T S P超前探測在巨跨地下隧洞中的應用探析

李兆龍

（中鐵第六勘察設計院集團有限公司隧道設計分公司，天津 300133）

1 引言

近年來，我國經濟社會高速發展，大規模的交通、水利、儲庫等地下隧洞大量出現，使隧洞的建設也越來越趨于深埋、超長、巨跨、地質條件復雜等特點，尤其是隨著經濟發展需求的增加，隧洞開挖斷面面積不斷增大，跨度在30 m以上的巨跨隧洞屢見不鮮，其設計與施工難度較常規隧洞有較大增加[1]。因此，在施工期更好地進行超前地質預報是對巨跨隧洞施工安全的強有力保障。現有超前地質探測中，TSP（隧道地震預測系統）探測是其中使用最為廣泛的一種方法[2]，但對于巨跨地下隧洞而言，其橫向范圍的地質情況同樣存在較大差異，而常規TSP探測方法在橫向上的探測范圍有限，解譯效果欠佳。因此，亟須對現有TSP探測方法進行優化調整，從而解決其在巨跨隧洞超前探測的局限性問題。

2 T S P原理

TSP于2002年前后被引入我國，其基本原理是利用人工激發的地震波向前傳播，在地震波遇到地質結構面（如地層界面、斷層、節理、溶洞等）時發生反射，通過預先安裝的檢波器將反射波的傳播速度、強度、時間、波形等數據記錄下來，再經過相應的軟件進行數據處理，最后形成波形圖等，用來解譯前方的地質情況，即數據采集—數據處理—成果解譯3部分[3]。

3 存在的問題

從TSP探測的基本原理可以看出，影響其探測成果最重要的因素是所采集的數據質量。對于常規地下隧洞，其跨度大都在15 m以下。在檢波器、震源激發孔設置合理，TSP儀器參數調整適當的情況下，往往能準確獲取隧洞開挖前方各種地震參數，并形成探測報告，判斷前方50～200 m范圍的地質情況[4，5]。……