锦屏二级水电站辅助洞超前地质预报技术研究

摘要

在水利水电、铁路、公路、矿山的隧道的施工中，常会遇到突水、岩爆等地质灾害。这些灾害对工程施工及施工人员的安全造成了很大伤害。而超前地质预报工作是解决这一问题的关键技术。 本文以锦屏二级水电站交通辅助洞为研究对象，首先对辅助洞上方的区域地质条件进行了系统的分析，运用地质分析法为辅助洞的下一步的施工作出了宏观地质预报，指出了在今后的施工中需要重点进行超前预报的地段。然后详细介绍了主要预报手段TSP法、地质雷达法和BEAM法的原理。 结合现场探测成果，论文重点介绍TSP203预报系统、地质雷达、BEAM预报系统三种预报方法。选取典型洞段，对三种方法的预报成果进行比较分析，并与隧洞实际开挖结果进行对比，指出各种方法的优缺点。统计预报成果，发现TSP203预报系统在判断前方破碎带和软弱层时的预报准确率可以达到90％，可作为超前预报长距离预报的首选；地质雷达在预报前面的溶洞、断裂和裂隙时，效果很好，可作为超前短距离地质预报的首选；而BEAM法能较好的预测前方围岩整体状况及含水体情况，可作为前两种方法的验证方法。 最后，根据本工程的实际情况，论证了TSP、地质雷达法和BEAM法等对于本工程的适用性及其它方法的不适用性，并提出了一套实用于本工程的超前地质预报系统。另外，本文就地质预报过程中最为关注的涌水和岩爆问题作了专门论述，给出了相应的施工建议，可以作为今后超前地质预报工作的参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1问题的提出

1.2国内外研究及应用现状

1.2.1概述

1.2.2超前地质预报分类研究现状

1.2.3超前地质预报方法研究现状

1.3本文的研究内容

第二章锦屏二级引水隧洞工程区区域地质概况

2.1工程概况

2.2地形地貌

2.3地层岩性

2.4地质构造

2.4.1褶皱

2.4.2断层

2.4.3节理

2.5岩溶水文地质

2.5.1岩溶水文地质单元

2.5.2引水洞线高程的岩溶发育程度

第三章辅助洞所用超前地质预报技术原理

3.1 TSP203系统

3.1.1原理

3.1.2有关地震波的基础知识

3.2地质雷达法

3.2.1原理

3.2.2电磁波的传播与波速

3.2.3电磁波的反射和折射

3.2.4地质雷达的探测距离

3.2.5地质雷达的分辨率

3.3 BEAM超前地质预报方法原理

3.4工程地质分析及经验法

3.4.1超前导洞法

3.4.2超前钻探法

3.4.3其它经验

第四章辅助洞超前地质预报成果解译及对比分析

4.1 TSP203预报系统

4.1.1 TSP203野外操作工序及步骤

4.1.2数据处理与资料解译

4.1.3 TSP203超前地质预报成果分析

4.1.4对TSP203预报系统的总结和建议

4.2地质雷达探测

4.2.1地质雷达具体操作步骤

4.2.2掌子面BK4+750和BK4+822处表面雷达预报成果对比分析

4.2.3对地质雷达预报方法的分析和建议

4.3 BEAM法

4.3.1 BEAM测量方式

4.3.2对BEAM方法的测量成果与表面雷达和实际开挖的比较

4.3.3对BEAM法的分析和评价

4.4三种预报方法的对比分析

4.4.1 TSP203预报系统与地质雷达比较

4.4.2 BEAM法与地质雷达比较

4.4.3三种方法各自优劣性对比讨论

第五章对锦屏二级辅助洞超前地质预报的建议

5.1涌水分析

5.1.1辅助洞揭露的地下水活动情况

5.1.2辅助洞涌水规律分析

5.2岩爆分析

5.2.1探洞及辅助洞岩爆现象

5.2.2辅助洞岩爆统计

5.2.3辅助洞岩爆规律分析

5.3超前地质预报建议

5.3.1当前超前地质预报存在问题

5.3.2超前地质预报建议

第六章结论和展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢