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基于TSP隧道地质超前预报技术的创新产品

  为保证隧道工程施工质量、工期和人员设备安全,隧道超前地质预报已被列为隧道施工的重要环节;从国内外隧道超前探测的研究和发展现状看,基于反射波勘探的TSP系统是目前国内应用于中长期超前地质探测中的主要技术手段。

  然而基于反射波勘探的TSP隧道地质超前预报系统存在对隧道前方的含水体及含水地层相对薄弱,甚至没有任何探测效果的不足。武汉长盛利用长期对震电探测技术研究的优势,创新性提出“三维地震反射震电一体化超前探测”综合法,于2018年获得“隧道地质三维地震反射震电一体化超前探测装置及方法(ZL201610960824.2)”发明专利的授权;并在吸取TSP探测预报技术的基础上,克服其探测参数单一并无法探测隧道前方水害的问题,创新研发一种隧道地质三维地震反射震电一体化超前探测预报设备---JL-TSEP306隧道地质超前预报仪,利用地震反射和震电效应等综合物探方法同时为隧道(洞)施工、地下矿藏和洞穴开挖前提供帮助,迅速超前地提供在开挖周围及前方的三维空间的工程地质和水害预报,有效解决目前传统产品TSP隧道地质超前预报仪无法探测隧道前方水害的问题。

  震电法是监测地震波通过地下水饱和岩石时微弱的电回波。地下水中的正离子附着在岩壁上比负离子多,通过的地震波短促地使水穿过岩石,留下净正电荷,直到水流返回。该电荷“薄饼”产生一个电偶极子,其场效应一直延伸到接收电极。当地震波向更深处传播时,两对电极非常灵敏地测量这些电荷的变化。

“隧道地质三维地震反射震电一体化超前探测装置及方法(ZL201610960824.2)”发明专利证书


JL-TSEP306隧道地质超前预报仪


JL-TSEP306隧道地质超前预报仪在某隧道成果图展示

1、偏移成像结果图

 

根据以上结果图显示掌子面里程位置为+591,破碎及断层里程位置为+591~+571,+515~+471;其中第一段为破碎带相对已开挖段比较严重的区域,施工时应做重点防护措施,第二段破碎带相对较轻,但也存在一定的坍塌风险,施工时也应注意防护。

现场施工人员提供了掌子面的开挖照片,验证了数据分析结果的高吻合度。

 

Zk6+573(里程位置为573的开挖照片)

 

Zk6+580(里程位置为580的开挖照片)


2、震电解释图

 

根据以上震电结果图显示,蓝色区域为掌子面前方存在含水不良地质体,里程位置为+511~+491段,+481~+471段;

现场施工人员提供了掌子面的开挖照片,里程位置为492的开挖图片,明显有裂隙饱和水,验证了我们的数据结论与实际开挖情况一致。

 

ZK6+492(里程位置为492的开挖图片)

3、岩石力学性质图

4、二维成果图



5、波速图


6、3D图显示

3D分布图

3D切片图