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        地質(zhì)雷達(dá)在鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用實(shí)踐研究

        2021-11-10 07:18:25王更峰高軍林曉游國(guó)平李俊王輝麟焦全福孫冠華劉俊楊君華羅輝高峰劉福春王曉康楊超劉素云張遠(yuǎn)征紀(jì)常永
        科學(xué)與生活 2021年11期
        關(guān)鍵詞:側(cè)線掌子面裂隙

        王更峰 高軍 林曉 游國(guó)平 李俊 王輝麟 焦全福 孫冠華 劉俊 楊君華 羅輝 高峰 劉福春 王曉康 楊超 劉素云 張遠(yuǎn)征 紀(jì)常永

        摘要:鐵路隧道工程建設(shè)是一項(xiàng)對(duì)技術(shù)要求很高的工作,而且在實(shí)際施工期間經(jīng)常會(huì)遇到不良地質(zhì),這加大了鐵路隧道工程施工難度。在鐵路隧道工程建設(shè)中,要做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè),這對(duì)于后續(xù)施工作業(yè)開(kāi)展會(huì)產(chǎn)生直接影響,而地質(zhì)雷達(dá)在應(yīng)用時(shí)具有對(duì)施工干擾小、探測(cè)效率高等優(yōu)點(diǎn),因此得到了廣泛應(yīng)用。下面,針對(duì)地質(zhì)雷達(dá)在鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用進(jìn)行分析,希望文中內(nèi)容對(duì)相關(guān)工作人員可以有所幫助。

        關(guān)鍵詞:地質(zhì)雷達(dá);鐵路隧道;工程質(zhì)量;地質(zhì)預(yù)報(bào)

        鐵路隧道開(kāi)挖作業(yè)前,特別是在地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜區(qū)域開(kāi)展施工,要提前對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行預(yù)測(cè),依據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果,制定相應(yīng)的施工方案,避免發(fā)生淤泥、突水等事故,影響工期,造成經(jīng)濟(jì)損失以及人員傷亡??梢?jiàn),鐵路隧道施工期間,最做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)分析意義重大。

        1 地質(zhì)雷達(dá)

        地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用在鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中就是通過(guò)對(duì)超高頻磁波進(jìn)行應(yīng)用,對(duì)地下地質(zhì)分布情況進(jìn)行探測(cè),其在具體應(yīng)用時(shí)的原理:發(fā)射機(jī)利用發(fā)射天線發(fā)中心頻率為12.5M-1200M、脈沖寬度為0.1 ns的脈沖電磁波訊號(hào),訊號(hào)在傳輸期間若遇到的探測(cè)目標(biāo),會(huì)形成反射訊號(hào),最終通過(guò)接收天線傳輸給接收機(jī),最終通過(guò)示波器顯示。在具體作業(yè)開(kāi)展期間,通過(guò)觀察示波器上是否存在反射訊號(hào),對(duì)是否存在被測(cè)目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)判斷;而依據(jù)發(fā)射訊號(hào)達(dá)到時(shí)間,目標(biāo)物體平均反射速度,完成對(duì)探測(cè)幕目標(biāo)距離的計(jì)算[1]。目前,地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)在許多行業(yè)中都得到了廣泛應(yīng)用,而且從具體應(yīng)用情況來(lái)看,取得了不錯(cuò)應(yīng)用效果,尤其是在鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中發(fā)揮著重要作用[2]。

        2 鐵道隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的目的

        隧道超前預(yù)報(bào)就是工作人員通過(guò)對(duì)一系列方法進(jìn)行應(yīng)用,查清鐵道隧道工程所在區(qū)域水文與地質(zhì)情況,特別是在實(shí)際作業(yè)開(kāi)展期間,若施工人員沒(méi)有做好相應(yīng)探明作業(yè),則會(huì)導(dǎo)致后期施工開(kāi)展出現(xiàn)各種問(wèn)題容易,導(dǎo)致工程建設(shè)中出現(xiàn)問(wèn)題,造成人員傷亡,工程無(wú)法按期竣工。地質(zhì)雷達(dá)是隨著科技快速發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型預(yù)報(bào)方法,其可以用鐵路隧道超全預(yù)報(bào)作業(yè),該方法在應(yīng)用過(guò)程中具有無(wú)損、快捷等特點(diǎn),不會(huì)對(duì)鐵路隧道開(kāi)挖作業(yè)開(kāi)展造成不良影響,優(yōu)勢(shì)顯著。從實(shí)際情況來(lái)看,地質(zhì)超前預(yù)報(bào)起到作用如表1所示。

        3地質(zhì)雷達(dá)在鐵路隧道超前預(yù)報(bào)中的應(yīng)用實(shí)踐

        3.1 工程施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況

        鐵路隧道工程所在區(qū)域是低山地貌,隧道段地勢(shì)起伏大,而且還存在洼地、溝壑,探測(cè)區(qū)域圍巖節(jié)理裂隙,存在局部破碎層,掌子面頂部發(fā)生了掉塊問(wèn)題,而且存在水滴。

        3.2 布設(shè)地質(zhì)雷達(dá)測(cè)線

        依據(jù)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)具體情況,作業(yè)人員在掌子面下距底部約1.0m處,布設(shè)了一條高約為1.1m的橫測(cè)線(橫側(cè)線1),其長(zhǎng)度約為16.5m,側(cè)線有掌子面有左幫相右?guī)瓦M(jìn)行布置。沿橫側(cè)線1的的2.2m、8.5m、14.2m位置處,分別布設(shè)了與底板高度約為2.2m的綜側(cè)線1、2、3,布設(shè)的所有探測(cè)線都與垂直掌子面保持垂直,對(duì)鐵道隧道正前面地質(zhì)情況進(jìn)行探測(cè),側(cè)線布置情況如圖1所示。

        3.3 分析地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)結(jié)果

        通過(guò)對(duì)地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,在探測(cè)范圍內(nèi),地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)鐵道隧道地質(zhì)情況,地質(zhì)雷達(dá)反射波振幅能量局部會(huì)快速衰減,進(jìn)而推到該探測(cè)區(qū)域圍圍巖整體節(jié)理裂隙較發(fā)育,而且在該區(qū)可能會(huì)存在含水裂隙[3]。在側(cè)線左起4.5-6.8m前方的5.2-13.5m,以及測(cè)線左起12.0-16.2m前方額4.5-10.5m處,局部雷達(dá)在地質(zhì)探測(cè)過(guò)程中的反射波振幅能量分布不均勻,而且同軸連續(xù)性差,探測(cè)能量發(fā)生了較大的波動(dòng),探測(cè)區(qū)域內(nèi)存在異常,依據(jù)探測(cè)結(jié)果,推測(cè)探測(cè)位置處圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育、破碎,而且還可能會(huì)存在破碎夾層或破碎裂隙等不良因現(xiàn)象,這都會(huì)對(duì)后續(xù)施工作業(yè)開(kāi)展造成一定影響[4]。因此,必須提前依據(jù)探測(cè)結(jié)果,制定相應(yīng)的施工策略。依據(jù)地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)結(jié)果,與鐵路隧道工程現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行全面結(jié)合,通過(guò)合理推斷,最終能夠獲取道下列結(jié)論:

        掌子面前約28.5m范圍內(nèi),圍巖整體節(jié)理裂隙發(fā)育,并且在該范圍內(nèi),可能存在含水裂隙。

        在側(cè)線左起4.5-6.8m前方的5.2-13.5m,以及測(cè)線左起12.0-16.2m前方額4.5-10.5m處可能存在破碎夾層或破碎裂隙[5]。

        從施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況來(lái)看,開(kāi)挖段圍巖整體性一般,而掌子面局部存在破碎夾層和破碎裂隙,頂部整體破碎情況十分嚴(yán)重,整體完整性差,并且掌子面發(fā)生了掉塊現(xiàn)象。可見(jiàn),在實(shí)際施工作業(yè)開(kāi)展期間,進(jìn)行掘進(jìn)時(shí),要加以注意,完成開(kāi)挖作業(yè)后,工作人員必須第一時(shí)間將頂部破碎帶清除干凈,避免發(fā)生垮落和掉塊等事故,同時(shí),施工開(kāi)展時(shí),要及時(shí)做好錨噴封閉和支護(hù)作業(yè),避免發(fā)生事故。此外,還要對(duì)掌子面水量的具體變化情況進(jìn)行觀察,一旦發(fā)現(xiàn)滲水出現(xiàn)異常,必須第一時(shí)間上報(bào),而且要采取合理措施對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理,確保施工作業(yè)順利進(jìn)行,以免發(fā)生安全事故。

        針對(duì)探地雷達(dá)地段地質(zhì)情況,施工設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求,相應(yīng)技術(shù)規(guī)范開(kāi)展施工,開(kāi)挖后要嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋼拱架支護(hù),通過(guò)噴錨方式封閉,保證施工作業(yè)安全進(jìn)行。

        4 結(jié)語(yǔ):

        將地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用管道鐵路隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中,能夠精準(zhǔn)、快速推斷掌子面其前方具體情況,提前分析,合理預(yù)警,從而為施工作業(yè)順利開(kāi)展提供支持,確保能工程施工安全。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王志軍.TSP和地質(zhì)雷達(dá)在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的綜合應(yīng)用[J].福建交通科技,2020(06):93-95.

        [2]董昌帥,葛顏慧,劉友博.地質(zhì)雷達(dá)在平頂山隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J].山西建筑,2019,45(02):165-167.

        [3]蘇濤,侯俊敏,車(chē)立剛.探地雷達(dá)在巖溶區(qū)隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用研究[J].公路工程,2018,43(04):53-56.

        [4]范佳俊.地質(zhì)雷達(dá)在地鐵隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用研究[J].山西建筑,2017,43(02):191-193.

        [5]郭彪.Zond-12地質(zhì)雷達(dá)在巖溶區(qū)隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2016(23):63.

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