關于TST技術在TBM掘進隧洞超前地質預報中的應用

李忠洪

重慶化工職業學院（401228）

研究隧道位于巴基斯坦的東北部，為某水電站引水發電隧道，隧道全長為28.6km。該隧道距離地表的深度為500～1900m，屬于深埋長隧道。隧道圍巖屬于第三系巖層，主要巖石類型是砂巖以及泥質軟巖，砂巖洞段約占40%，砂巖與泥質軟巖互層段占60%。砂巖以淺灰色和青灰色為主，風化程度在強風化～微風化之間，強度較高；泥質軟巖呈現出紅色和黃色，強度總體較低，易破碎。物探檢測表明，砂巖的波速大于泥巖及砂巖泥巖互層波速。鑒于本隧洞處于較硬的砂巖、泥巖層，并有砂巖與泥巖互層的情況，因此采用TST超前地質預報技術是必要的。

1 基本原理

采用TST技術對隧道圍巖情況進行超前預報時，需要利用以下系統：隧道檢測斷面儀器空間布置系統、地震波激發系統、信號接收系統。產生地震波是檢測預報的第一步，地震波在傳播中穿透巖性分界面、斷層破裂帶、裂隙密集帶等，這些界面都屬于巖體當中的波阻抗變化界面。在經歷以上這些波阻變化界面之后，部分地震波就會被散射回來，然后相關操作人員通過這些散射信號在介質當中傳播的時間及與散射界面之間的距離，通過對各項數據進行分析，得到不同巖層當中的具體地質情況。一般情況下，散射信號傳播時間與散射界面之間的距離成正比關系，所以在使用地震波接收器對波速進行獲取之后，計算出隧洞附近巖性分界面、斷層、影響帶的情況，最終判定出不良地質體的位置及其規模。……