中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
隧道是交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成，尤其在山區(qū)、城市等地形復(fù)雜區(qū)域，其建設(shè)至關(guān)重要。隧道工程施工過程中，因受地質(zhì)作用與人為工程活動的影響，會引發(fā)多種地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重威脅人民的生命及財產(chǎn)安全。其災(zāi)害的成因涉及巖溶發(fā)育、斷層破碎帶、地下水活動等地質(zhì)條件，常導(dǎo)致塌方、涌水、區(qū)域斷裂帶等次生災(zāi)害。隧道超前地質(zhì)預(yù)報是指利用鉆探和現(xiàn)代物探等，力圖在施工前掌握前方的巖土體結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)，以及地下水、不良地質(zhì)體、地應(yīng)力、瓦斯等地質(zhì)信息的賦存情況，保障施工安全。
1、TST技術(shù)原理
TST是一種地震法超前探測技術(shù)，通過對地震反射波走時的測量來確定圍巖的波速與反射面位置的，不但能預(yù)報巖性與構(gòu)造等大型地質(zhì)界面，也不會漏掉巖溶、孤石等孤立地質(zhì)異常體。TST主要理應(yīng)地震波的散射原理，和地震波的反射理論相比，散射理論具有普遍性，反射理論僅是散射面無窮大時的一種特殊情況，因此，散射理論具有更高的分辨率。散射理論遵從波動方程，當(dāng)?shù)卣鸩ㄍǖ綆r性變化、地質(zhì)構(gòu)造等波阻抗變化界面時發(fā)生散射，散射波返回到接收點時被記錄下來。地震波的散射發(fā)生在介質(zhì)波阻抗分布不均的部位，假定用 α(r)表示均勻介質(zhì)中局部平方波速的百分比異常，百分比異常的分布表征了地質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要特征。則介質(zhì)中的波動方程可表為：
其中U為總的地震波場。同時，反射與散射理論對于地震記錄的理解是截然不同的。散射理論中散射波是巖著一定的方向分布，覆蓋范圍及反射回波在很廣的范圍內(nèi)都可以收到，不會漏掉斜交構(gòu)造和復(fù)雜孤立地質(zhì)體，預(yù)報精度高于反射理論。
TST技術(shù)以隧道三維波場特征為基礎(chǔ)，從地震觀測方案、三維波場分離、圍巖波速分析、散射原理、逆散射偏移成像等方面對掌子面前方的回波進(jìn)行剝離，剔除其余方向的干擾波，保留有效回波，提高了掌子面前方不良地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)體的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報的精度。
2、工程應(yīng)用
工程始于客源隧道，位于黑龍江省佳木斯市樺南縣境內(nèi)，一共穿越34條，中交路橋科技有限公司承擔(dān)6條隧道超前地質(zhì)預(yù)報，共8647米。
掌子面圍巖為混合花崗巖，強風(fēng)化，節(jié)理裂隙較發(fā)育。圍巖穩(wěn)定性一般，呈碎石狀結(jié)構(gòu)，無聚集水，可能裂隙水。
共進(jìn)行超前預(yù)報23次，針對不良地質(zhì)發(fā)育情況，共預(yù)測31個不良地質(zhì)發(fā)育段，針對不同的不良地質(zhì)發(fā)育特征、圍巖級別及自穩(wěn)能力，提出了增加施工監(jiān)控量測的頻率、調(diào)整施工強度減少圍巖擾動、加強超前支護(hù)、注意圍巖掉塊及局部坍塌防護(hù)、觀察滲水并及時做好防護(hù)等多天建議措施，有力的保障的隧道施工安全，并為隧道襯砌設(shè)計施工提供了科學(xué)依據(jù)。
3、中交路橋科技技術(shù)能力
中交路橋科技有限公司是專業(yè)從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。技術(shù)人員涉及鐵道工程、城市道路與公路、橋梁工程、隧道工程、建筑工程、水利工程、工程物探、安全技術(shù)、電力、信號、集成電路、智能科學(xué)等專業(yè)。
中交路橋科技在隧道超前地質(zhì)預(yù)報方面具有較強的理論基礎(chǔ)及工程經(jīng)驗，已經(jīng)完成近百座隧道工程的超前預(yù)報，針對隧道施工前方不良地質(zhì)、斷層及其破碎帶、隧道水文地質(zhì)、溶洞發(fā)育特征、圍巖類別及其穩(wěn)定性等實行多技術(shù)融合預(yù)報，為隧道施工提供科學(xué)依據(jù)，保障隧道工程的施工安全。
