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隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報發(fā)展方向
目前,在我國的隧道施工中,施工地質(zhì)工作特別是超前地質(zhì)預(yù)報工作,雖然已經(jīng)有了一個良好開端,但距離普及和高水平的預(yù)報還相差甚遠(yuǎn)。然而,很多開展了施工地質(zhì)工作或超前地質(zhì)預(yù)報工作的施工單位,都取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。因此,我們完全可以相信隧道施工地質(zhì)工作或超前地質(zhì)預(yù)報必將很快在我國隧道施工中開展起來,雖然還存在很多困難,但前景是無限光明的。
在儀器探測方面,研制準(zhǔn)確、遠(yuǎn)距離、更先進(jìn)的探測設(shè)備是首選。對于當(dāng)前國內(nèi)外最先進(jìn)的長期超前地質(zhì)預(yù)報設(shè)備TSP、TGP(隧道地震勘探)來說,雖然探測距離可以達(dá)到掌子面前方300 - 500m,但目前有效解譯預(yù)報距離卻只在掌子面前方100m、最多150m范圍內(nèi),150 - 500m范圍內(nèi)只能為無效解譯預(yù)報范疇(有較大誤差);所以,如何增加TSP技術(shù)的有效解譯預(yù)報距離,是當(dāng)前TSP探測的主要努力方向之一。除此之外,當(dāng)前應(yīng)用探測斷層破碎帶等不良地質(zhì)體已經(jīng)較成熟;但是,對于探測地下水問題(如水帶的類型、性質(zhì)、涌水量等),以及如何應(yīng)用TSP、TGP的探測成果預(yù)報圍巖級別等,尚不夠成熟,需要進(jìn)一步研究和總結(jié)經(jīng)驗,也是今后努力的方向。
據(jù)超前預(yù)報技術(shù)的5項科學(xué)問題,下面對國內(nèi)外現(xiàn)有的超前預(yù)報技術(shù)優(yōu)點和缺陷進(jìn)行客觀評價:①陸地聲吶法缺乏技術(shù)含量,屬于非專業(yè)化技術(shù),沒有應(yīng)用價值。②負(fù)視速變法、水平剖面法資料處理以走時分析為主,對波速分析、波場識別等方面沒有技術(shù)應(yīng)對,技術(shù)缺陷較多,為初級技術(shù)。③TSP203、TGP206的資料處理采用偏移成像技術(shù),運用了運動學(xué)和動力學(xué)信息,是其優(yōu)點;但采用垂直剖面觀測方式不能準(zhǔn)確確定圍巖波速,不能進(jìn)行波場分離和濾除側(cè)向波和面波干擾,縱橫波分離不真實等問題,導(dǎo)致偏移圖像位置不真實,包含虛假成分等技術(shù)缺陷,屬于中等技術(shù)。④TRT技術(shù)采用三維觀測系統(tǒng),但率成像缺少波速圍巖波速分析功能,沒有三維波場分析和濾除側(cè)向波及面波的功能,偏多圖像包含太多的虛假成分,應(yīng)用中誤報幾率較大,存在一定的風(fēng)險,屬于中級技術(shù)。TST技術(shù)滿足5項科學(xué)要求,從理論的嚴(yán)謹(jǐn)性、預(yù)報的準(zhǔn)確性、可靠性等方面都是目前好的,屬于高級技術(shù),應(yīng)該大力推廣應(yīng)用。
對于超前地質(zhì)預(yù)報的發(fā)展方向來說,國外主要側(cè)重儀器探測。然而,根據(jù)我們的經(jīng)驗,無論是長期還是短期超前地質(zhì)預(yù)報和臨近警報,儀器探測離不開準(zhǔn)確的地質(zhì)資料,儀器探測成果的解譯離不開地質(zhì)分析,儀器探測更要與各種地質(zhì)預(yù)測方法緊密結(jié)合,才是高質(zhì)量、高精度、高水平超前地質(zhì)預(yù)報的必由之路,也是隧道超前地質(zhì)預(yù)報的真正發(fā)展方向。在工程地質(zhì)預(yù)報方面,全新的斷層破碎帶隧道超前地質(zhì)預(yù)報理論、參數(shù)預(yù)測及其預(yù)測公式雖然得到了很好的應(yīng)用,但是預(yù)測方法及技術(shù)應(yīng)用還需進(jìn)一步完善和提高。新的工程地質(zhì)預(yù)測方法和理論,仍然是隧道超前地質(zhì)預(yù)報發(fā)展方向的首選。
當(dāng)然,無論是儀器探測法還是工程地質(zhì)預(yù)測法,都有待于提高?;谕晟频牡刭|(zhì)理論基礎(chǔ)及地質(zhì)分析成果,結(jié)合各種物探成果的綜合解譯,以地質(zhì)成果為主,物探技術(shù)為輔的綜合隧道超前地質(zhì)預(yù)報方法,可有效地提高預(yù)報精度,避免災(zāi)害的發(fā)生。
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