Please wait a minute...
E-mail Alert Rss
 
物探与化探  2019, Vol. 43 Issue (2): 428-434    DOI: 10.11720/wtyht.2019.1335
  工程勘察 本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
千岛湖配水工程隧洞超前预报中的综合物探技术
李俊杰, 徐庆强, 李剑强, 何建设, 郭佳豪
浙江省水利水电勘测设计院,浙江 杭州 310002
The application of geophysical prospecting technology to tunnel advance prediction in Thousand-island Lake water distribution project
Jun-Jie LI, Qing-Qiang XU, Jian-Qiang LI, Jian-She HE, Jia-Hao GUO
Zhejiang Design Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power, Hangzhou 310002, China
全文: PDF(4720 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

将TSP、探地雷达及红外探测技术用于千岛湖配水工程隧洞超前预报中,结果如下:TSP对溶洞的探测分辨率低,对岩体破碎区探测效果较好,其异常特征表现为杨氏模量、密度及纵波波速偏低;探地雷达很适合于灰岩区隧洞超前预报,雷达反射剖面呈现强振幅及双曲线状同相轴的区域预示溶洞发育;红外探测受隧洞喷混凝土水化热干扰影响巨大,无法单独用于隧洞地质预报,当围岩质量级别较差时此缺陷尤为明显。

服务
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
李俊杰
徐庆强
李剑强
何建设
郭佳豪
关键词 TSP探地雷达红外探测千岛湖配水工程超前预报隧道工程    
Abstract

The authors adopted TSP, ground penetrating radar and infrared acquisition technology to tunnel advance prediction of Thousand-island Lake water distribution project. Several conclusions have been drawn as follows: Firstly, TSP has a low resolution for detecting karst caves but has a good effect for detecting fractured rock mass, its anomaly features show that the Young’s modulus, density and P-wave velocity are low. Secondly, ground penetrating radar is very suitable for tunnel prediction in limestone area, radar reflection profile exhibiting strong amplitude and hyperbolic event usually indicates the development of karst caves. Thirdly, infrared acquisition is greatly influenced by hydration heat of shotcrete in tunnel so that it cannot be used alone in tunnel geological prediction; the defect is especially obvious when the quality of surrounding rock is poor.

Key wordsTSP    ground penetrating radar    infrared acquisition    Thousand-island Lake water distribution project    advance prediction    tunnel engineering
收稿日期: 2018-09-14      出版日期: 2019-04-10
:  P631  
基金资助:国家自然科学基金项目(41641040);浙江省水利厅科技项目(RC1729)
作者简介: 李俊杰(1989-),男,工程师,从事地球物理电磁法正演及工程物探方法研究。Email: lijunjiecsu@163.com
引用本文:   
李俊杰, 徐庆强, 李剑强, 何建设, 郭佳豪. 千岛湖配水工程隧洞超前预报中的综合物探技术[J]. 物探与化探, 2019, 43(2): 428-434.
Jun-Jie LI, Qing-Qiang XU, Jian-Qiang LI, Jian-She HE, Jia-Hao GUO. The application of geophysical prospecting technology to tunnel advance prediction in Thousand-island Lake water distribution project. Geophysical and Geochemical Exploration, 2019, 43(2): 428-434.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2019.1335      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2019/V43/I2/428
Fig.1  TSP观测系统
岩性 围岩
类别
纵波波速
/(m·s-1)
横波波速
/(m·s-1)
密度
/(g·cm-3)
杨氏模量
/GPa
泥质粉砂岩 Ⅳ~Ⅲ2 3699~4912 2081~2755 2.32~2.63 12~34
灰岩 1~Ⅱ 5200~6200 3100~3600 2.76~3.00 56~90
Table 1  千岛湖配水工程常见岩性TSP成果统计
Fig.2  隧洞红外测点布置示意
Fig.3  王家主洞桩号K84+492~K84+342区段TSP预报成果
Fig.4  王家主洞桩号K84+429~K84+399区段探地雷达剖面及典型单道频谱
a—雷达剖面;b—第32道频率-时间谱
Fig.5  洪秋塘主洞桩号K7+985~K7+785区段TSP预报成果
Fig.6  掌子面向隧洞左侧延伸溶洞
Fig.7  掌子面薄层泥岩
Fig.8  莲花主洞桩号K11+558~K11+528区段探地雷达剖面及典型单道频谱
a—雷达剖面;b—第62道频率-时间谱
Fig.9  莲花主洞桩号K11+556附近隧洞左右壁充泥溶洞
测点号 1 2 3 4 5 6 横向极差
1 254 252 253 253 253 253 2
2 253 252 253 254 253 253 2
3 252 253 254 253 253 252 2
4 251 251 252 251 250 251 2
纵向极差 3 2 2 3 3 2
Table 2  雪岙隧洞掌子面红外探测结果
Fig.10  雪岙隧洞沿隧洞轴线方向红外探测结果
测点号 1 2 3 4 5 6 横向极差
第一行 262 263 257 258 260 261 6
第二行 261 260 257 254 255 260 7
第三行 257 252 251 246 251 252 11
第四行 250 252 248 245 247 248 7
纵向极差 12 11 9 13 13 13
Table 3  分水江主洞掌子面红外探测结果
Fig.11  分水江主洞沿隧洞轴线方向红外探测结果
[1] 张杨, 杨君, 周黎明 , 等. TSP 在隧道工程施工中的常见干扰和对岩体裂隙水及软弱夹层等的预报研究[J]. 地球物理学进展, 2018,33(2):892-899.
[1] Zhang Y, Yang J, Zhou L M , et al. Common interference and the prediction of rock fissure water and weak interlayer in tunnel construction using TSP[J]. Progress in Geophysics, 2018,33(2):892-899.
[2] 肖启航, 谢朝娟 . TST 技术在岩溶地区隧道超前预报中的应用[J]. 岩土力学, 2012,33(5):1416-1420.
[2] Xiao Q H, Xie C J . Application of tunnel seismic tomography to tunnel prediction in karst area[J]. Rock and Soil Mechanics, 2012,33(5):1416-1420.
[3] 陈礼彪, 刘泉声, 张国华 , 等. 非可溶岩隧道突涌灾害预测研究及工程应用[J]. 岩石力学与工程学报, 2014,33(4):786-796.
[3] Chen L B, Liu Q S, Zhang G H , et al. Prediction of inrush disaster in non-soluble rock tunnel and its engineering application[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2014,33(4):786-796.
[4] 刘兆勇, 王羿磊, 杨威 . 相对坐标测量系统在TRT法隧道地质超前预报中的应用[J]. 现代隧道技术, 2018,55(2):146-151.
[4] Liu Z Y, Wang Y L, Yang W . Relative coordinate measuring system applied in the geological advanced prediction with tunnel reflection tomography[J]. Modern Tunnelling Technology, 2018,55(2):146-151.
[5] 赵国军, 李俊杰, 江宗高 , 等. AGI-T3在输水隧洞超前地质预报中的应用[J]. 水利水电技术, 2018,49(6):164-170.
[5] Zhao G J, Li J J, Jiang Z G , et al. Application of AGI-T3 to advance geological prediction for construction of water conveyance tunnel[J]. Water Resources and Hydropower Engineering, 2018,49(6):164-170.
[6] Kaus A, Boening W . Beam-geoelectrical ahead monitoring for TBM-drives[J]. Geomechanics and Tunneling, 2008,1(5):442-450.
[7] 李术才, 刘斌, 孙怀凤 , 等. 隧道施工超前地质预报研究现状及发展趋势[J]. 岩石力学与工程学报, 2014,33(6):1090-1113.
[7] LI S C, Liu B, Sun H F , et al. State of art and trends of advanced geological prediction in tunnel construction[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2014,33(6):1090-1113.
[8] 韩进国, 陈琦, 曾友强 , 等. 井巷瞬变电磁法在某金矿超前预报中的应用[J]. 地质与勘探, 2018,54(2):344-347.
[8] Han J G, Chen Q, Zeng Y Q , et al. Application of mine transient electromagnetic method to advanced prediction of a gold mine[J]. Geology and Exploration, 2018,54(2):344-347.
[9] 李俊杰, 朱红雷, 赵国军 , 等. 探地雷达电磁干扰分析及在隧洞岩溶探测中的应用[J]. 中国岩溶, 2018,37(2):286-293.
[9] Li J J, Zhu H L, Zhao G J , et al. Electromagnetic interference analysis of ground penetrating radar and its application in karst detection in tunnel[J]. Carsologica Sinica, 2018,37(2):286-293.
[10] 罗利锐, 刘志刚, 陈文涛 , 等. 红外探测技术在海底隧道地质预报中的应用[J]. 地下空间与工程学报, 2010,6(4):775-780.
[10] Luo L R, Liu Z G, Chen W T , et al. Application of infrared acquisition technology in geological prediction of sub-sea tunnel[J]. 2010,6(4):775-780.
[11] 王洪勇, 张继奎, 李志辉 . 长大隧道红外辐射测温超前预报含水体方法研究与应用实例分析[J]. 物探化探计算技术, 2003,25(1):11-17.
[11] Wang H Y, Zhang J K, Li Z H . The theory and case analysis for prediction of water-bearing bodies in over-length and over-size tunnel using infrared ray method[J]. Computing Techniques for Geophysical and Geochemical Exploration, 2003,25(1):11-17.
[12] Irving J, Knight R . Numerical modeling of ground-penetrating radar in 2-D using MATLAB[J]. Computers & Geosciences, 2006,32(9):1247-1258.
[1] 杨丹, 李伟, 魏永梁, 宋斌. 双树复小波变换在川藏铁路拉林段某隧道超前地质预报中的应用[J]. 物探与化探, 2021, 45(6): 1504-1511.
[2] 张斯薇, 吴荣新, 韩子傲, 吴海波. 双边滤波在探地雷达数据去噪处理中的应用[J]. 物探与化探, 2021, 45(2): 496-501.
[3] 蔡连初, 缪念有. 探地雷达宽角反射图形拟合方法[J]. 物探与化探, 2021, 45(1): 239-244.
[4] 韩佳明, 仲鑫, 景帅, 刘平. 探地雷达在黄土地区城市地质管线探测中的应用[J]. 物探与化探, 2020, 44(6): 1476-1481.
[5] 李靖翔, 赵明, 赖皓, 熊双成, 唐阳. 地下电缆的探地雷达图像特征与识别技术[J]. 物探与化探, 2020, 44(6): 1482-1489.
[6] 胡佳豪, 李貅, 刘航, 胡伟明, 岳鑫. TBM机施工隧道瞬变电磁超前探测研究[J]. 物探与化探, 2020, 44(5): 1183-1189.
[7] 高阳, 彭明涛, 杨培胜, 王恒, 王平, 李海. 三峡库区巫峡段高陡峡谷区危岩裂隙带探地雷达探测[J]. 物探与化探, 2020, 44(2): 441-448.
[8] 王飞详, 梁风, 左双英. 基于探地雷达岩体浅部节理面识别的模型实验[J]. 物探与化探, 2020, 44(1): 185-190.
[9] 许泽善, 周江涛, 刘四新, 曾贤德. 三维步进频率探地雷达在沥青层厚度检测中的应用[J]. 物探与化探, 2019, 43(5): 1145-1150.
[10] 龚俊波, 王洪华, 王敏玲, 罗泽明. 逆时偏移在探地雷达数据处理中的应用[J]. 物探与化探, 2019, 43(4): 835-842.
[11] 王成浩, 程丹丹. 基于马氏距离模板特征的地雷目标识别研究[J]. 物探与化探, 2019, 43(4): 899-903.
[12] 张军伟, 刘秉峰, 李雪, 祝全兵, 任跃勤. 基于GPRMax2D的地下管线精细化探测方法[J]. 物探与化探, 2019, 43(2): 435-440.
[13] 戴前伟, 陈威, 张彬. 改进型粒子群算法及其在GPR全波形反演中的应用[J]. 物探与化探, 2019, 43(1): 90-99.
[14] 石春娟. 重庆大足千手观音造像的电磁勘探和水文地质勘探[J]. 物探与化探, 2018, 42(6): 1306-1310.
[15] 宋二乔, 刘四新, 何荣钦, 蔡佳琪, 罗坤. 探地雷达探测季节性冻土的正演模拟[J]. 物探与化探, 2018, 42(5): 962-969.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
京ICP备05055290号-3
版权所有 © 2021《物探与化探》编辑部
通讯地址:北京市学院路29号航遥中心 邮编:100083
电话:010-62060192;62060193 E-mail:whtbjb@sina.com