[发明专利]一种基于TSP探测的巨跨地下隧洞超前地质预报方法

说明书

本发明涉及一种基于TSP探测的巨跨地下隧洞超前地质预报方法，包括如下步骤：S1，根据前期地质勘察报告、现场实际工况以及施工过程中的各导洞开挖面的地质素描情况，确定巨跨地下隧洞开挖前方主结构面的产状；S2，根据隧道主结构面产状，确定若干激发孔以及检波器在开挖导洞内的布设位置；S3，激发孔以及检波器布设完成后，进行隧道TSP探测，获取巨跨隧洞开挖前方各种地震参数，形成TSP长距离地质报告。本发明在地质勘察资料的基础上，根据隧道开挖前方主结构面的产状，选择合理的位置布设激发孔，并在巨跨隧洞横向上增加检波器，接收更大范围内的反射波，从而增加地震波的数据采集率及信噪比，控制数据采集质量，提高TSP探测的探测范围和精确度。

技术领域

本发明涉及超前地质预报技术领域，具体涉及一种基于TSP探测的巨跨地下隧洞超前地质预报方法。

背景技术

近些年来，我国经济社会高速发展，大规模的交通、水利、储库等地下隧洞大量出现，而隧洞的建设也越来趋于深埋、超长、巨跨、地质条件复杂等特点，尤其是随着经济发展需求的增加，隧洞开挖断面面积不断增大，跨度在30m以上的巨跨隧洞也屡见不鲜，该巨跨隧洞与常规隧洞相比，设计及施工难度均较大。因此，在施工期进行更好的超前地质预报是对巨跨隧洞施工安全的强有力保障。

现有超前地质预报方法主要以超前物探为主，其中TSP(隧道地震预报系统)探测是其中使用最为广泛的一种，但对于巨跨地下隧洞而言，其横向范围的地质情况与常规导洞同样存在较大差异。目前，对于采用分步开挖施工的巨跨地下隧洞的TSP探测一般有两种方法：第一种是将每一个导洞视为跨度较小(15m)的常规隧洞，分别对其进行TSP探测，但是这种做法不仅耗时费力，且往往存在多次探测结果互相叠加，影响最终解译的现象；第二种是根据现场实际勘察情况，选择其中一个先行开挖的导洞进行TSP探测，其余导洞地质情况参考该导洞。这种方法由于在其在横向上缺乏足够的地震波反射(如图1所示，方框标记的其它导洞范围内无反射波接收)。因此，隧道横向范围内的探测精度较差，无法准确查明其余导洞前方开挖范围内的地质情况，解译效果欠佳。

发明内容

基于现有针对巨跨地下隧洞实施超前地质预报技术所存在的上述缺陷和不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种通过在横向上增加检波器数量、合理调整检波器及激发孔的布设位置，在不增加成本的前提下，增加横向预报范围及探测精度的基于TSP探测的巨跨地下隧洞超前地质预报方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于TSP探测的巨跨地下隧洞超前地质预报方法，所述巨跨地下隧洞采用多导洞分布开挖的方式进行施工，施工过程中，采用如下方法进行超期地质预报，具体步骤为：

S1，根据前期地质勘察报告、现场实际工况以及施工过程中的各导洞开挖面的地质素描情况，分析确定巨跨地下隧洞开挖前方主结构面的产状；

S2，根据隧道主结构面产状，确定若干激发孔以及多个检波器在开挖导洞内的布设位置；

其中，所述检波器分别设置于各个导洞的边墙上，同一导洞两侧边墙上的检波器关于隧洞轴线对称；所述若干激发孔同时布设于激发孔发出的地震波经主结构面反射后，能够被所有检波器接收的导洞侧墙上；

S3，激发孔以及检波器布设完成后，进行隧道TSP探测，获取巨跨地下隧洞开挖前方各种地震参数，形成TSP长距离地质报告。

进一步地，还包括如下步骤：

S4，根据TSP长距离地质报告，对TSP探测异常段，采用超前物探手段进行对比分析，形成综合超前物探报告；

S5：根据步骤S4中的综合超前物探报告，针对物探异常段落，采用水平钻探的方式，进行验证分析，获得综合地质报告。

上述方案中，所述巨跨地下隧洞包括至少3个分步开挖的导洞，所述巨跨地下隧洞的跨度大于等于30m。