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摘要:为解决高速铁路隧道超前地质预报中存在的问题,本文主要探讨TSP在高速铁路隧道超前地质预报之中的具体应用,提出注意事项,以期为相关人员提供参考。
关键词:TSP技术;高速铁路隧道项目;超前地质预报
引言:
高速铁路隧道穿越的地层比较复杂,具有较强的多变性,怎样才能够准确、快速的获取掌子面地质信息,进而合理确定出具体的开挖技术与支护参数,能够确保高速铁路隧道施工更加安全,显著减少施工安全事故的出现,因此,本文以某高速铁路隧道工程项目为例,详细介绍TSP技术的具体应用要点,内容如下。
1案例概况
本文以某高速铁路隧道项目为例,该项目全长为220.3km,其中隧道全长为4532m,属于双线铁路隧道,设计时速是250km/h,开挖断面的面积大约是152m2,最大埋深大约为207m,高速铁路隧道所在区域的地质条件比较复杂,片理构造复杂,节理裂隙发育速度比较快,岩性发育表现为不均匀性,容易出现塌方与掉块现象。为了避免高速铁路隧道开挖施工期间出现严重事故,在开挖期间切忌盲目性,施工人员需要对掌子面前部围岩的地质条件进行严格监控,并采用合理的超前地质预报技术。
2 TSP技术的具体运用
2.1合理布置TSP观测系统
在此高速铁路隧道超前地质预报工作当中,通过运用TSP技术,能够帮助相关人员进一步了解隧道所在地區的地质条件,同时,相关人员还要合理布置TSP观测系统,结合前期的各项勘察资料数据,加强施工现场调研力度,并做好地质资料分析工作,进一步明确工程不良地质条件和隧道轴线之间的方位关系,并以此作为重要依据,选择隧道进口右边墙,以此作为探测壁[1]。
此外,在设置接收器的过程当中,还要严格控制里程,通常来讲,接收器里程在DK419+602,首个炮点和接收器之间的距离为17m,总共设置两排,共22个炮点,各个炮口处于同一条直线上,炮点之间的距离不宜超过1.6m,孔深为1.5m,孔径为43mm,向下倾斜12°左右。同时,工作人员还要将接收器套管有效的放入到打好的钻孔当中,确保套管和围岩之间保持良好的耦合效果,向上倾斜角度不宜超过15°。
相关人员需要将接收器有序的放入到套管的内部,并做好方向对接工作,接收信号线的一端和接收器稳定连接,另一端则需要和记录单元稳定连接,将电雷管和乳化炸药制作成炸药包,炸药包内部的药量在75g到100g之间,然后使用拇指炮棍,合理安装炸药包,起爆线的一端需要和雷管角线稳定连接,而另一端则需要与除法盒稳定连接。在引爆之前,炮孔还要用水进行有效填充,将炮口有效封堵,连续激发22炮之后,方可采集相关数据。
2.2解释预报和开挖验证
2.2.1解释预报内容
采集相应的数据信息之后,施工人员还要根据工程项目所在地区的具体情况,对各项预报数据进行详细的解释,结合此标段的TSP预报结果可以得知,确定此区段灰岩地区围岩临界波速为4.9km/s。在解释预报内容的过程当中,相关人员还要注意以下几个问题,具体见表一。
此外,从总体角度来分析,相关人员还要结合纵波的实际变化幅度,合理确定出岩体密度与弹性模量,岩体的物理性质参数仅能够作为具体的判定依据,并根据深度偏移剖面图,包括反射层提取图,进行准确验证,确保最终的解释更加全面、准确。岩体的物理性质参数在某个区段内部波动比较频繁,故可以判断出此区段内部的围岩出现破碎,或者存在软硬岩交界面。通常来讲,围岩的分级不但和围岩波速存在密切联系,而且和岩层自身的陡缓程度存在一定联系,如果围岩的波速相同,产状平缓围岩一般比陡立围岩级别高。
2.2.2开挖验证要点
在此高速铁路隧道超前地质预报工作当中,隧道TSP预报结构和开挖情况对比见表二。
结合表二内容可以得知,除DK419+666-DK419+674段地下水预报结果和实际开挖情况存在偏差之外,剩余段的TSP地质预报结构和开挖情况一致,在此次探测工作当中,通过运用TSP技术,能够帮助相关人员更好的了解预报范围内部围岩的实际地质情况,进而准确的推测出地层的含水状态,合理确定出围岩级别[2]。
2.3应用效果分析
TSP技术是现阶段应用比较成熟的超前地质预报技术之一,应用范围比较广,探测距离较远,而且具备较高的分辨率,抗干扰性能强,对铁路隧道施工作业影响较小,但是,此项技术也存在一定的缺陷,施工作业成本比较高,预报的工序较多,同时操作流程复杂。在超前地质预报工作当中,相关人员需要认真遵守行业规范与规定,制定出完善的监管机制,确保地质超前预报数据更加准确、合理。
3结语:
综上,本文主要对TSP在高速铁路隧道超前地质预报当中的具体应用要点进行合理性分析,不但能够显著提升高速铁路隧道工程的整体质量,而且可以减少错误数据的出现。
参考文献:
[1]司景钊,王唤龙,曹贵才,沈维.高黎贡山隧道TBM掘进卡机段TSP法物性参数响应特征分析[J].隧道建设(中英文),2021,41(03):396-401.
[2]黄昌富,张帅龙,王艳辉,张永超.高速铁路隧道薄板状近水平岩层的稳定性分析及施工控制[J].铁道建筑,2020,60(11):59-63.
1.国铁集团武广高铁公司 湖北武汉 430012;2.中铁十一局集团有限个 湖北武汉 430016;
3.中国石油大学(北京) 北京昌平 100081;4.中国铁道科学研究院 北京海淀 100083;
5.中国科学研究院武汉岩土力学研究所 湖北武汉 430037;6.华中科技大学 湖北武汉 430076;
7.中铁第四勘测设计院有限公司 湖北武汉 430021;8.河北华虹工程材料有限责任公司 河北衡水 053000;
9.中铁三局集团第二工程有限公司 河北石家庄 05000
关键词:TSP技术;高速铁路隧道项目;超前地质预报
引言:
高速铁路隧道穿越的地层比较复杂,具有较强的多变性,怎样才能够准确、快速的获取掌子面地质信息,进而合理确定出具体的开挖技术与支护参数,能够确保高速铁路隧道施工更加安全,显著减少施工安全事故的出现,因此,本文以某高速铁路隧道工程项目为例,详细介绍TSP技术的具体应用要点,内容如下。
1案例概况
本文以某高速铁路隧道项目为例,该项目全长为220.3km,其中隧道全长为4532m,属于双线铁路隧道,设计时速是250km/h,开挖断面的面积大约是152m2,最大埋深大约为207m,高速铁路隧道所在区域的地质条件比较复杂,片理构造复杂,节理裂隙发育速度比较快,岩性发育表现为不均匀性,容易出现塌方与掉块现象。为了避免高速铁路隧道开挖施工期间出现严重事故,在开挖期间切忌盲目性,施工人员需要对掌子面前部围岩的地质条件进行严格监控,并采用合理的超前地质预报技术。
2 TSP技术的具体运用
2.1合理布置TSP观测系统
在此高速铁路隧道超前地质预报工作当中,通过运用TSP技术,能够帮助相关人员进一步了解隧道所在地區的地质条件,同时,相关人员还要合理布置TSP观测系统,结合前期的各项勘察资料数据,加强施工现场调研力度,并做好地质资料分析工作,进一步明确工程不良地质条件和隧道轴线之间的方位关系,并以此作为重要依据,选择隧道进口右边墙,以此作为探测壁[1]。
此外,在设置接收器的过程当中,还要严格控制里程,通常来讲,接收器里程在DK419+602,首个炮点和接收器之间的距离为17m,总共设置两排,共22个炮点,各个炮口处于同一条直线上,炮点之间的距离不宜超过1.6m,孔深为1.5m,孔径为43mm,向下倾斜12°左右。同时,工作人员还要将接收器套管有效的放入到打好的钻孔当中,确保套管和围岩之间保持良好的耦合效果,向上倾斜角度不宜超过15°。
相关人员需要将接收器有序的放入到套管的内部,并做好方向对接工作,接收信号线的一端和接收器稳定连接,另一端则需要和记录单元稳定连接,将电雷管和乳化炸药制作成炸药包,炸药包内部的药量在75g到100g之间,然后使用拇指炮棍,合理安装炸药包,起爆线的一端需要和雷管角线稳定连接,而另一端则需要与除法盒稳定连接。在引爆之前,炮孔还要用水进行有效填充,将炮口有效封堵,连续激发22炮之后,方可采集相关数据。
2.2解释预报和开挖验证
2.2.1解释预报内容
采集相应的数据信息之后,施工人员还要根据工程项目所在地区的具体情况,对各项预报数据进行详细的解释,结合此标段的TSP预报结果可以得知,确定此区段灰岩地区围岩临界波速为4.9km/s。在解释预报内容的过程当中,相关人员还要注意以下几个问题,具体见表一。
此外,从总体角度来分析,相关人员还要结合纵波的实际变化幅度,合理确定出岩体密度与弹性模量,岩体的物理性质参数仅能够作为具体的判定依据,并根据深度偏移剖面图,包括反射层提取图,进行准确验证,确保最终的解释更加全面、准确。岩体的物理性质参数在某个区段内部波动比较频繁,故可以判断出此区段内部的围岩出现破碎,或者存在软硬岩交界面。通常来讲,围岩的分级不但和围岩波速存在密切联系,而且和岩层自身的陡缓程度存在一定联系,如果围岩的波速相同,产状平缓围岩一般比陡立围岩级别高。
2.2.2开挖验证要点
在此高速铁路隧道超前地质预报工作当中,隧道TSP预报结构和开挖情况对比见表二。
结合表二内容可以得知,除DK419+666-DK419+674段地下水预报结果和实际开挖情况存在偏差之外,剩余段的TSP地质预报结构和开挖情况一致,在此次探测工作当中,通过运用TSP技术,能够帮助相关人员更好的了解预报范围内部围岩的实际地质情况,进而准确的推测出地层的含水状态,合理确定出围岩级别[2]。
2.3应用效果分析
TSP技术是现阶段应用比较成熟的超前地质预报技术之一,应用范围比较广,探测距离较远,而且具备较高的分辨率,抗干扰性能强,对铁路隧道施工作业影响较小,但是,此项技术也存在一定的缺陷,施工作业成本比较高,预报的工序较多,同时操作流程复杂。在超前地质预报工作当中,相关人员需要认真遵守行业规范与规定,制定出完善的监管机制,确保地质超前预报数据更加准确、合理。
3结语:
综上,本文主要对TSP在高速铁路隧道超前地质预报当中的具体应用要点进行合理性分析,不但能够显著提升高速铁路隧道工程的整体质量,而且可以减少错误数据的出现。
参考文献:
[1]司景钊,王唤龙,曹贵才,沈维.高黎贡山隧道TBM掘进卡机段TSP法物性参数响应特征分析[J].隧道建设(中英文),2021,41(03):396-401.
[2]黄昌富,张帅龙,王艳辉,张永超.高速铁路隧道薄板状近水平岩层的稳定性分析及施工控制[J].铁道建筑,2020,60(11):59-63.
1.国铁集团武广高铁公司 湖北武汉 430012;2.中铁十一局集团有限个 湖北武汉 430016;
3.中国石油大学(北京) 北京昌平 100081;4.中国铁道科学研究院 北京海淀 100083;
5.中国科学研究院武汉岩土力学研究所 湖北武汉 430037;6.华中科技大学 湖北武汉 430076;
7.中铁第四勘测设计院有限公司 湖北武汉 430021;8.河北华虹工程材料有限责任公司 河北衡水 053000;
9.中铁三局集团第二工程有限公司 河北石家庄 05000