tgp206在羊曲水電站導流洞地質超前預報中的應用

1、<p>　　TGP206在羊曲水電站導流洞地質超前預報中的應用</p><p>　　摘要：復雜地質條件下的隧道施工中,如何探明地質情況,選擇合理開挖方案,關系到隧道施工的順利進行,超前地質預報的作用顯得尤為重要。本文結合羊曲水電站導流洞工程實例,介紹TGP206型地質超前預報系統(tǒng)的探測原理、探測方法、測線布置、結果分析技術。預報結果顯示,TGP法結合工程地質調查進行地質超前預報對隧道的安全施工具有積極的

2、意義。 </p><p>　　關鍵詞:TGP206;隧道;地質超前預報 </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：U45 文獻標識碼：A 文章編號： </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?？h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。距離省會西寧市242km，距貴南縣城50km，交通條件較為便利。導流隧洞布置于黃河左岸，全長1190

6、m，設計平均斷面13m×19m，其中最大斷面22.3×23.6m。隧洞沿線地形起伏較大， 在導0+420m和導0+464.8m處分別通過根瑪龍洼和根洲龍洼沖溝，溝底最低高程2656m，過溝段隧洞上覆巖體厚度36m。隧洞進口位于Sd1松動體上游側，自然坡度30°～40°，地表無覆蓋，基巖為砂質板巖夾千枚狀板巖，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超前地質預報系統(tǒng)探測原理及方法 </p><p>　　2.1探測原理[1] </p><p>　　TGP(Tunnel Geology Prediction)超前預報方法是利用地震波在不均勻、不連續(xù)地質體中產生反射波，實現隧洞地質超前預報目的。地震波震源采用小藥量炸藥在隧洞邊墻的風鉆孔中激發(fā)產生，激發(fā)炮孔在洞壁一側沿直線

8、布置，一般采用24個或18個炮孔。地震波的接收器也安置在孔中，一般左右壁各布置一個。地震波在巖石中以球面波形式傳播，當地震波遇到彈性波阻抗差異界面時，例如斷層、巖體破碎帶、巖性變化或巖溶發(fā)育帶等，一部分地震信號反射回來，一部分信號透射進入前方介質繼續(xù)傳播和發(fā)生反射。反射的地震波信號被高靈敏度的地震檢波器接收。地震波反射信號的傳播時間與傳播距離成正比，與傳播速度成反比，因此通過測量直達波速度、反射回波的時間、波形和強度，可以達到預報隧洞掌

9、子面前方地質條件的目的。隧洞地質超前預報工作要貫穿隧洞施工的全過程，在一定間隔距離內連續(xù)采用上述方法，一方面是隧洞安全施工工序的需要；另一方面預報工作本身通過連續(xù)的無間隔檢測，有助于預報工作成果質量和準確性的提高。 </p><p><b>　　2.2探測方法 </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，采用計時線炸斷的觸發(fā)方式，在孔中灌滿水的條件下激發(fā)，按序依次起爆和進行數據采集。工作中對測線布置段和隧洞掌子面巖體進行地質描述，用于資料解釋。 </p><p>　　3工程應用實例及結果分析 </p><p>　　對羊曲水電站導流洞進行了隧道地質超前預報探測工作。選取導1+000m～導0+850m段進行結果分析。為隧道信息化

11、施工提供掌子面前方圍巖的地質條件，對不良地質或圍巖級別的變化作好思想準備，提前做好施工組織和準備必要的施工措施。 </p><p>　　3.1測線及孔位布置 </p><p>　　預報檢測時掌子面里程為導1+000m，左右壁接收孔的里程為導1+074m，激發(fā)孔布置在洞壁左側，激發(fā)孔的起止里程為導1+054m～導1+008m，激發(fā)孔的間距為2.0m，共布置24個激發(fā)炮孔，激發(fā)炮孔距離當前隧洞

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，該直線距離隧道當前地板的高度在1.0 ～ 1.2米范圍內，選擇一個確定的高度布置。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，選擇巖體相對完整的地段確定孔位，左右洞壁對稱（同里程）布置。激發(fā)孔與接收孔

13、的孔深均 </p><p>　　圖1 測線布置示意圖 </p><p>　　Fig.1 The arrangement diagram of line </p><p>　　為2米，數量為24個。 </p><p>　　3.2探測結果分析 </p><p>　　通過在羊曲水電站導流洞導1+074m的左、右壁布置檢波器，

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

15、0+980m（20m）段試驗結果進行分析，得到如下結論： </p><p>　　圍巖整體為砂質板巖，估算巖體速度與測量段（炮孔實測段）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，整個巖體較完整；主要不良地質構造面走向與洞軸線近直立，施工中 </p><p>　　拱頂易產生掉塊及小型巖體滑塌，不良地質構造面較掌子面的左側先出現，施工中可根據左側巖體的異常及時合理的

16、調整支護參數和控制好開挖進尺；在導0+990～導0+980段橫波（Sh波Sv波）的反射強，而縱波（P波）反射弱，而且橫波反射明顯比縱波反射強，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處理好防排水措施。綜合評定此段巖體節(jié)理裂隙稍發(fā)育，巖體較堅硬，微風化，巖體裂隙含水，整體性較好，穩(wěn)定性較好；建議按Ⅲ2級圍巖為主施工，施工中應加強圍巖的監(jiān)控量測和地下水的監(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結論 </b></p><p>　　通過TGP206地質超前預報系統(tǒng)在該隧道出口端的應用,可得以下結論[2, 4]： </p><p&g

18、t;　　(1)隧道地質超前預報是一項先進可靠的探測技術,它能夠及時提供有關隧道掌子面前方和周圍地質條件變化信息。通過對現場實際開挖巖層與探測結果的對比分析，可以看出此方法對圍巖的評估可靠,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)由于工程地質條件的復雜性和技術能力的有限性,它的探測精度不可能是百分之百,要提高隧道施工的預測精度,首先要采用多種探測手段,將不同探測手段得到的結果進行比較分析綜合,其次是要不斷積累現場實測經驗，這樣才能得到最佳的效果、積極指導施工。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p>

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