基于HSP⁃GPR法的隧道三维超前地质预报技术及应用

作     者：苏晓堃 高红兵 SU Xiaokun;GAO Hongbing

作者机构：西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中国中铁股份有限公司雄安区域总部北京100063 中铁科学研究院有限公司四川成都610000 

出 版 物：《铁道学报》 (Journal of the China Railway Society)

年 卷 期：2024年第46卷第7期

页      面：150-158页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 081406[工学-桥梁与隧道工程] 0709[理学-地质学] 0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 0708[理学-地球物理学] 0837[工学-安全科学与工程] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：科研服务项目(2021ZL15) 中国中铁股份有限公司科技研究开发计划(2020-重大专项-04-01,cz02-专项-03) 

主　　题：岩溶隧道 致灾构造 综合地质预报 地质雷达 

摘      要：隧道施工中,岩溶致灾构造容易引发岩溶涌突水、坍方、地表塌陷等地质灾害,严重威胁隧道施工安全。因此,进行超前地质预报对确保岩溶区域隧道施工安全至关重要。从岩溶隧道施工地质灾害、致灾构造及致灾模式为出发点,基于地震波法与电法联合探测技术进行岩溶隧道超前预报研究,并将其应用于某新建铁路隧道。研究结果表明,地震反射法(HSP)与电磁波反射法(GPR)可互为补充,相互验证。地震联合反演在电阻率反演的帮助下能有效还原溶洞的大致形态与位置,同时低速界面内部波速形态更加均匀。对HSP探测结果中存在异常的里程范围,GPR法可用于进一步确定异常的规模和性质。通过对比验证和综合分析地下介质中多种物探参数(速度、介电/电阻率)的差异性,可获取隧道前方不良地质体的详细规模和可靠性质,从而识别和预测岩溶致灾构造和致灾模式。基于HSP-GPR联合探测技术的岩溶隧道超前预报研究为制定防治措施和建立监测系统提供了重要的支持和指导,可为类似岩溶隧道工程提供参考。