[发明专利]一种双洞隧道施工前方不良地质体的主动探测方法

说明书

本发明属于隧道勘测技术领域，尤其涉及一种双洞隧道施工前方不良地质体的主动探测方法。该方法一方面由于是利用第一隧道先期进尺，以及第二隧道的掌子面上的炮眼引爆时形成的激发信号，对第二隧道前方不良地质体进行探测的，因此，不会耽误施工进度；另一方面，由于是根据激发的炮眼到传感器的直线距离，以及初始和到达时间，这样一来可以在第二隧道的前方探测区域形成速度场，根据速度场可以反映出前方地质体物理力学特性的变化，据此来快速判别不良地质体的分布的空间位置和几何形态，提供准确的掌子面超前地质预报结果，方法快捷，并方便利于施工。

技术领域

本发明属于隧道勘测技术领域，尤其涉及一种双洞隧道施工前方不良地质体的主动探测方法。

背景技术

隧道工程作为一种地质工程，隧道设计和施工前的工程地质勘察，虽然在一定程度上对隧道的地质状况进行了预测和预报，但由于岩体的复杂性，勘察资料与隧道开挖后的实际情况可能会有较大的出入。我国水利水电、交通领域中有大量隧道工程，地质灾害是制约隧道施工的关键因素，往往由于隧道前方地质情况不明、勘察资料无法完全准确反映施工掌子面前方的地质条件，导致施工带有很大盲目性，因而经常出现无法预料的地质灾害，如突水、突泥、坍塌、岩爆和有害气体等，这些由于开挖而诱发的各类地质灾害具有不可选择性、复杂性、特殊性及突发性，灾害一旦发生，轻则冲毁机具，淹没隧道，正常施工被迫中断；重则造成重大人员伤亡，产生巨大的经济损失，甚至有些地下工程会因此被迫停建或改线，常常成为制约隧道修建的最主要因素。因此，隧道前方不良地质体的勘察是隧道施工过程中必不可少的重要环节。

隧道开挖时，由于需要对前方的不良地质体进行探测和预报，需要一系列探测设备和措施，但这也很大程度上减慢了施工的进度。对于双洞隧道而言，如果逐洞进行探测预报，势必对现场施工造成较大影响。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种双洞隧道施工前方不良地质体的主动探测方法，以在正常施工的基础上，实现对前方不良地质体的准确探测，以减少对施工进度的影响。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种双洞隧道施工前方不良地质体的主动探测方法，适用于具有进尺差值的双洞隧道，所述方法包括：

S1：在第一隧道靠近第二隧道的侧墙上布置多个传感器，所述第一隧道的挖掘长度大于所述第二隧道的挖掘长度；

S2：在所述第二隧道的掌子面上从下至上布置多个炮眼；

S3：所述第二隧道的掌子面上的炮眼按组引爆，形成激发信号，并依次记录起爆时间，每组所有炮眼引爆后，形成初始激发时间矩阵T1；所述第一隧道上的传感器同时接收每组所述炮眼引爆时的激发信号，并记录检测到每组炮眼的激发时间，形成到时时间矩阵T2，要求所述到时时间矩阵T2和所述激发时间矩阵T1的维度一致；将到时时间矩阵T2和激发时间矩阵T1作差，形成到时差矩阵T；确定出各个传感器和炮眼之间的距离，形成距离矩阵D；利用矩阵D点除矩阵T，得到每一个炮眼对应传感器的速度矩阵V；

S4：将炮眼与传感器之间的空间区域网格离散化，并按照速度矩阵V对空间网格进行赋值，使每个空间网格具有一个平均速度值；

S5：依据上述每个空间网格的平均速度值，做出速度场云图，根据所述速度场云图获取所述第二隧道前方不良地质体的探测结果。

进一步地，所述在第一隧道靠近第二隧道的侧墙上布置多个传感器包括：

在距离所述第一隧道底部D1米处布置一排第一传感器，在距离所述第一隧道底部D2米的位置处布置一排第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器的布置一一对应，且所述第二传感器位于对应的所述第一传感器的正上方。

进一步地，所述第一传感器和所述第二传感器的数量均为8-12个。