探地雷达和TSP超前预报在隧道的综合应用及分析研究

【摘要】： 作为隐蔽工程的公路隧道、铁路隧道、矿山隧道、输水隧道等在施工过程中,由于前方地质情况不明,经常会因遇到断层、破碎带、暗河、高地应力等不良地质体而导致塌方、泥石流、涌水、突水、岩爆冒顶等地质灾害发生,这些灾害的出现,往往会影响施工进度,造成人员伤亡,给施工单位、国家和人民带来严重的经济损失。因此,施工期超前地质预报是一项极为重要的工作。 本文首先从探地雷及TSP工作原理出发,分析研究电磁波、弹性波在介质传播的规律、衰减及其他相关影响;其次分析探地雷达和TSP在野外数据采集中根据不同地质条件对参数的不同选取要求;最后,由于每一种物探手段有各自的优势,如探地雷达对水的敏感性,但探测距离短;TSP探测距离长、对断层及破碎带效果好,但对水的反应效果不灵敏;以致单一的物探手段无法完成对隧道的准确预报.基于探地雷达及TSP超前预报技术的优点,通过研究分析探地雷达电磁波对水较强灵敏性反应预报地下水状况,及分析TSP地震波在不均匀地质构造中产生的反射波特性来准确预报隧道地质条件和岩石特性变化等特点,综合两种物探方法的优点,排除单一方法多解性,为隧道施工顺利进行提供可靠的资料。 探地雷达对水的预报,虽然电磁波在水中是强能量反射,但不意味所有强能量反射都为水,可能是空气;又如TSP技术中反射波在软弱夹层或为富含水中不易辨别,在这两种情况中要对模糊里程加以综合物探预报,从而确保预报的准确性。同时,对于隧道走向近乎平行的断裂带、饱水带,以及几何形状为锥体或圆柱体的溶洞,单一物探方法往往无法识别或识别差,如何应用综合物探方法在此情况进行判断,从而得出准确的预报。