EMS-2工程多波地震仪在隧道地质超前预报中的应用

EMS-2工程多波地震仪在隧道地质超前预报中的应用 EMS-2工程多波地震仪 在隧道地质超前预报中的应用 摘 要:介绍了EMS-2工程多波地震仪系统，把隧道施工地质调查与EMS-2工程多波地震仪探测有机结合，完成了隧道超前地质预报工作，可快速、高效、安全地指导隧道施工。 关键词: EMS-2 超前预报 应用 0 前言 我国“西部大开发”战略和铁路、公路、水电建设宏伟蓝图的实施，将修建大量山岭 [1]隧道和隧洞，各类隧道(洞)修建的任务是十分繁重的。隧道地质超前预报是防止隧道开挖时发生突发性灾害、保证施工工期、施工质量和评判围岩稳定与否的积极手段。在改建铁路襄渝二线白石河二号隧道施工中，我们把隧道施工地质调查与EMS-2工程多波地震仪探测有机结合，完成了隧道超前地质预报工作，实现了软弱围岩隧道率先贯通。 1 EMS-2工程多波地震仪系统简介 1(1 EMS-2多波系统组成 主机，连接大线，智能三分量地震检波器(从机)。 1(2 性能指标 表1 EMS-2多波系统主要性能指标 MMS,1型主机指标参数 ITSG,1智能三分量地震检波器 控制检波器数量:标准配置:6、12个 通 道:3; 动态范围:150dB 通道数:1,72道(标配) 增 益:0,72dB;假频:?500Hz 数据传输速率(KBPS): 115.2 , 2.4 精 度:16位 最大传输距离(Km): 0.3 , 3.0 采样间隔:0.01 ,8ms 人工设置 显示:640×480象素彩色液晶显示器 采样点数:512，1024，2048 存储:64Mbit(×4)闪速存储器 输入噪声:?1.0μV(0dB) 功耗:3W; 主机重量: 1Kg 漂 移:?5.0μV(0dB) 大线重量:0.2Kg/根(长度5m) 单机功耗: 0.5W;电源电压:5V 电源:12V，工作时间6,8小时 尺 寸: Ф94mm×70 mm; 重量:,1.0Kg 1(3技术参数 探测距离: ,800m， 掌子面超前探:?200m 探测精度:?3,5m， 或小于探测距离的1, 1(4系统工作条件 相对湿度:?95%; 环境温度:0,50?;大气压:860,1060毫巴。 1(5系统特点 三分量接收，网络分布式控制，全数字化信号传输，能在恶劣环境下采集高保真、高信噪比地震信号。多波联合勘探，解释成果更可靠，提供参数愈丰富。仪器轻巧便携，操作简洁，主机与三分量检波器及检波器间用一根大线串接，可方便的增减系统道容量而无冗余设备。 2(施工地质调查 2(1白石河二号隧道 改建铁路襄渝二线胡安段白石河二号隧道起讫里程DzK184+615，终点里程DzK191+536，全长6.921km，在进口设有白水河横洞，在DzK187+200处设有沙沟斜井，在DzK188+790处设有东沟斜井作为辅助导坑。该隧道穿越汉江南岸一中低山体，该山体脊部最高海拔约730米，地形起伏大，最大埋深约450m。该处地处秦岭褶皱系之南秦岭印支褶皱带，隧道洞身受构造影响，片岩揉皱较严重，小型褶曲较发育。地层主要为石英云母千枚岩、片岩或云母石英片岩。隧道隧道进口段(DZK184+615~ DZK186+900段)，洞身左侧受区域次级构造断裂的影响，造成岩体碎裂，弱风化呈四级软石。主要为灰黑色炭质片岩，局部夹有构造岩透镜体，岩体被挤压后产状零乱，揉皱、褶曲现象明显。洞身岩体片理产状局部为:N30?~75?W/32?~81?S;N48?~85?W/52?~86?N。 2(2 DzK188+100掌子面围岩 地层以寒武系下统石英云母片岩为主，间夹灰质片岩，呈灰黑色，片理发育且表面光滑，构造挤压产状零乱、揉皱明显。节理、裂隙发育。围岩?级、软弱。掌子面片理主要产状为:N10?E/46?-58?N。掌子面左侧岩体尤其破碎，破碎带宽约0.5,。总体上岩质破碎、较软弱，局部渗水，建议施工注意排水并及时支护。 3(EMS-2工程多波地震仪探测与分析 在隧道掌子面DzK188+100进行了沿水平测线的9次测试。根据工程地质勘察和相关文献，取掌子面前方围岩波速为3500m/s。对隧道掌子面探测结果进行了X、Y、Z抽道集分析，抽道后的探测及分析结果分别如图1和图2。 图1 探测结果 图2 分析结果 根据分析结果，在隧道掌子面DzK188+100前方9~12m (DzK188+091~+088)、16.5~20m (DzK188+083.5~+080)、27~28m (DzK188+073~+072)、41~43m (DzK188+059~+057)、51~58m (DzK188+049~+042)、74~82m (DzK188+026~+018)、110~113m (DzK187+990~+987)、115~117m (DzK187+985~+983)、126~131m (DzK187+974~+969)、142~145m (DzK187+958~+955)等10区段节理、裂隙发育，围岩破碎。其中，在隧道掌子面DzK188+100前方27~28m (DzK188+073~+072)、41~43m (DzK188+059~+057)、51~58m (DzK188+049~+042)、115~117m (DzK187+985~+983)等4区段地下水较丰富，施工时易发生渗漏水现象。 4(施工建议 对于此段围岩施工应根据现场实际情况，严格按照铁路隧道施工所规定的?级围岩进行施工，另外注意以下两点: (1)施工中须严格遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则。 应尽可能地随挖随支，缩短岩石暴露的时间。 (2)锚杆应严格按设计长度打入，打进的方向尽可能地垂直结构面打入。同时作好锁脚锚杆，加强钢架的支撑力。 5(结束语 在隧道施工中，只要充分掌握了地质情况，按照目前的施工技术水平，不管多么困难的地段都有办法安全、顺利的通过，这也说明了在隧道施工中地质超前预报工作的重要性。我们在白石河二号隧道施工中采用的EMS-2工程多波地震仪地质超前预报技术，预报准确率达到95%以上，为该隧道的顺利安全、提前贯通作出了一定贡献。 参考文献 [1] 刘志刚，赵勇. 隧道隧洞施工地质技术 中国铁道出版社，2001年.北京