本文關(guān)鍵詞：國(guó)內(nèi)外隧道超前預(yù)報(bào)技術(shù)評(píng)析與推介，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

隧道超前預(yù)報(bào)技術(shù)評(píng)析與推介

1 目前國(guó)內(nèi)外超前預(yù)報(bào)技術(shù)現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)外隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)研究的總體水平還處于發(fā)展之中，不完全成熟，需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善，預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和可靠性還有待提高。現(xiàn)階段使用的隧道超前預(yù)報(bào)技術(shù)主要是以各種反射地震技術(shù)為主，地質(zhì)雷達(dá)為輔，高密度電法的應(yīng)用還不普遍。地質(zhì)雷達(dá)對(duì)含水構(gòu)造敏感，但預(yù)報(bào)的距離較短，在20-30m以?xún)?nèi)。反射地震的預(yù)報(bào)距離可以超過(guò)100m。

在隧道內(nèi)使用反射地震進(jìn)行超前預(yù)報(bào)時(shí)，觀測(cè)空間有限，同時(shí)隧道圍巖不同方向都可能形成反射，使之在解釋與判別方面存在很大的困難。為了有效地使用反射地震信號(hào)預(yù)報(bào)隧道掌子面前方的地質(zhì)情況，在觀測(cè)方式和處理方法方面形成了幾種不同的專(zhuān)門(mén)技術(shù)，其中包括負(fù)視速度法、水平剖面法（HSP），TSP、TRT和TST等預(yù)報(bào)技術(shù)，這些技術(shù)都屬反射地震預(yù)報(bào)技術(shù)，代表了不同的研究階段和技術(shù)特點(diǎn)，現(xiàn)分別對(duì)這幾種地震預(yù)報(bào)方法的特點(diǎn)進(jìn)行分析與比較。

負(fù)視速度法是由我國(guó)鐵道系統(tǒng)在上世紀(jì)90年代初開(kāi)始研發(fā)的反射地震隧道超前預(yù)報(bào)方法，曾昭璜等（1994）有關(guān)隧道地震反射法超前預(yù)報(bào)方面的研究成果具有代表性 。近年來(lái)何振起等人也發(fā)表了類(lèi)似的工作成果。該方法的觀測(cè)是在隧道一個(gè)側(cè)壁打孔布置檢波器和炮點(diǎn)，檢波器和炮點(diǎn)在一條平行隧道軸的直線上，利用直達(dá)波速估計(jì)前方圍巖的波速，利用反射波走時(shí)曲線與直達(dá)波走時(shí)曲線的交點(diǎn)推測(cè)前方構(gòu)造界面的位置。其觀測(cè)與分析方法與地震測(cè)井的垂直剖面方法有很多相似之處，所以有時(shí)也稱(chēng)‘垂直剖面法’。對(duì)于前方規(guī)模較大的不良地質(zhì)體可做出預(yù)報(bào)。數(shù)據(jù)處理是利用反射波走時(shí)確定反射界面位置，處理主要反射界面，缺乏商業(yè)化軟件，目前僅局限于鐵路系統(tǒng)少數(shù)單位使用。

圖1 負(fù)視速度法觀測(cè)與資料處理原理示意圖

水平地震剖面法（HSP）的觀測(cè)方式與負(fù)視速度法略有不同，激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)布置在隧道兩側(cè)。在隧道的一個(gè)側(cè)壁上規(guī)則設(shè)置檢波點(diǎn)，另一側(cè)壁上規(guī)則布置炮點(diǎn)，接收掌子面前方的反射信號(hào)，從而確定前方不良地質(zhì)體的位置。資料處理過(guò)程與負(fù)視速度法基本相同，將反射記錄按規(guī)律重排，讀取反射波走時(shí)數(shù)據(jù)，計(jì)算反射界面位置。與負(fù)視速度法相比，，水平剖面法的觀測(cè)系統(tǒng)的橫向展布較大，有利于提高速度分析和定位的精度。有一定的直觀性，能確定主要反射界面，對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)條件的多反射界面處理較困難。缺乏商業(yè)化軟件，在西南鐵路系統(tǒng)中有一定應(yīng)用，在臺(tái)灣和日本有一些應(yīng)用實(shí)例。

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