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隧道施工超前地質(zhì)預報發(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)預報工作,雖然已經(jīng)有了一個(gè)良好開(kāi)端,但距離普及和高水平的預報還相差甚遠。然而,很多開(kāi)展了施工地質(zhì)工作或超前地質(zhì)預報工作的施工單位,都取得了巨大的經(jīng)濟和社會(huì )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)預報必將很快在我國隧道施工中開(kāi)展起來(lái),雖然還存在很多困難,但前景是無(wú)限光明的。
在儀器探測方面,研制準確、遠距離、更先進(jìn)的探測設備是首選。對于當前國內外最先進(jìn)的長(cháng)期超前地質(zhì)預報設備TSP、TGP(隧道地震勘探)來(lái)說(shuō),雖然探測距離可以達到掌子面前方300 - 500m,但目前有效解譯預報距離卻只在掌子面前方100m、最多150m范圍內,150 - 500m范圍內只能為無(wú)效解譯預報范疇(有較大誤差);所以,如何增加TSP技術(shù)的有效解譯預報距離,是當前TSP探測的主要努力方向之一。除此之外,當前應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(wèn)題(如水帶的類(lèi)型、性質(zhì)、涌水量等),以及如何應用TSP、TGP的探測成果預報圍巖級別等,尚不夠成熟,需要進(jìn)一步研究和總結經(jīng)驗,也是今后努力的方向。
據超前預報技術(shù)的5項科學(xué)問(wèn)題,下面對國內外現有的超前預報技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和缺陷進(jìn)行客觀(guān)評價(jià):①陸地聲吶法缺乏技術(shù)含量,屬于非專(zhuān)業(yè)化技術(shù),沒(méi)有應用價(jià)值。②負視速變法、水平剖面法資料處理以走時(shí)分析為主,對波速分析、波場(chǎng)識別等方面沒(méi)有技術(shù)應對,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(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)信息,是其優(yōu)點(diǎn);但采用垂直剖面觀(guān)測方式不能準確確定圍巖波速,不能進(jìn)行波場(chǎng)分離和濾除側向波和面波干擾,縱橫波分離不真實(shí)等問(wèn)題,導致偏移圖像位置不真實(shí),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(guān)測系統,但率成像缺少波速?lài)鷰r波速分析功能,沒(méi)有三維波場(chǎng)分析和濾除側向波及面波的功能,偏多圖像包含太多的虛假成分,應用中誤報幾率較大,存在一定的風(fēng)險,屬于中級技術(shù)。TST技術(shù)滿(mǎn)足5項科學(xué)要求,從理論的嚴謹性、預報的準確性、可靠性等方面都是目前好的,屬于高級技術(shù),應該大力推廣應用。
對于超前地質(zhì)預報的發(fā)展方向來(lái)說(shuō),國外主要側重儀器探測。然而,根據我們的經(jīng)驗,無(wú)論是長(cháng)期還是短期超前地質(zhì)預報和臨近警報,儀器探測離不開(kāi)準確的地質(zhì)資料,儀器探測成果的解譯離不開(kāi)地質(zhì)分析,儀器探測更要與各種地質(zhì)預測方法緊密結合,才是高質(zhì)量、高精度、高水平超前地質(zhì)預報的必由之路,也是隧道超前地質(zhì)預報的真正發(fā)展方向。在工程地質(zhì)預報方面,全新的斷層破碎帶隧道超前地質(zhì)預報理論、參數預測及其預測公式雖然得到了很好的應用,但是預測方法及技術(shù)應用還需進(jìn)一步完善和提高。新的工程地質(zhì)預測方法和理論,仍然是隧道超前地質(zhì)預報發(fā)展方向的首選。
當然,無(wú)論是儀器探測法還是工程地質(zhì)預測法,都有待于提高?;谕晟频牡刭|(zhì)理論基礎及地質(zhì)分析成果,結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)預報方法,可有效地提高預報精度,避免災害的發(fā)生。
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