地质超前预报

摘要： 西石门铁矿矿区存在大量不明采空区,深部开拓过程中,井巷工程施工存在重大生产安全事故隐患。为消除隐患,西石门铁矿引进TRT6000超前预报系统,结合该矿实际情况,利用井巷工程施工地质超前预报系统进行现场检测、钻探工程验证,结合地质素描等工作,反复探索验证、核实整个地质超前预报系统的符合性,不断提高预报的准确度,确保了深部开拓井巷工程的施工安全。

摘要： 现行地质超前预报多用于铁路、公路等线状工程,适用于抽水蓄能项目地下洞室的地质预报方法及仪器设备较少,预报体系也未建立起来。抽水蓄能项目复杂多变的地质条件,导致隧道施工常遇到地质条件与勘察设计不符、围岩条件变化较大以及出现突发性地质灾害等情况,但由于各种条件的限制,多种地质预报方法不太适应抽水蓄能项目。为尽可能减少地质预报出现的偏差并提高预报准确率,针对抽水蓄能电站地下洞室建立了“三阶段、四原则、五级风险、四级预报”和多种预报方法相结合的综合地质超前预报体系,并成功应用于哈密、镇安抽水蓄能电站中,取得了良好的效果。

摘要： 为解决玉磨铁路景寨隧道工程掌子面前方小型富水体突涌水问题,保障隧道工程安全施工,提出一种基于地质雷达的隧道富水段涌水量预测方法。该方法首先根据隧道典型不良地质体类型,对比不同空洞结构对地质雷达正演模拟的影响,并选择圆形空洞作为隧道富水区域结构,运用MATLAB进行地质雷达正演模拟,总结地质雷达响应特征;其次建立隧道富水区域结构模型,将隧道富水区域结构模型参数引入地下水动力学经典解析公式;最后结合玉磨铁路景寨隧道工程进行实例验证。结果表明:通过引入隧道富水区域结构模型参数建立的基于地下水动力学的隧道涌水量预测公式,预测得到的隧道涌水量为3073.45 m^(3)/d,与实测值2760.8 m^(3)/d的偏差率为11.3%,而基于地下水动力学经典解析公式和经验公式的预测结果与实测值的偏差率过大,其中大岛洋志公式的偏差率为186.1%,古德曼经验公式的偏差率为232.6%,说明地下水动力学经典解析公式和经验公式在云南复杂地质条件下隧道涌水量预测的适用性较差,同时验证了本文方法的适用性与可行性,为隧道工程掌子面前方小型富水体突涌水问题研究提供了一种科学的隧道富水段涌水量预测方法。

摘要： 在深厚松散岩土层中进行隧洞开挖时预测未来开挖地段的围岩实际状况,对施工安全及提前制定相应的处理措施是非常必要的。大田水库输水泄洪(导流)隧洞运用地质预报及时掌握前方掌子面地质状况,当出现塌方冒顶时避免了人员伤亡和较大的经济损失。

摘要： 为减少现场掌子面钢拱架对探测的影响,提高瞬变电磁仪探测精度,探明隧道岩体含水分布情况,本次研究在传统测试基础上,通过减少拱架附近测试角度、中部增加测点、增加测线及平行布置三个测点的方式,分别对同一掌子面进行探测,并结合隧道开挖后的实际情况,比较分析各探测方式的适宜性,为类似工程提供借鉴。

摘要： 针对隧道施工期间的围岩分级问题,根据地质超前预报获得围岩分级指标,提出了基于DE-BP模型的隧道围岩分级方法,并结合VTK技术、三维地质建模方法及数据库技术编写隧道围岩分级软件,将此方法应用于板石隧道的围岩分级中,进行围岩等级可视化显示与施工方案的调整.结果表明:DE-BP模型的均方差明显小于BP神经网络,分级精度显著提高;DE-BP模型围岩分级结果与勘查设计等级基本相同,验证了该模型的合理性,更加适用于隧道围岩动态分级.

摘要： 突泥突水超前预报对于复杂地质结构的隧道施工至关重要.目前广泛采用的地震波反射法超前地质预报,有很多成功应用经验,该方法对构造类病害(断层破碎带、溶腔溶洞)比较有效,但由于地震分析处理技术的适应性受到局限,导致仍存在缺乏明确指标对富水带的判读.TGS360Pro地质超前预报系统在地震波反射分析处理技术的基础上,增加动态流体分析的新专利技术,可实现对流体类病害的预报,从而全面预报断层破碎带、溶腔溶洞、富水带/突泥突水3类主要地质病害.阐述利用TGS360Pro地质超前预报系统实现含水预报的原理,并通过多项隧道工程预报案例的验证,表明该方法能够有效提升铁路隧道安全施工的保障能力.

摘要： 夹岩水利枢纽工程深埋长隧洞穿越强岩溶地层,地下岩溶管道、暗河发育,水文地质条件复杂,施工安全隐患较大.该工程长石板隧洞果木洼地浅埋段地下水丰富,在施工过程中选择了TSP203地震反射波+加深炮孔法进行超前地质预报.介绍该方法在输水隧洞浅埋段的使用情况及取得的效果.结果 表明:采用上述超前地质预报方法,安全完成了该段的开挖工作,实际开挖的地质条件与超前地质预报结果相吻合.该方法耗时短、费用低,适合在围岩地质条件差、地下水丰富地区的隧洞开挖中使用.

摘要： 隧洞工程施工地质超前预报及监控量测为两大主要信息来源.超前地质预报工作内容主要包括地质条件变化及其对施工的影响;断层与破碎带,以及不稳定岩层的预测和预报.监控量测是隧洞"新奥法"施工的三大支柱之一,主要监测项目为地表与拱顶下沉、净空收敛、锚杆抗拉拔力等.按照位移管理等级和速率控制基准建立监控量测管理体系.加强监测数据分析,绘制位移随时间或空间的变化曲线图进行回归分析,对信息进行反馈和运用,实现隧洞工程施工的信息化管理.

摘要： 目前深埋长隧洞缺乏有效的前期勘探手段,难以满足指导施工的要求,因此在施工期开展地质预测预报在深埋长隧洞施工中尤为重要.隧洞施工超前地质预测预报研究已有60多年,但受技术限制,主要是超前勘探法和工程地质分析法,预报的长度和精度都有限.近年来随着电子技术的发展,出现了大量的基于仪器的物探法,其中TRT为近年来发展起来的一种新型地震波反射预测预报技术.本文主要介绍了TRT地质超前预报系统的工作原理和方法,以及在玉瓦水电站引水隧洞超前地质预报中的实际使用,总结了TRT地质超前预报的优缺点.

摘要： 三维地质超前预报是地下工程建设领域地质超前预报的发展趋势,快速、直观、准确地判断掌子面前方的地质情况及安全隐患,是目前地质超前预报亟须解决的主要问题.本文通过地质雷达超前预报工程实践,提出了基于谱能分析法对雷达信号后处理技术,结合地质雷达定向辐射、三维建模反演成像技术,有效地实现了三维地质超前预报的技术问题,同时也在探索掌子面前方周边围岩的地质变化方面取得了初步成效.

摘要： 锦屏二级水电站布置4条引水隧洞和2条辅助洞,单洞长约16.67km,最大埋深达2525m,具有洞线长、埋深大、洞径大等特点.高压岩溶裂隙涌(突)水是影响隧洞施工的关键工程地质问题之一,隧洞地质超前预报是解决隧洞地下涌突水的重要举措.采用工程地质分析法、探地雷达法和TSP法进行地质超前预报,其中探地雷达法是共完成3080期预报(包括4期孔内雷达预报),同时开展大量的试验研究工作.目前，用于隧洞地质超前预报的方法较多，探地雷达法是主要的方法之一，特别在地下水预报和岩溶构造预报、含水构造预报方面可发挥重要作用。隧洞地质超前预报应树立地质预报的观念，以工程地质分析为基础，结合TSP法、探地雷达法或其他各种地球物理预报成果，进行综合分析与解释，是成功预报的关键。

摘要： 深埋长隧洞工程地质和水文地质条件较为复杂,在施工过程中地质灾害频发,特别是地下突涌水灾害对施工人员、设备安全造成重大威胁,地质超前预报是预防地质灾害发生的有效手段之一.本文在大量试验研究的基础上,提出深埋长隧洞的地质超前预报系统和综合预报方法,总结地下突涌水的前兆信息和地球物理特征以及识别方法,并在工程实践中得以成功应用.

摘要： 深埋长隧洞工程地质和水文地质条件较为复杂,在施工过程中地质灾害频发,特别是地下突涌水灾害对施工人员、设备安全造成重大威胁,地质超前预报是预防地质灾害发生的有效手段之一.通过多年的深埋长隧洞地质超前预报试验研究和锦屏二级水电站深埋长隧洞地质超前预报实践，得出，真正树立地质预报的观念，TSP法、探地雷达法或其他各种地球物理预报方法只是预报手段，地球物理预报成果应结合地质资料进行综合分析与解释。每种物理预报方法都具有一定的适用条件，物理预报成果具有多解性和不确定性，应根据现场条件采取综合预报手段，并结合地质资料进行综合分析。应充分了解工程区的工程地质和水文地质条件以及主要灾害的性质、类型，掌握其地球物理特性及成果图像的形态特征，归纳总结对主要地质灾害的识别和判断方法。在水文地质条件较为复杂，主要地质构造走向与洞轴向夹角较小的情况，对隧洞侧壁的辅助探测极为重要，可有效解决从掌子面获取的信息量不足问题，探地雷达法更是如此。应充分考虑探地雷达法、TSP法等可能存在的探测盲区，并设法从不同位置、不同高程、不同方向进行多方位的探测与预报。

摘要： 深埋特长隧洞的工程地质和水文地质条件较为复杂,在掘进施工过程中地质灾害频发,特别是地下突涌水灾害会对施工人员、设备安全造成重大威胁,地质超前预报是预防地质灾害发生的有效手段之一.本文在大量试验研究的基础上,提出深埋特长隧洞的地质超前预报系统和综合预报方法,总结隧洞地下突涌水的前兆信息和地球物理特征以及识别方法,并在某水电工程特长隧洞地质超前预报实践中得以成功应用.

摘要： 地质超前预报是隧道施工的重要工序,要做好超前预报工作,必须提高科学性、克服盲目性,采取合理的、行之有效的工法,采集到高质量的地震波记录;通过对三分量检波器接收到的三维矢量信息进行极化波计算处理才能真正获得地质界面的空间位置及产状,从而达到预报目的.

摘要： 在煤矿巷道开采过程中常会遇到断裂、破碎带、富水区、溶洞、瓦斯等地质情况,在没有进行地质超前预报探测的情况下极易引发地质灾害,严重影响矿井生产安全.地质雷达作为目前煤矿井下巷道探测的重要技术手段,可有效地探测巷道掘进迎头前方的地层岩性划分、富水性与岩溶破碎带等的分布.本文根据煤矿井下探测的特殊工作环境和防爆要求,采用新型ZTR12防爆地质雷达对寺河煤矿巷道侧帮、迎面等位置进行地质超前预报和探测,查明了最远30m范围内的围岩完整及破碎程度、裂隙发育程度等地质情况,为巷道开挖与施工提供了技术支持,减少可能出现的地质灾害,有效指导煤矿安全生产.

摘要： 地下工程建设过程中遇到的突水涌泥重大灾害堪称世界级工程难题,呈现出"大埋深、强岩溶、高水压、大流量"的特点.为了避免突水突泥灾害的发生，必须做好不良地质超前预报和灾害的防治工作。山东大学近年来研发的水泥基的注浆材料，具有初凝时间可调，动水抗分散好，早期强度高，环保无毒等优点，在现场经过应用之后取得了较好的治理效果。

摘要： TSP数据处理中,由于对参数理解和运用有所不同,导致最后处理结果的精度和准确度存在差异.对TSP三个重要处理步骤参数的运用进行分析,并通过工程实例进行验证,总结了默认参数和调整参数后处理结果之间精度的差异性.

摘要： 本发明公开了一种隧道施工地质雷达法超前预报的安全辅助系统及预报系统，包括由横向轨道、雷达天线固定及滑动装置、竖向牵引转向定位装置、稳定及牵引改向装置和动力系统组成的安全辅助系统；横向轨道沿着隧道的掌子面横向设置；所述的雷达天线固定及滑动装置安装在所述的横向轨道上，通过牵引线与所述的动力系统相连，使其沿着所述的横向轨道移动；所述的竖向牵引转向定位装置安装在横向轨道的末端，主要用于实现牵引线的转向和定位，所述的稳定及牵引改向装置倾斜安装，其一端与竖向牵引转向定位装置相连，另一端设置在地面上，其作用主要是为了稳定牵引绳进而实现雷达天线固定及滑动装置的稳定运行，防止其倾倒。

摘要： 本发明属于隧道掘进机施工过程中的超前地质预报领域，提供了一种相控阵声波超前探测仪器及超前地质预报方法。其中，相控阵声波超前探测仪器包括声波阵元组、时间控制装置和压力传感器；所述声波阵元组包含多个声波元件，每个声波元件用于独立发射声波和接收反射波；所述时间控制装置用于控制各个声波元件的激发时间，以使得分时激发或并时激发多个元件，实现声波的偏转和聚焦；所述压力传感器用于测量所述相控阵声波超前探测仪器与掌子面间的压力值，以检测是否接触良好。

摘要： 本发明公开一种超前水平钻探随钻随测的隧道快速超前地质预报方法，包括以下步骤：根据所述隧道中掌子面的特性设置钻孔；在所述钻孔外周布设地震反射仪器探头及检波器；收集钻头掘进破岩激发的地震波数据；将所述地震波数据接收及处理，获得所述掌子面处的地质信息。本公开通过利用钻探施工中钻头及钻管振动激发产生的地震反射波和直达波，实现随钻随测，减少施工步序，提高勘察效率；将超前水平钻探与地震反射法相结合，可实现隧道掌子面前方围岩的快速超前地质预报。

摘要： 本发明公开了基于超前地质预报数据的围岩智能超前分级方法及系统，具体是一种基于超前地质钻孔、地震波发射法TSP、地质雷达法、红外探水法和多元数据综合运用的隧道围岩定量化超前分级方法。通过将超前地质预报数据与围岩分级常规评价指标建立联系，将每项常规评价指标转化成易获取的超前地质预报数据，以常规评价指标定量化分级为依据，对超前地质预报数据进行定量化分级，分别对超前地质预报数据指标进行参数敏感性分析，确定各指标在围岩分级中的权重占比，建立定量化分级标准，结合多项分级指标构建综合评价模型，实现隧道施工前围岩的智能分级。该方法属于隧道建设围岩分级领域，具体的可用于指导围岩施工前的智能超前分级。

摘要： 本发明属于隧道超前地质预报技术领域，公开了一种基于跨超前水平钻孔地震CT的超前地质预报方法及系统，包括：在隧道掌子面靠左右边墙处以一定外插角，各打一个地震波激发孔和接收孔。常规情况下，采用“矩形对穿”方式进行数据采集。前方探测到异常情况下，加密测点，采用“扇形对穿”方式进行数据采集。通过控制震源点和接收点的数量、炮间距以及道间距来控制探测长度和精度。各打一个超前水平钻孔分别为：一孔布置R个震源点，另一孔布置R个接收点。系统包括未开挖段落隧道和已开挖段落之间设置有掌子面，隧道掌子面靠左右边墙处以一定外插角，各打一个地震波激发孔和接收孔。本发明实现了对隧道掌子面前方地质情况的精准化预报。

摘要： 本发明属于地质预报技术领域，公开了一种超前地质预报中预报精度影响因素的改进和优化方法，包括：测量坐标的优化、激发震源的优化、布置参数的优化、资料解译的优化。将测量大地坐标改为相对坐标；选取4.54kg的大锤激发震源；在地震波数据采集过程中，停止隧洞内的施工活动；偏移距取15m～20m、震源间距取2.0m；形成了地质物探综合预报法。本发明的上述改进和优化不仅增加了TRT超前地质预报的实用性，节约了大量时间，而且可以获得效果更佳的地震波数据，得到准确的超前地质预报成果。

摘要： 本发明公开了一种隧道施工地质雷达法超前预报的安全辅助系统及预报系统，包括由横向轨道、雷达天线固定及滑动装置、竖向牵引转向定位装置、稳定及牵引改向装置和动力系统组成的安全辅助系统；横向轨道沿着隧道的掌子面横向设置；所述的雷达天线固定及滑动装置安装在所述的横向轨道上，通过牵引线与所述的动力系统相连，使其沿着所述的横向轨道移动；所述的竖向牵引转向定位装置安装在横向轨道的末端，主要用于实现牵引线的转向和定位，所述的稳定及牵引改向装置倾斜安装，其一端与竖向牵引转向定位装置相连，另一端设置在地面上，其作用主要是为了稳定牵引绳进而实现雷达天线固定及滑动装置的稳定运行，防止其倾倒。

摘要： 本发明提供一种三维成像隧道地质超前预报仪及预报方法，包括：主机控制终端、主站、采集站和触发站；主站作为站点的管理单元，通过无线WiFi与采集站、触发站和主机控制终端通信传输采样数据，并通过无线通信方式管理触发站和采集站触发时间同步。主站电源管理单元包括充放电管理模块、电量计和锂离子电池。优点为：所有数据交互均通过无线传输，相对于需要大量线缆、现场布线困难的传统有线数据采集系统，本装备无需大量线缆，安装方便、小型便携、现场布置简单。实现多个采集器同步采样时间误差范围在1‑3个采样点，满足隧道地质超前预报仪对时间精度的要求。

摘要： 本发明提供一种三维成像隧道地质超前预报仪及预报方法，包括：主机控制终端、主站、采集站和触发站；主站作为站点的管理单元，通过无线WiFi与采集站、触发站和主机控制终端通信传输采样数据，并通过无线通信方式管理触发站和采集站触发时间同步。主站电源管理单元包括充放电管理模块、电量计和锂离子电池。优点为：所有数据交互均通过无线传输，相对于需要大量线缆、现场布线困难的传统有线数据采集系统，本装备无需大量线缆，安装方便、小型便携、现场布置简单。实现多个采集器同步采样时间误差范围在1‑3个采样点，满足隧道地质超前预报仪对时间精度的要求。

摘要： 本实用新型提供了一种用于隧道地质超前预报的检波器，所述检波器包括检波器芯体、检波器壳体、锚固头和定位安装管；所述检波器芯体固定于所述检波器壳体的内部，所述检波器壳体的一端与所述定位安装管固定连接，另一端与所述锚固头以可拆解的螺纹连接方式连接；所述锚固头的远离检波器壳体的端部为锥形构造，并且所述锚固头用于插入到填充在隧道边墙的检测孔内的可固化锚固剂中，以与所述可固化锚固剂相耦合；所述检波器芯体经由所述锚固头接收所述检测孔的振动信号，并将振动信号转换成电信号。本实用新型的检波器的锚固头使用锚固剂固化后与围岩的耦合作用代替了现有方法中的钢套管，提高预报的准确性。