-203 和 ProEx 地质雷达技术的应用
• 3.1 TSP-203 探测技术在六沾复线曹家沟隧道中的应用
• 3.1.1 曹家沟隧道工程概况
• 3.1.2 确定隧道的最主要构造体系
• 3.1.3 确定隧道的最主要不良地质的走向
• 3.1.4 确定布设震源钻孔和接受器钻孔的隧道壁
• 3.1.5 炸药量的确定
• 3.1.6 曹家沟隧道进口 DIK293+067-DIK293+187 段 TSP-203 预报说明
• 3.2 ProEx 地质雷达在达陕红岩湾隧道中的应用
• 3.2.1 达陕高速红岩湾隧道工程概况
• 3.2.2 红岩湾隧道进口隧底地质雷达探测实例
• 3.2.3 验证情况
• 3.2.4 结论
• 第四章 TSP-203 探测和地质雷达探测常见问题分析
• 4.1 TSP-203 探测预报误差原因分析
• 4.1.1 原始数据误差
• 4.1.2 软件处理不当
• 4.1.3 现场地质了解不足
• 4.1.4 结果判释错误
• 4.2 避免（减小）误差的对策
• 4.2.1 原始数据的准确收集
• 4.2.2 进行合理的软件处理
• 4.2.3 加强对隧道整体了解
• 4.2.4 加强地质知识的学习
• 4.2.5 跟踪、验证预报结果
• 4.3 TSP-203 探测解译常见问题分析
• 4.3.1 岩石物理力学参数
• 4.3.2 TSP-203 解译原则
• 4.4 对TSP-203 预报的初步评价
• 4.5 对地质雷达的初步评价
• 第五章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间发表的学术论文与研究成果