地下工程TRT6000超前地质预报系统及应用内芯Word文档格式.docx

地下工程TRT6000超前地质预报系统及应用内芯Word文档格式.docx

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为推广这一先进技术，美国C-Thru公司从国家安全局继承了相关资产，推出了超前地质预报TRT6000系统。

3.TRT6000的原理

当地震波遇到声学阻抗差异（密度和波速的乘积）界面时，一部分信号被反射回来，一部分信号透射进入前方介质。

声学阻抗的变化通常发生在地质岩层界面或岩体内不连续界面。

反射的地震信号被高灵敏地震信号传感器接收，反射体的尺寸越大，声学阻抗差别越大，回波就越明显，越容易探测到。

通过分析，被用来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）、位置、形状、大小。

4.预报系统组成

TRT6000预报系统由六个主要部分组成：

①主机

②基站

③无线模块

④传感器

⑤触发器

⑥数据处理分析软件

无线数据采集的硬件系统

用8毫米的钻头打6厘米深的孔，在固定块上抹上膨胀性快干水泥，把固定块固定在隧道边墙和洞顶表面，传感器通过螺丝安装在固定块上，从而实现传感器和岩体的紧密耦合。

布置方式和数据采集

5.TRT6000的特点

①设备可靠度高和适应性强，适应软岩、硬岩、黄土等区域；

安全性强；

接收频率范围为0.7-3900Hz，能够在软岩、硬岩、黄土、松散堆积物等多种地质环境里进行的超前地质预报.

安全性非常高、震源可重复利用、通过多次锤击，获得叠加信号，使异常体反射更加明显。

其他同类设备如遇黄土、松散泥土结构，无法成孔，从而无法放入炸药。

②采集信息量大，形象的绘制三维立体图，对于多种不良地质体反应敏感。

震源和传感器采用矩阵排列，获得真实的三维立体图，直观再现异常体的形态、大小。

断层破碎带

不良地质体接触界限

含水构造

大管径的管状岩溶构造

二、工程实例

1.大同~西安客运专线隧道工程

（1）南山上隧道进口DK221+792～DK221+902预报

南山上隧道位于忻州和阳曲县交界处，进口里程DK221+596，出口里程DK227+604，全长6008m，最大埋深约370m。

全隧道位于直线上，隧道设单面坡，自进口至DK221+750为1.65%的上坡，自DK221+750至出口为1.9%的上坡。

进口段地质特点以老黄土、弱风化灰岩为主，含钙质结合层和洪积碎石类土，下伏弱风化片麻岩等。

南山上隧道进口DK221+792～902TRT6000层析扫描侧面图

南山上隧道进口DK221+792～902TRT6000层析扫描俯视图

南山上隧道进口DK221+792～902TRT6000层析扫描立体图

预报结论及分析意见：

①预报里程为DK221+792～DK221+902计110米；

②里程DK221+792~DK221+902段，围岩与掌子面基本类似，为黄土夹碎石土，松散结构，完整性差，自稳性差，容易发生坍塌，建议加强超前支护，围岩参考等级为Ⅳ级；

③在里程DK221+835~DK221+855段出现明显阻抗变化的一软弱结构面，可能是岩体较潮湿或较破碎造成；

④从地质层析扫描成像图中可看出DK221+835~DK221+850有一软弱夹层带，这与地貌图中有一冲沟位置相吻合，软弱夹层应为冲沟底部长期积水形成。

（2）南山上隧道出口里程DK227+372～DK227+272预报

南山上隧道进口DK227+372～272TRT6000层析扫描侧視图

南山上隧道进口DK227+372～272TRT6000层析扫描俯视图

南山上隧道进口DK227+372～272TRT6000层析扫描立体图

预报结论：

①预报里程为DK227+372～DK227+272计100米；

②里程DK227+344~DK227+324段隧洞左侧出现低阻抗反射，推断该处岩体较潮湿或较松散；

③里程DK227+284~DK227+280段出现一高阻抗反射面，推断该处岩体密实度增大或为围岩界面；

④预报结果和设计地质资料及现场揭示的地质编录结果见下表。

从地质层析扫描成像图中可看出里程DK227+284处为围岩界面，这与实际地质编录中里程DK227+282处为全断面灰岩基本吻合。

（3）南山上隧道里程DK227+293～140TRT6000层析扫描立体图

南山上出口开挖里程设计、预报及地质编录对比表

（4）磨盘山隧道里程DK214+270~470TRT6000层析扫描俯视图

磨盘山隧道开挖里程设计、预报及地质编录对比表

（5）南白隧道里程DIK231+233~390TRT6000层析扫描俯视图

南白隧道开挖里程设计、预报及地质编录对比表

2.溧阳引水系统５＃支洞里程K0+261～K0+417TRT6000层析扫描侧视图

溧阳引水系统里程K0+261～K0+417地质预报对比表

3.辽西北供水工程

（1）1#探洞里程0+147～0+360TRT6000层析扫描立体图

辽西北1#探洞里程桩号0+147～0+360地质预报对比表

4.玛尔挡水电站交通洞里程Ｋ0+649~905TRT6000层析扫描侧视图

玛尔挡交通洞里程桩号K0+855~K0+905地质预报对比表

水电三局勘测设计研究院正在实施的地质超前预报项目：

大西客专2标隧道工程、呼和浩特抽水蓄能电站、江苏溧阳抽水蓄能电站地下厂房、青海玛尔挡水电站以及辽西供水等工程项目，为保证地下工程的施工安全提供了良好的技术支持。

（注：

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