TSP技术在隧道探测中的应用
徐 超， 李 哲
【摘 要】【摘 要】 TSP技术在我国隧道地质超前预报中得到广泛应用，但有关其准确性一直受到学术界和工程界的关注，本文以靖那高速公路隧道工程为依托，针对该技术在隧道围岩地质情况探测中的应用进行了现场操作注意事项归纳与总结，通过数据处理与分析查明不良地质现象，并用实际开挖中揭露的溶洞位置与大小验证了TSP技术的实用性和准确性，为类似工程应用提供借鉴作用。
【期刊名称】低温建筑技术 【年(卷),期】2012(034)011 【总页数】3
【关键词】【关键词】 TSP;超前预报;溶洞
在隧道施工过程中，频发的突发事故给隧道施工带来了很多困难，采用科学的、先进的隧道超前地质预报方法来有效准确地预测预报隧道开挖工作面前方岩体及其状态，提前预测预报出施工阶段可能遇到的不良或者特殊的地质问题来为前方施工提供相应建议，已经成为当前隧道建设中有待解决的关键技术之一。现今，常见的长距离超前预报技术主要有以地震波反射为理论基础的TSP，TPT法，以电法为理论基础的高密度电法，以地质雷达法以及红外探水法为代表的短距离方法。
1996年，我国铁道部隧道工程局首次引进TSP202应用于深圳中东部供水水源隧道、梅坎铁路松南隧道、内昆线闸上隧道、朱嘎隧道等。长安大学的王心刚等在阿拉坦隧道，中南大学何刚在邵怀高速公路芭蕉溪隧道，成都理工大学
的吕志强等在大瑞铁路昆明至河口线玉溪至蒙自段、沐新公路、玉蒙铁路中的多条隧道采用TSP超前地质预报技术分别对多种典型的地质灾害体做了超前预报的探测研究，取得了良好的效果。研究表明，TSP系统对岩溶等不良地质灾害的超前预报有良好的效果。
本文通过对TSP系统对隧道地质探测的实例分析，介绍了TSP系统在探测以及测试结果分析中的注意事项。验证了TSP超前预报系统对岩溶地区溶洞的探测的实用性和准确性。
1 工程概况
广西靖那高速公路2标百针1#隧道地处岩溶现象发育地区，其左线隧道里程ZK52+430～ZK53+590，长1160m;右线隧道里程 K52+400～K53+560，长1160m。隧道区穿越地层主要为第四系全新统残坡积层(Q4el+dl)及石炭系下统岩关组(C1y)，地质复杂，溶洞、断层、裂隙、裂缝交叉出现。
2 现场布置
百针1#隧道进口左洞现场掌子面平整度一般，掌子面宽度12m，高9m。TSP203PLUS检测掌子面的里程桩号为:ZK53+442，测试系统设计参数详见表1。
3 现场实施方案及其注意事项
按方案设计布置炮孔，炮孔布置于围岩较好的右边墙，自掌子面起依次编号为1～24号。由于设计炮孔布置范围内一段边墙需返工处理，8号炮孔布置于需处理的边墙后侧，9～24号炮孔以8号炮孔为基准布置。边墙处理处不布置炮孔。接收孔布置在距离24号炮孔20.5m处边墙上，左右边墙各一个。 该段雷管采用瞬发雷管，3级以上围岩，所选炸药量为66g;4级围岩选用
100g，4级以上围岩选用200g或者更多。其次，离接收器较远的炮孔要比距离近的适当增加装药量。此次探测中，围岩等级为3级，1～12号炮孔装药100g，13～24号炮孔装药70g。
检查炮孔深度以及角度。由于现场施工人员无法按要求做到角度控制，以及围岩裂隙发育，很难实现使用说明书中要求采用水冲密封，故改用锚固剂密封。锚固剂采用浸水型卷式锚杆锚固剂。浸水后，将整条锚固剂送至孔底压实，随即将雷管炸药送至孔底锚固剂处，另用一条锚固剂密封至雷管炸药处。其中8号炮孔因深度不足，无法按要求引起足够大的震动，因此舍弃。
接收器锚固时采用与密封炮孔所用相同的锚固剂进行锚固。锚固时，此次探测中，左侧边墙存在较大裂隙发育，无法保证锚固剂锚固效果，因此采用一边接收器接收。起爆装置起爆时充电15s以上，保证起爆电压达到最大。此次探测实际激发和记录地震数据为23炮。
4 测试结果及其分析
采集的数据采用配套的TSP win专用软件进行处理。处理时，首先正确输入隧道及炮点和接收点的几何参数。剔除质量差的记录道。处理流程主要包括参数设置、带通滤波、初至拾取、拾取处理、炮能量均衡、Q估计、反射波提取、P、S波分离、速度分析、深度偏移、提取反射层共11个步骤。
在数据设置时，填写相对应的药量以及炮孔与掌子面之间的真实距离，返工边墙后的炮孔应填至掌子面的真实距离。
处理的最终成果包括P波、SH波、SV波的时间剖面、深度偏移剖面、提取的反射层(见图1)、岩石物理力学参数、各反射层能量大小等，以及反射层在探测范围内的2D(见图2)和3D空间分布。本次超前预报有效预报距离123m。
TSP技术在隧道探测中的应用
