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钻孔勘探阶段

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隧道地质超前预报仪

TSEP(Tunnel Seismic eletric Prediction)隧道地质超前预报系统是在充分吸收国内外先进技术的基础上而创新研发的三维地震反射和震电效应一体化探测的综合超前预报仪,它利用地震反射和震电效应等综合物探方法同时为隧道(洞)施工、地下矿藏和洞穴开挖前提供帮助,其目的在于迅速超前地提供在开挖周围及前方的三维空间的工程地质和水害预报。


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  • 产品介绍

一、原理介绍

TSEP(Tunnel Seismic eletric Prediction)隧道地质超前预报系统是在充分吸收国内外先进技术的基础上而创 新研发的三维地震反射和震电效应一体化探测的综合超前预报仪,它利用地震反射和震电效应等综合物探 方法同时为隧道(洞)施工、地下矿藏和洞穴开挖前提供帮助,其目的在于迅速超前地提供 在开挖周围及前方的三维空间的工程地质和水害预报。震电效应法是对地震反射法的水文信息的 完善及补充。

1、地震反射法是工程物探中常用的方法之一,是目前国内外隧道超前预报采用的主要方 法,隧道地震反射法采用多波多分量高分辨率地震反射法。地震波在设计的震源点(通常在 隧道的左或右边墙,大约 12~24 个炮点)用小量炸药激发产生。当地震波遇到岩石波阻抗差 异界面(如断层、破碎带和岩性变化等)时,一部分地震信号反射回来,一部分信号透射进 入前方介质,反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收。数据 通过采集、分析软件处理,揭露隧道开挖面前方的地质信息,便可了解隧道工作面前方地质 体的性质(软弱带、破碎带、断层、含水 等)和位置及规模。可以从观测系统的布置、提取、分析、处理和解释方法等方面进行多方式设计和应用研究, 形成种具有不同特点的超前预报方法技术。

 

JL-TSEP302隧道地质 超前预报设备

 

    2、震电效应法指在弹性波场作用下大地电磁场特性发生变化,具体地说,就是当孔隙饱和 介质内传播着弹性波时,介质中会出现交变电位差和岩石电导率变化,这完全是在弹性波激 发下才产生的,其逆效应亦存在这种场的相互作用效应是地球物理勘探领域中正在研究和开 发的一个新的方向。



3、JL -TSEP302隧道地质超前预报 观测图见图4:



二、应用实例

JL-TSEP 隧道地质超前预报仪在蒙华铁路河南段某隧道的试验数据。







三、技术参数




四、JL-TSEP303系统的优点:

        ◇ 三维地震 预报范围从100米到300米

        ◇ 数据采集耗时少,处理快捷

        ◇ 无须利用开挖面

        ◇ 操作简单,对施工过程无妨碍

        ◇ 了解前方存在的地质危险带情况

        ◇ 赢得施工和后勤保障的时间

        ◇ 确保支撑隧道的岩石牢固可靠

        ◇ 有利于缩短工期

        ◇ 节省费用

        ◇ 不增加任 何特别工作量,利用地震反射放炮同时观测震电效应值;

        ◇ 能确定断层、弱岩带、岩溶、含水层等地质体性质及空间位置。

 

五、为 什么要研发三维地震反射与震电效应一体化综合预报系统?

隧道掌子面前方可能存在影响 施工人员安全、施工进度(工期)、工程结构稳定的不良地质体(带),地震反射法已对隧 道前言地质体的其位置、规模、性质已能进行科学预测,并提出确切可行的施工对策,以确 保工程施工的安全。但对隧道前方的含水体及含水地层相对薄弱,甚至没有任何探测效果。 而在国外其震电用于找水已开展成熟应用,如图9所示来自马小杰译自英刊《世界水和环境 工程》。

震电技 术就是利用人工地震震源激发地震信 号,而在地表面接收电磁信号,采集弹性波在岩石中传播时激发形成的电磁场,以实现寻找 特定勘探对象的物探方法。这种全新的地球物理勘探方法具有地震与电磁法勘探相结合的特 点。研究表明,此项技术具有分辨率高、选择性好等特点,从而可以为我们提供含水地层埋 藏深度、分布状况及电性参数。

三维地 震反射与震电效应一体化综合预报系统就是利用地震反射预报探测时观测地震波在岩石中传播时激发形成的电磁场,使用地震放 炮的排列观测分析产生电磁场的位置及强度;因此,震电效应法隧道超前探测是对地震反射法隧道探测预报的水文信息的完善及 补充。