青島地鐵3號(hào)線均為地下線，長(zhǎng)約24.9km，，設(shè)22座車站，總體呈“西-東-北-西”走向橫穿青島市區(qū)。地鐵隧洞洞頂埋深小于30m，沿線地層變化較大，地質(zhì)災(zāi)害體發(fā)育。為保證施工安全，開挖過程全程利用隧道地震波法（TSP）和探地雷達(dá)法（GPR）實(shí)現(xiàn)地質(zhì)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，本文主要研究TSP法超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。TSP（Tunnel Seismic Prediction）是以地震波反射理論為基礎(chǔ)，結(jié)合地質(zhì)勘察資料、現(xiàn)場(chǎng)施工資料，對(duì)記錄的反射波信號(hào)進(jìn)行分析，判斷掌子面前方100-150m范圍內(nèi)不良地質(zhì)體發(fā)育位置、空間范圍及產(chǎn)狀的技術(shù)。當(dāng)前該技術(shù)已成為隧道超前預(yù)報(bào)的常用方法。但由于不同應(yīng)用隧道施工工藝、地質(zhì)環(huán)境不同，其觀測(cè)方法、數(shù)據(jù)處理、解譯標(biāo)準(zhǔn)并未統(tǒng)一。本文以青島地鐵3號(hào)線為例，闡述了TSP技術(shù)用于淺埋隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基本原理、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、數(shù)據(jù)處理和解譯分析的過程。特別分析了地面反射對(duì)采集信號(hào)的影響和消除方法，總結(jié)了TSP技術(shù)在青島地鐵超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的準(zhǔn)確度和誤報(bào)原因。研究主要取得以下進(jìn)展：（1）隧道施工過程中伴隨其他干擾波，例如聲波、工業(yè)電干擾波、面波，會(huì)影響數(shù)據(jù)質(zhì)量，降低信噪比。對(duì)于類似于青島地鐵的淺... 

【文章來源】：中國(guó)海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

線路地理位置示意圖

.1 TSP 技術(shù)探測(cè)原理TSP 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)建立在彈性波理論之上，在隧道一側(cè)邊墻平行布設(shè) 24孔，在孔中放置 50g 乳化炸藥激發(fā)地震波，當(dāng)遇到波阻抗界面時(shí)，一部分地反射回來被高靈敏度的三分量檢波器接收，形成三分量地震記錄，另一部分巖體向前繼續(xù)傳播。地震波傳播時(shí)間與掌子面前方反射界面距離成有關(guān)，信號(hào)強(qiáng)弱與反射界面性差異大小有關(guān)，反射界面兩側(cè)巖性差異越大，反射信號(hào)越強(qiáng)，反之則小；方巖體出現(xiàn)不連續(xù)面、構(gòu)造破碎帶等不良地質(zhì)體，其反射信號(hào)能量較強(qiáng)。通震勘探采用單點(diǎn)放炮多個(gè)檢波器同時(shí)接受的布設(shè)方式，隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)為檢波器一致性，根據(jù)炮檢互換原理，通常只用一個(gè)三分量檢波器，采用“多發(fā)、一點(diǎn)接收”測(cè)量方法。TSP 超前預(yù)報(bào)一般探測(cè)掌子面前方 100 -150 m 的情況。其原理如圖 3-1 所示。

表 3-1 主機(jī)性能指標(biāo)指標(biāo) 參數(shù) 性能指標(biāo) 參數(shù) 頻帶 5Hz-50kHz 增益 A/D 轉(zhuǎn)換 ΔΣ24bit 采樣率 6k 動(dòng)態(tài)范圍 144dB 道間抑制發(fā)、外觸發(fā) 記錄格式 CSP備：速度型三分量傳感器、三分量傳感器駁接。主要性能指標(biāo)：分量探頭 靈敏度：300mv/cm/sHz 體積/重量：φ47×190mm/0.設(shè)備：通過觸發(fā)線將主機(jī)與雷管聯(lián)系在一起，主示為 TSP 三部分儀器設(shè)備圖。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]τ-p變換在隧道反射地震超前預(yù)報(bào)波場(chǎng)分離中應(yīng)用的數(shù)值模擬研究[J]. 王朝令,劉爭(zhēng)平.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2012(05)
[2]TST技術(shù)在巖溶地區(qū)隧道超前預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J]. 肖啟航,謝朝娟.  巖土力學(xué). 2012(05)
[3]TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)及其在地鐵施工中的應(yīng)用[J]. 楊昆鵬,張志強(qiáng),高雪濤,劉海龍,周浩.  中國(guó)科技信息. 2011(15)
[4]TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法在隧道工程中的應(yīng)用研究[J]. 郭彥剛,白運(yùn),郝霽昊.  甘肅地質(zhì). 2011(01)
[5]聯(lián)合速度建模及其在反射波法隧道超前預(yù)報(bào)中的應(yīng)用(英文)[J]. 鞏向博,韓立國(guó),牛建軍,張曉培,王德利,杜立志.  Applied Geophysics. 2010(03)
[6]頻域奇異值分解（SVD）地震波場(chǎng)去噪[J]. 沈鴻雁,李慶春.  石油地球物理勘探. 2010(02)
[7]地震視負(fù)速度法在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J]. 楊耀.  工程地球物理學(xué)報(bào). 2009(06)
[8]TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)異常地震波信號(hào)[J]. 原小帥,張慶松,許振浩,高陽(yáng).  山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2009(04)
[9]地震勘探中的去噪技術(shù)新進(jìn)展[J]. 張孝珍,董漢強(qiáng),侯國(guó)文,李建國(guó),侯波.  勘探地球物理進(jìn)展. 2009(03)
[10]TGP隧道地震波預(yù)報(bào)系統(tǒng)與技術(shù)[J]. 劉云禎.  物探與化探. 2009(02)

博士論文
[1]隧道施工地質(zhì)地震波法超前探測(cè)技術(shù)研究[D]. 杜立志.吉林大學(xué) 2008

碩士論文
[1]探地雷達(dá)技術(shù)在青島地鐵隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用研究[D]. 孫計(jì)同.中國(guó)海洋大學(xué) 2012
[2]TSP在隧道超前預(yù)報(bào)中的研究與應(yīng)用[D]. 呂志強(qiáng).成都理工大學(xué) 2011
[3]基于角度域共成像點(diǎn)道集的偏移速度分析[D]. 朱莉.中國(guó)石油大學(xué) 2009
[4]馬麓箐隧道巖溶超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)研究[D]. 汪昌柱.上海交通大學(xué) 2009
[5]基于小波變換的地震信號(hào)去噪方法研究與應(yīng)用[D]. 周懷來.成都理工大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3314610