tgp206在羊曲水電站導(dǎo)流洞地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

1、<p>　　TGP206在羊曲水電站導(dǎo)流洞地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中的應(yīng)用</p><p>　　摘要：復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道施工中,如何探明地質(zhì)情況,選擇合理開挖方案,關(guān)系到隧道施工的順利進(jìn)行,超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的作用顯得尤為重要。本文結(jié)合羊曲水電站導(dǎo)流洞工程實(shí)例,介紹TGP206型地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)的探測(cè)原理、探測(cè)方法、測(cè)線布置、結(jié)果分析技術(shù)。預(yù)報(bào)結(jié)果顯示,TGP法結(jié)合工程地質(zhì)調(diào)查進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)報(bào)對(duì)隧道的安全施工具有積極的

2、意義。 </p><p>　　關(guān)鍵詞:TGP206;隧道;地質(zhì)超前預(yù)報(bào) </p><p>　　Abstract: Under complicated geological conditions in the tunnel construction,How to prove geological conditions, choice a reasonable excavation progr

3、amme, relating to the smooth progress of construction of the tunnel, advanced geological forecast is becoming more and more important. In this paper,with examples of Yangqu diversion tunnel project, Focusing on TGP206 ge

4、ological forecast system theory, detection method, line layout and results analysis techniques. According to the results, the combi</p><p>　　Key word: TGP206; tunnel;advance geological forecast </p>&

5、lt;p>　　中圖分類號(hào)：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　1 工程概況 </b></p><p>　　黃河羊曲水電站位于青海省海南州興海縣與貴南縣交界處，距上游班多水電站河道距離約75km，距下游龍羊峽水電站河道距離約100km。距離省會(huì)西寧市242km，距貴南縣城50km，交通條件較為便利。導(dǎo)流隧洞布置于黃河左岸，全長(zhǎng)1190

6、m，設(shè)計(jì)平均斷面13m×19m，其中最大斷面22.3×23.6m。隧洞沿線地形起伏較大， 在導(dǎo)0+420m和導(dǎo)0+464.8m處分別通過(guò)根瑪龍洼和根洲龍洼沖溝，溝底最低高程2656m，過(guò)溝段隧洞上覆巖體厚度36m。隧洞進(jìn)口位于Sd1松動(dòng)體上游側(cè)，自然坡度30°～40°，地表無(wú)覆蓋，基巖為砂質(zhì)板巖夾千枚狀板巖，板理較發(fā)育，巖層走向與岸坡走向近一致，與洞線夾角約40°，傾向下游偏岸外，為近順

7、向坡。 </p><p>　　2 TGP206超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)探測(cè)原理及方法 </p><p>　　2.1探測(cè)原理[1] </p><p>　　TGP(Tunnel Geology Prediction)超前預(yù)報(bào)方法是利用地震波在不均勻、不連續(xù)地質(zhì)體中產(chǎn)生反射波，實(shí)現(xiàn)隧洞地質(zhì)超前預(yù)報(bào)目的。地震波震源采用小藥量炸藥在隧洞邊墻的風(fēng)鉆孔中激發(fā)產(chǎn)生，激發(fā)炮孔在洞壁一側(cè)沿直線

8、布置，一般采用24個(gè)或18個(gè)炮孔。地震波的接收器也安置在孔中，一般左右壁各布置一個(gè)。地震波在巖石中以球面波形式傳播，當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅綇椥圆ㄗ杩共町惤缑鏁r(shí)，例如斷層、巖體破碎帶、巖性變化或巖溶發(fā)育帶等，一部分地震信號(hào)反射回來(lái)，一部分信號(hào)透射進(jìn)入前方介質(zhì)繼續(xù)傳播和發(fā)生反射。反射的地震波信號(hào)被高靈敏度的地震檢波器接收。地震波反射信號(hào)的傳播時(shí)間與傳播距離成正比，與傳播速度成反比，因此通過(guò)測(cè)量直達(dá)波速度、反射回波的時(shí)間、波形和強(qiáng)度，可以達(dá)到預(yù)報(bào)隧洞掌

9、子面前方地質(zhì)條件的目的。隧洞地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作要貫穿隧洞施工的全過(guò)程，在一定間隔距離內(nèi)連續(xù)采用上述方法，一方面是隧洞安全施工工序的需要；另一方面預(yù)報(bào)工作本身通過(guò)連續(xù)的無(wú)間隔檢測(cè)，有助于預(yù)報(bào)工作成果質(zhì)量和準(zhǔn)確性的提高。 </p><p><b>　　2.2探測(cè)方法 </b></p><p>　　采用黃油耦合，定向安置孔中三分量檢波器；記錄檢波器接收孔、激發(fā)炮孔和隧洞掌子面

10、的里程，以及各炮孔之間的距離，爆破孔藥量一般控制在60～120克，采用計(jì)時(shí)線炸斷的觸發(fā)方式，在孔中灌滿水的條件下激發(fā)，按序依次起爆和進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。工作中對(duì)測(cè)線布置段和隧洞掌子面巖體進(jìn)行地質(zhì)描述，用于資料解釋。 </p><p>　　3工程應(yīng)用實(shí)例及結(jié)果分析 </p><p>　　對(duì)羊曲水電站導(dǎo)流洞進(jìn)行了隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)探測(cè)工作。選取導(dǎo)1+000m～導(dǎo)0+850m段進(jìn)行結(jié)果分析。為隧道信息化

11、施工提供掌子面前方圍巖的地質(zhì)條件，對(duì)不良地質(zhì)或圍巖級(jí)別的變化作好思想準(zhǔn)備，提前做好施工組織和準(zhǔn)備必要的施工措施。 </p><p>　　3.1測(cè)線及孔位布置 </p><p>　　預(yù)報(bào)檢測(cè)時(shí)掌子面里程為導(dǎo)1+000m，左右壁接收孔的里程為導(dǎo)1+074m，激發(fā)孔布置在洞壁左側(cè)，激發(fā)孔的起止里程為導(dǎo)1+054m～導(dǎo)1+008m，激發(fā)孔的間距為2.0m，共布置24個(gè)激發(fā)炮孔，激發(fā)炮孔距離當(dāng)前隧洞

12、底板的高度為1.2m。接收孔距離掌子面74m；接收孔距離最近的激發(fā)炮孔20m。測(cè)線布置如圖1。 </p><p>　　激發(fā)孔與接收孔的布置高度為一條直線，該直線距離隧道當(dāng)前地板的高度在1.0 ～ 1.2米范圍內(nèi)，選擇一個(gè)確定的高度布置。激發(fā)炮孔由掌子面退后3～5米開始，等間距布置，炮孔之間的距離為2米。接收孔在距離最近炮孔20～30米范圍，選擇巖體相對(duì)完整的地段確定孔位，左右洞壁對(duì)稱（同里程）布置。激發(fā)孔與接收孔

13、的孔深均 </p><p>　　圖1 測(cè)線布置示意圖 </p><p>　　Fig.1 The arrangement diagram of line </p><p>　　為2米，數(shù)量為24個(gè)。 </p><p>　　3.2探測(cè)結(jié)果分析 </p><p>　　通過(guò)在羊曲水電站導(dǎo)流洞導(dǎo)1+074m的左、右壁布置檢波器，

14、在隧洞導(dǎo)1+054m～導(dǎo)1+008m段布置激發(fā)孔，采集預(yù)報(bào)工作，試驗(yàn)結(jié)果見下圖。三分量P波、SH波和SV波原始波形圖如2所示，TGP綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)成果圖見圖4~5。 </p><p>　　圖2 兩側(cè)P、SH、SV波形圖 </p><p>　　Fig.2 The P, SH, SV waveform of bothsides </p><p>　　選取導(dǎo)1+000m～導(dǎo)

15、0+980m（20m）段試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得到如下結(jié)論： </p><p>　　圍巖整體為砂質(zhì)板巖，估算巖體速度與測(cè)量段（炮孔實(shí)測(cè)段）巖體速度基本一致，地震波在此段未見明顯衰減，表明此段巖體節(jié)理裂隙稍發(fā)育，整個(gè)巖體較完整；主要不良地質(zhì)構(gòu)造面走向與洞軸線近直立，施工中 </p><p>　　拱頂易產(chǎn)生掉塊及小型巖體滑塌，不良地質(zhì)構(gòu)造面較掌子面的左側(cè)先出現(xiàn)，施工中可根據(jù)左側(cè)巖體的異常及時(shí)合理的

16、調(diào)整支護(hù)參數(shù)和控制好開挖進(jìn)尺；在導(dǎo)0+990～導(dǎo)0+980段橫波（Sh波Sv波）的反射強(qiáng)，而縱波（P波）反射弱，而且橫波反射明顯比縱波反射強(qiáng)，分析此段巖體為節(jié)理密集破碎帶，破碎帶裂隙含水，地下水較發(fā)育，施工至此段里程是應(yīng)處理好防排水措施。綜合評(píng)定此段巖體節(jié)理裂隙稍發(fā)育，巖體較堅(jiān)硬，微風(fēng)化，巖體裂隙含水，整體性較好，穩(wěn)定性較好；建議按Ⅲ2級(jí)圍巖為主施工，施工中應(yīng)加強(qiáng)圍巖的監(jiān)控量測(cè)和地下水的監(jiān)控和處理好防排水。 </p>&l

17、t;p><b>　　圖4 右壁成果圖 </b></p><p>　　Fig.4 The results of rightwall </p><p><b>　　4結(jié)論 </b></p><p>　　通過(guò)TGP206地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)在該隧道出口端的應(yīng)用,可得以下結(jié)論[2, 4]： </p><p&g

18、t;　　(1)隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)是一項(xiàng)先進(jìn)可靠的探測(cè)技術(shù),它能夠及時(shí)提供有關(guān)隧道掌子面前方和周圍地質(zhì)條件變化信息。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際開挖巖層與探測(cè)結(jié)果的對(duì)比分析，可以看出此方法對(duì)圍巖的評(píng)估可靠,為減少施工的盲目性和事故發(fā)生率、降低施工成本和縮短施工工期起到了重要的作用。 </p><p><b>　　圖5 左壁成果圖 </b></p><p>　　Fig.5 The res

19、ults of leftwall </p><p>　　(2)由于工程地質(zhì)條件的復(fù)雜性和技術(shù)能力的有限性,它的探測(cè)精度不可能是百分之百,要提高隧道施工的預(yù)測(cè)精度,首先要采用多種探測(cè)手段,將不同探測(cè)手段得到的結(jié)果進(jìn)行比較分析綜合,其次是要不斷積累現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能得到最佳的效果、積極指導(dǎo)施工。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p>

20、<p>　　[1] 何發(fā)亮,李蒼松,陳成宗. 隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)［M］.成都:西南交通大學(xué)出版社,2006. </p><p>　　[2]劉志剛,劉秀峰.TSP在隧道隧洞超前預(yù)報(bào)中的應(yīng)用與發(fā)展[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào), 2003, 22(8): 1399~1402. </p><p>　　[3] 曾昭璜.隧道地震反射法超前預(yù)報(bào)[J].地球物理學(xué)報(bào), 1994,37(2). <