隧道不同工況的超前地質(zhì)預(yù)報方法
1 山嶺地道施工
山嶺地道正執(zhí)政“長、大、深”方向展開,由于其細(xì)致工程特征不同,所以采用的預(yù)告辦法也不同。
1.1 工程特征
山嶺地道通常較長、埋深較大,在前期勘測期間由于受技藝伎倆和現(xiàn)場條件所限(如:勘查較粗,且地上條件較差;地表植物較多,不利于許多辦法勘探;許多地球物理辦法的縱向分辨率跟著深度的添加而降低,且地道開挖直徑僅16m,埋深150m,縱向分辨率為90%),使地表勘探的難度加大,前期勘測材料的準(zhǔn)確度和可靠性就較差。
1.2 預(yù)告辦法
山嶺地道應(yīng)以掌子面超前地質(zhì)預(yù)告為主,而長距離預(yù)告應(yīng)以地震反射法中角度偏移法為主。其他電性辦法,由于供電等緣由,且勘探距離較淺,可作為輔助辦法�?倓t是“歸結(jié)參數(shù)(波速+電阻率)、長短別離(地震反射法+電性辦法)”。地震反射法有:TSP、VSP、HSP、TRT、USP等。電性辦法有:GPR地質(zhì)雷達(dá)、TEMT瞬變電磁法、BEAM激起極化法。鉆孔辦法有彈性波和電磁波CT。預(yù)告時可根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件復(fù)雜狀況選擇運用。
2 地鐵淺埋暗挖法和盾構(gòu)法施工
地鐵施工往常根本不做掌子面超前地質(zhì)預(yù)告,但并不標(biāo)明地鐵施工不需求超前地質(zhì)預(yù)告。由于往常國內(nèi)大范圍地鐵施工仍在地表下20m以上施工,且地鐵地道前期勘測材料相對山嶺地道而言較為細(xì)致;另外,地鐵所選線路根本都在原有城市道路下方,地鐵所穿越的上方既有市政設(shè)備及既有構(gòu)筑物根本已知;再者,地鐵主要樹立在大型城市市域內(nèi),而我國大多城市都樹立在沖洪積平原上,土體地道居多,當(dāng)然也有巖質(zhì)地道和較為復(fù)雜的巖溶區(qū)域。固然,地鐵地道遠(yuǎn)比山嶺地道地質(zhì)狀況簡單,可是其修建于鬧市區(qū),對地層變形和既有設(shè)備的維護(hù)又遠(yuǎn)比山嶺地道難于操控。所以,地鐵地道對超前地質(zhì)預(yù)告技藝的需求是火急的,技藝懇求愈加精密,呈現(xiàn)的問題或許多�,F(xiàn)階段不做掌子面前方預(yù)告,主要受預(yù)告技藝和儀器設(shè)備所限。
2.1 工程特征
1)埋深相對較淺,地質(zhì)狀況相對簡單,但變化較頻頻,更注重對既有構(gòu)筑物的維護(hù);2)對盾構(gòu)施工而言,更注重對大粒徑(50cm以上)卵礫石散布和細(xì)致位置的勘探與預(yù)告;3)對砂性土體則注重對空泛、水囊的勘探;4)公開水對工程施工的影響很大,也是勘探預(yù)告的重點。
2.2 預(yù)告辦法
由于地鐵施工埋深較淺,所以就國內(nèi)現(xiàn)有技藝而言,地鐵前方預(yù)告辦法應(yīng)以地上辦法為主(20m以上)、掌子面辦法為輔�?墒堑厣峡碧绞芨鞣N干擾影響較大,如振蕩、電磁干擾等等,往常北京地鐵開工前要中止地上雷達(dá)法空泛掃描勘探,測線距離4m,勘探深度根本在6m以上,而地道理論開挖在10m以下,因此勘探辦法對地道施工輔佐不大。不過,應(yīng)用較大震源的跨孔法勘探也不失為一種好辦法,但仍需求做進(jìn)一步的實驗和研討。常采用的地上勘探辦法有:GPR地質(zhì)雷達(dá)、TEM瞬變電磁法、淺層地震法、高密度電阻率法、歸結(jié)參數(shù)跨孔法等;地道掌子面預(yù)告辦法有:USP地震反射法、GPR地質(zhì)雷達(dá)、TEMT瞬變電磁法、BEAM法等。運用哪種辦法應(yīng)別離細(xì)致地質(zhì)條件和現(xiàn)場條件歸結(jié)肯定。
3 在盾構(gòu)機及TBM上設(shè)備預(yù)告設(shè)備
在盾構(gòu)機或TBM上設(shè)備超前地質(zhì)預(yù)告設(shè)備,不時是機械開挖的方針和方向,但往常的盾構(gòu)機和TBM根本上還沒有這方面的設(shè)備。日本一些學(xué)者,做過一些SSP(Sonic Soft Ground Probing)聲波前方預(yù)告的實驗工作(見圖4),但往常仍沒有更深化的研討成果和更成熟的閱歷。
3.1 施工特征
盾構(gòu)機和TBM推進(jìn)艙的場地很小,且前方的刀盤轉(zhuǎn)動要堅持必定的前方壓力,這對預(yù)告技藝、辦法和設(shè)備排列會帶來必定的困難。對地震法而言,機械開挖的振蕩較大、影響也大;對電磁類辦法而言,干擾電流和機器本身金屬類感應(yīng)影響較大,掌子面現(xiàn)場也很難排布和操作,這些都構(gòu)成了勘探上的困難。
3.2 預(yù)告辦法
在盾構(gòu)機和TBM上設(shè)備固定的設(shè)備中止超前地質(zhì)預(yù)告無疑是一個好的方向,由于機械設(shè)備及各種電流的干擾,在設(shè)備上設(shè)備地震波反射法設(shè)備或許更為有用。筆者及地點團(tuán)隊正在嘗試將干擾源作為鼓舞源中止超前地質(zhì)預(yù)告的研討。當(dāng)然,應(yīng)用角度偏移的地震反射法應(yīng)為首選。但對敞開式盾構(gòu)或TBM也可采用其他掌子面辦法中止預(yù)告。
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