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SmartSolo为隧道超前预报探测保驾护航
2021年08月20日
       

  近几月,伴随着全国大范围降雨,众多地区受到了不同程度的自然灾害和事故,也引发了社会的广泛关注和思考,今天我们来聊一聊隧道工程及隧道超前预报的探测技术。

  隧道工程属于隐蔽工程,常常会受到各种不良地质体的影响,在隧道施工前或者施工过程中如果不能准确地对可能遇到的不良地质体进行预报或预测,就有可能影响施工的进度,甚至会引发灾难性事故。

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  TSP(Tunnel Seismic Prediction)是隧道超前预报的英文缩写,属多波多分量高分辨率地震反射波探测技术。该技术通过人工制造一系列有规律排列的轻微震源,产生地震波(弹性波),形成一个地震源断面,地震波在岩石中以球面波形式传播,地震波遇到岩石波阻抗差异界面(例如破碎带、断层或软弱夹层等),有一部分发生反射,反射波信号将被布置在隧道左右边墙上的2个高灵敏度的三分量加速度地震传感器(检波器)所接收并记录下来。这些反射波信号的传播速度、延迟时间、波形、波幅和方向是与相应的不良地质体的性质和分布状况紧密相关的。经相关软件对数据进行处理,可得P波和S波的波场分布规律,最终显示掌子面前方与隧道轴线相交的反射同相轴及其地质解译的成果图。由相应密度值,可算出预报区内岩体物理力学参数,进而分析该区围岩完整性情况。

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TSP超前预报原理示意图

  近日,西安中地博睿科技有限公司采用SmartSolo IAU-19智能采集单元外接60Hz三分量检波器对某隧道实施了TSP法超前预报,目的是探测掌子面前方的不良地质体,进一步查清隧道开挖工作面前方的工程地质和水文地质条件,降低施工风险、指导工程施工顺利开展。

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SmartSolo IAU-19智能采集单元

  数据处理及分析:

  TSP深度偏移成果:

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ZK0+513处掌子面TSP深度偏移成像

  反射界面提取:

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ZK0+513处掌子面TSP 纵波反射界面提取

  探测结果显示,在ZK0+513掌子面前方约65-95m处,反射层较密集,节理裂隙发育,围岩完整性较差。本次探测数据处理结果与隧道实际开挖情况吻合较好,SmartSolo IAU智能采集单元成功助力工程师们开展隧道超前预报工作。