[发明专利]一种进行超前地质预报的施工方法

说明书

技术领域

本发明属于地质预报技术领域，尤其涉及一种进行超前地质预报的施工方法。

背景技术

近年来，随着国家对基础设施的大量投入，水利工程、公路工程、铁路工程等都在突飞猛进的发展。在这些基础设施的建设过程中涌现了大量的隧洞工程，由于施工前期地质勘察工作受勘察技术、勘察经费的限制，难以准确地预测隧洞施工中可能发生地质灾害的位置、性质和规模，随着隧洞施工的逐步开展，涌水、突泥、坍塌、水环境影响等事故频发，因此，隧洞施工过程中进行超前地质预报十分必要。

TRT技术应用地震波勘测技术来研究地层应力释放现象及地层结构扫描成像，在震源上，采用锤击作为震源，使勘测成本越来越低，操作越来越方便；在软件上，成功实现了由2D成像到3D成像的跨越，使得勘测结果显示更为准确、全面、直观。因此，TRT技术的面世极大的推进了隧洞超前地质预报技术。

目前国内对TRT技术的应用多是侧重于设备的操作和使用，简单、机械的对TRT设备进行操作，按照设备的操作手册按部就班，而忽视了工程地质专业技术人员对隧洞工程地质情况的宏观理解和把握，没有把隧洞工程的地质调查纳入隧洞超前地质预报的施工工序，因此，经常造成在隧洞超前地质预报过程中出现误判、漏判，不仅难以有效的发挥隧洞超前地质预报应有的作用，而且在很大程度上制约了该项先进技术的推广应用。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种进行超前地质预报的施工方法。

本发明是这样实现的，该进行超前地质预报的施工方法包括以下步骤：

步骤一、进行隧洞工程地质调查，将隧洞工程地质调查列为隧洞超前地质预报必不可少的一道工序；

首先收集与隧洞相关的地质资料，评价隧洞存在的主要工程地质问题，确定隧洞超前地质预报的重点洞段；其次是对隧洞已开挖段进行地质编录，掌握隧洞工程地质变化情况；必要时辅以隧洞工程地质测绘。

步骤二、根据隧洞断面尺寸选取合理的布置参数，在洞壁上布置震源点及接收点，测量各点坐标，再安装传感器，最终完成现场数据采集；在数据处理过程中，根据隧洞围岩完整程度以及获得的直达波速值确定预报距离，建立波速模型；获得层析扫描图像；

在数据采集中，根据隧洞断面尺寸选取合理的布置参数，在隧洞掌子面附近已开挖洞段布置2个震源激发断面和4个地震波接收断面，震源激发断面间距为2m，地震波接收断面间距为5m，震源激发断面与地震波接收断面最小距离为15～20m，震源点与隧洞掌子面的最小距离约为5m，接收点最高位置与最低位置高差不小于2.5m；按上述布置参数在洞壁上布置震源点及接收点，测量各点坐标，再安装传感器，最终完成现场数据采集。

步骤三、进行隧洞工程地下水超前预报分析、隧洞工程空腔超前预报分析、隧洞工程断层破碎带超前预报分析和隧洞工程围岩分类超前预报分析。

结合隧洞所处的地质环境以及获得的超前预报成果图像，判断隧洞前方可能存在的不良地质体以及存在的主要工程地质问题，并进行隧洞工程围岩分类，提出隧洞施工的地质建议。

进一步，所述数据处理包括以下步骤：

步骤一、数据备份，将现场采集的地震波数据进行备份；

步骤二、下载地震波数据和震源、传感器位置的坐标；将地震波数据和震源、传感器位置的坐标下载到数据处理软件提示的相应位置；

步骤三、设定成像区域和最佳精度的大小；成像区域包括超前预报距离以及隧洞周边成像范围，根据超前预报具体要求进行确定，通常预报距离根据围岩好坏的不同取50～150m，隧洞周边成像范围为隧洞两侧以及隧洞顶、底板上下各20m；最佳精度的大小一般取2。

步骤四、选取每个记录的直达波，并计算地震波的平均波速值；在地震波数据处理软件中读取每个记录的直达波，并采用线性递归法计算地震波的平均波速值。

步骤五、为所选区块构建地震波速度模型；根据步骤四所得的地震波平均波速值为所选区块构建地震波波速模型。

步骤六、为数据处理设定过滤参数，根据采集到的地震波数据为数据处理设定过滤参数，过滤参数包括时间、频率以及波速三个参数。时间滤波器主要目的是修正地震波的衰减，频率滤波器主要目的是消除噪音信号干扰，波速滤波器主要目的是抑制直达波。

步骤七、重复步骤四、步骤五、步骤六处理数据，直到处理结果达到平衡，噪音干扰衰减到足够小；

步骤八、设定成图背景(比例、颜色)来显示成果图像。进一步，所述进行隧洞工程地下水、空腔、断层破碎带和围岩分类超前预报分析的方法包括以下步骤：