洪俊光

（中交路橋技術有限公司，北京　100011）

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影響TGP 超前地質(zhì)預報準確性的因素分析

洪俊光

（中交路橋技術有限公司，北京100011）

摘要：介紹了TGP超前地質(zhì)預報的工作原理，從脈沖干擾、電流干擾、耦合不良、管波干擾等方面，研究了在TGP現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集過程中遇到的幾種常見異常信號的成因，并提出了相應的處理措施，對提高TGP超前地質(zhì)預報的準確性有重要的意義。

關鍵詞：超前地質(zhì)預報，TGP，地震波，異常信號

1　概述

隧道地質(zhì)超前預報可以避免或最大限度的降低施工過程中凸泥、涌水、塌方等災害，對降低工程造價，減少施工盲目性，確保施工安全，并消除工程安全隱患是極為重要的。現(xiàn)階段使用的隧道超前預報技術主要有地震波預報法、地質(zhì)雷達法、紅外探水等。在開展TGP隧道超前地質(zhì)預報時，現(xiàn)場存在一定的干擾因素，導致超前地質(zhì)預報數(shù)據(jù)質(zhì)量不夠理想。本文結(jié)合實際應用對存在的一些誤差原因進行分析。

2　TGP地震波異常信號

2.1脈沖干擾

在隧道施工現(xiàn)場，工作中的挖掘機、鏟車、風鉆等工程機具會產(chǎn)生不同的振動干擾，會對TGP采集數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生脈沖干擾，這些脈沖信號增加了采集數(shù)據(jù)的不確定性（見圖1）。因此在現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)時，開挖面和采集點附近的工程機具須停止作業(yè)。

2.2電流干擾

電流干擾是由隧道內(nèi)施工用電產(chǎn)生的50 Hz工頻電流引起的［3］。若TGP系統(tǒng)的高精度三分量檢波器靠近施工輸電線路，50 Hz工頻電流就可能產(chǎn)生干擾信號（見圖2）。因此在現(xiàn)場應避免數(shù)據(jù)傳輸線與施工用電傳輸線路離得太近。另外起爆器起爆瞬間也會產(chǎn)生很高的起爆電流（見圖3），產(chǎn)生瞬間強磁場，對數(shù)據(jù)傳輸線產(chǎn)生干擾，形成高頻正弦干擾波。應盡量避免平行擺放起爆線與數(shù)據(jù)傳輸線。

2.3炸藥量與觸發(fā)

如果炸藥量過少，則采集到的地震波信號能量小，記錄的信噪比低（見圖4）。如果炸藥量過大，容易采集到呈掃帚狀且散頻現(xiàn)象較嚴重的地震波［3］。因此現(xiàn)場采集時，應根據(jù)圍巖地質(zhì)條件和激發(fā)孔距接收孔的距離選擇合適的炸藥量。另外還要保證每個激發(fā)孔的炸藥量分配均勻。

圖1　脈沖干擾波形

圖2　50 Hz工頻電流干擾波形

圖3　起爆干擾波形

圖4　藥量不足波形

TGP系統(tǒng)采用回線開路觸發(fā)方式［4］。把回線綁扎在炸藥卷上，通過炸藥爆炸時炸斷回線觸發(fā)儀器開始采集。如果綁扎在炸藥卷上的信號線松動，造成炸藥爆炸瞬間觸發(fā)線沒有被炸斷，而是被爆炸氣流拉斷，則造成直達波初至延遲（見圖5）；如果綁扎在炸藥卷上的觸發(fā)線脫落，炸藥爆炸而觸發(fā)線未斷，則導致觸發(fā)失敗，無法采集到地震波信號（見圖6）。因此現(xiàn)場采集時，用膠帶纏緊綁有觸發(fā)線的炸藥卷，防止觸發(fā)線松動或在裝填炸藥過程中將炸藥擠出。

2.4耦合不良

TGP系統(tǒng)現(xiàn)場采集時，需要一種耦合劑將檢波器與圍巖緊密接觸，使檢波器能夠良好的接收到地震波，常用的耦合劑是黃油。因此在裝黃油之前，要進行吹孔作業(yè)，將接收孔中的碎石渣清理干凈，如有?？讋t要重新鉆孔，保證耦合劑順利注入到位。耦合不良波形見圖7。

2.5管波干擾

圖5　觸發(fā)延遲波形

圖6　觸發(fā)失敗波形

圖7　耦合不良波形

圖8　隧道管波波形

激發(fā)炮孔中的部分能量以聲波形式直接被檢波器接收，形成隧道管波的第一種形式；聲波經(jīng)過對側(cè)洞壁產(chǎn)生反射后被檢波器接收，形成隧道管波的第二種形式（見圖8）。為了消除隧道管波對預報準確性的影響，要采取以下措施：1）在激發(fā)孔中注水，可以減弱爆炸聲波泄放到隧道內(nèi)。2）要對激發(fā)孔進行封堵，這樣也能減弱爆炸聲波泄到隧道內(nèi)。

3　結(jié)語

在開展TGP超前地質(zhì)預報工作時，必須對各種干擾波有明確的認識，對出現(xiàn)的異常信號要知其原因，采取正確的解決措施，只有這樣才能采集到高質(zhì)量的TGP數(shù)據(jù)，為物探解釋打下堅實的基礎。

參考文獻：

［1］劉云禎. TGP隧道地震波預報系統(tǒng)與技術［J］.物探與化探，2009，33（2）：170-177.

［2］劉云禎. TGP隧道地震預報系統(tǒng)與預報技術探討［J］.鐵道建筑技術，2008（S1）：497-502.

［3］原小帥，張慶松，徐振浩，等. TSP超前地質(zhì)預報異常地震波信號［J］.山東大學學報（工學版），2009，39（4）：53-56.

［4］劉云禎，梅汝吾. TGP隧道地質(zhì)超前預報技術的優(yōu)勢［J］.隧道建設，2011，31（1）：27-38.

On analysis of factors affecting TGP advanced geological forecasting accuracy

Hong Junguang
（CCCC Road and Bridge Consultants Co.，Ltd，Beijing 100011，China）

Abstract：The paper introduces the principle for the TGP advanced geological forecasting，researches some reasons for the abnormal signals in the data collection sites of TGP sites from the impulse interference，current interference，loose coupling，and tube wave interference，and points out respective treatment measures，so it is meaningful for improving the accuracy of the TGP geological forecast.

Key words：advanced geological forecasting，TGP，seismic wave，abnormal signal

中圖分類號：U455

文獻標識碼：A

文章編號：1009-6825（2016）09-0185-02

收稿日期：2016-01-17

作者簡介：洪俊光（1980-），男，碩士，工程師