地震波反射法實(shí)施細(xì)則

地震波反射法（簡(jiǎn)稱TSP）實(shí)行細(xì)則1檢測(cè)原理地震波反射法（TSP法）是運(yùn)用地震波反射回波措施測(cè)量的原理。地震波震源采用小藥量炸藥激發(fā)產(chǎn)生，炸藥激發(fā)在隧道邊墻的風(fēng)鉆孔中，一般24個(gè)炮孔布置成一條直線。地震波的接受器也安頓在孔中，一般左右洞壁各布置一種。地震波在巖石中以球面波形式傳播，當(dāng)?shù)卣鸩ㄅ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，一部分信號(hào)透射進(jìn)入前方介質(zhì)繼續(xù)傳播。反射的地震信號(hào)被高敏捷度的地震檢波器接受，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，可以到達(dá)預(yù)報(bào)隧道掌子面前方地質(zhì)條件的目的。在一定間隔距離內(nèi)持續(xù)采用上述措施，結(jié)合施工地質(zhì)調(diào)查，可以得到隧道圍巖的地質(zhì)力學(xué)參數(shù)，如-動(dòng)彈性模量、動(dòng)剪切模量和動(dòng)泊松比參數(shù)等。工作中結(jié)合有關(guān)的地質(zhì)資料和施工地質(zhì)工作，總結(jié)預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)可以提高預(yù)報(bào)的精確性。2檢測(cè)儀器簡(jiǎn)介采用地震波反射法（TSP）技術(shù)進(jìn)行預(yù)報(bào)中，使用的儀器為TGP206隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)，TGP206（TunnelgeologyPrediction)由北京市水電物探研究所研制，已經(jīng)通過國(guó)內(nèi)著名隧道專家組評(píng)審，鑒定為具有國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平。TGP206隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)包括儀器主機(jī)、配件和處理軟件三部分構(gòu)成。下圖為TGP206隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)實(shí)物照片。圖TGP206隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)3探測(cè)措施采用黃油耦合，定向安頓孔中三分量檢波器；記錄接受器孔、距離接受器近來的炮孔和隧道掌子面的里程樁號(hào)，以及各炮孔間的距離，以上數(shù)據(jù)填寫在《TGP現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)登記表》中；爆破孔藥量一般控制在50～70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)線布置段至隧道掌子面間的隧道圍巖進(jìn)行地質(zhì)描述，以利于資料解釋。4測(cè)線布置在隧道左或右壁的同一水平線上從里向外布置24個(gè)炮孔，炮孔間距2.0m，炮孔高度1.1m；與接受孔的近來距離一般為20m。下圖為工作布置示意圖圖工作布置示意圖圖鉆孔布置平面示意圖5上一次預(yù)報(bào)的施工驗(yàn)證狀況及原因分析在實(shí)際施工中，對(duì)預(yù)報(bào)的成果進(jìn)行驗(yàn)證，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以利于下次預(yù)報(bào)，下表為超前地質(zhì)預(yù)報(bào)施工驗(yàn)證表。表超前地質(zhì)預(yù)報(bào)施工驗(yàn)證表序號(hào)里程長(zhǎng)度（m）推斷結(jié)果驗(yàn)證成果1236測(cè)試成果初步分析采集的地震波數(shù)據(jù)，通過TGPwin軟件進(jìn)行處理、獲得P波、SH波、SV波的時(shí)間剖面、有關(guān)偏移歸位剖面等成果。在成果分析中：以P波、SH波、SV波的原始記錄分析測(cè)段巖體的地質(zhì)條件；以有關(guān)偏移歸位剖面預(yù)報(bào)前方巖體地質(zhì)條件，預(yù)報(bào)分析推斷以P波剖面資料為主，結(jié)合橫波資料綜合解釋。解釋中遵照如下準(zhǔn)則：①正反射振幅表明硬巖層，負(fù)反射振幅表明軟巖層。②若S波反射較P波強(qiáng)，則表明巖層含水。eq\o\ac(○,3)左右洞壁對(duì)比，以激發(fā)和接受在同一側(cè)的資料為主的原則。eq\o\ac(○,4)縱橫波資料對(duì)比，以縱波資料為主的原則。7成果圖表TGP206進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)后，得要如下成果：檢測(cè)記錄與檢測(cè)段巖體參數(shù)表，縱波p、橫波s分離原始波形圖、縱波p、橫波s回波分離分析圖，激發(fā)與接受同側(cè)壁P、SH、SV波的有關(guān)偏移圖、激發(fā)與接受對(duì)側(cè)壁P、SH、SV波的有關(guān)偏移圖、激發(fā)與接受同側(cè)壁P、SH、SV波的有關(guān)衰減圖、激發(fā)與接受對(duì)側(cè)壁P、SH、SV波的有關(guān)衰減圖，根據(jù)這些成果，對(duì)測(cè)量段地質(zhì)狀況做出預(yù)報(bào)，樣例圖、表如下：表檢測(cè)記錄與檢測(cè)段巖體參數(shù)表工程名稱隧道工程施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)預(yù)報(bào)里程掌子面里程右壁檢波點(diǎn)里程左壁檢波點(diǎn)里程右壁激發(fā)點(diǎn)里程左壁激發(fā)點(diǎn)里程測(cè)段巖體參數(shù)波速VpVs波速比動(dòng)泊松比動(dòng)彈模量動(dòng)剪模量巖體密度注：檢測(cè)段指已經(jīng)開挖段，表中數(shù)據(jù)為運(yùn)用TGP206地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)對(duì)該段精確勘測(cè)的巖體參數(shù)，為本次超前預(yù)報(bào)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。p波sh波sv波圖5縱波p、橫波s分離原始波形圖p波回波sh波回波sv波回波圖縱波p、橫波s回波分離分析圖圖激發(fā)與接受同側(cè)壁P、SH、SV波的有關(guān)偏移圖圖激發(fā)與接受對(duì)側(cè)壁P、SH、SV波的有關(guān)偏移圖圖激發(fā)與接受同側(cè)壁P、SH、SV波的有關(guān)衰減圖圖激發(fā)與接受對(duì)側(cè)壁P、SH、SV波的有關(guān)衰減圖8TGP206隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集前期準(zhǔn)備工作8.1現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作TGP206隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)重要準(zhǔn)備工作——布置接受孔和激發(fā)孔。布孔平面圖如下（從隧道洞頂方向向下看）：闡明：按如圖方式在隧道內(nèi)布置接受孔和激發(fā)孔，布孔規(guī)定如下：1、接受孔一對(duì)，在隧道左右側(cè)壁對(duì)稱布設(shè)。接受孔規(guī)定如下：（1）孔高距離地面（臺(tái)階法開挖時(shí)，距開挖臺(tái)階底面）高度為1.1m，孔深2m，孔徑50mm（用Φ50的鉆頭鉆孔即可）；（2）鉆孔規(guī)定水平，不能向上或向下傾斜，鉆孔筆直，不能彎曲。（3）鉆孔時(shí)用干鉆，即不能用水沖洗鉆孔。（4）孔內(nèi)潔凈，無碎石、泥土、水等雜物（成孔后用風(fēng)管把孔吹潔凈）。2、激發(fā)孔24個(gè)，在隧道一側(cè)壁布設(shè)。接受孔規(guī)定如下：（1）激發(fā)孔最佳布置在沒有風(fēng)管和高壓電線的一側(cè)。（從安全角度出發(fā)）（2）激發(fā)孔間距2m，第一種激發(fā)孔距離接受孔20m，最終一種激發(fā)孔距離掌子面約3~6m（3）孔高距離地面（臺(tái)階法開挖時(shí)，距開挖臺(tái)階底面）高度為1.1m，孔深1.8m，孔徑40mm（用Φ42的鉆頭鉆孔即可）；（4）鉆孔規(guī)定向下略傾斜