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TSP 在高速铁路隧道超前地质预报中的应用研究陈剑;吴立;徐昌茂;袁青;邓星【摘要】本文介绍了 TSP203的基本原理，在对100余次 TSP 地质预报成果分析的基础上，总结了 TSP 在高速铁路隧道中的解译原则和注意事项。
结合沪昆客专轿顶坡隧道工程实例，将 TSP 探测成果与隧道开挖情况进行了对比，结果显示，本次 TSP 探测效果良好，预报准确率高。
最后阐述了当前 TSP 在高速铁路隧道超前地质预报中存在的问题并提出了相应的解决方法。
【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】3页(P59-61)【关键词】高速铁路隧道;超前地质预报;解译原则;TSP203【作者】陈剑;吴立;徐昌茂;袁青;邓星【作者单位】中国地质大学武汉工程学院，湖北武汉 430074;中国地质大学武汉工程学院，湖北武汉 430074; 岩土钻掘与防护教育部工程研究中心，湖北武汉430074;中国地质大学武汉工程学院，湖北武汉 430074; 岩土钻掘与防护教育部工程研究中心，湖北武汉 430074;中国地质大学武汉工程学院，湖北武汉430074;中国地质大学武汉工程学院，湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】U456.3+3高速铁路隧道工程地质条件复杂，灾害源多、开挖断面大及施工工序复杂等显著特点决定了高速铁路隧道开挖具有高风险性。
在隧道开挖过程中，由于对开挖面前方地质体特性认识的不足而引起的各类工程事故不计其数［1-2］。
为减少隧道开挖过程中的盲目性，加强对掌子面前方围岩地质情况的掌握和监控，已开发出诸多超前地质预报方法，如地质调查、超前钻探、红外探水、地质雷达和弹性波探测等。
在众多的预报手段中，TSP作为当今较为成熟的中长期地质预报技术，自1994年应用至今，在国内外各类工程中进行了上千次富有成效的超前地质预报，取得了良好的社会经济效益［3］。
本文介绍TSP的基本原理，总结其解译原则和注意事项。
TSP法隧道超前地质预报技术研究与应用牟元存，李星，高树全，王凯（中铁二院成都工程检测有限责任公司工程检测一所，四川成都610031）摘要：长大隧道无法绕避部分不良地质问题而面临着更为复杂的工程地质和水文地质环境，这对隧道施工过程中的防灾减灾和超前地质预报工作提出了更高要求。
采用隧道综合超前地质预报技术，通过二十余条铁路线的上百座高风险隧道（近2000km）超前地质预报实践，在总结经验教训的基础上，开展了隧道掌子面前方超前地质预报物探成套技术研究。
结合大量预报实践及课题中的TSP法正反演数值模拟预报效果测试情况进行阐述，对不同不良地质条件下的物探响应特征进行总结。
该研究成果对采用类似技术开展隧道超前地质预报的同类方法具有指导意义。
关键词：高速铁路；隧道超前地质预报；物探；TSP；正反演数值模拟中图分类号：U452文献标识码：A文章编号：1001-683X（2022）01-0045-06 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2020.10.21.0450引言目前，我国铁路隧道超前地质预报技术体系包含的方法有地质调查法、物探法、钻探法和超前导坑法，其中物探法中又有地震波反射波法、地质雷达法、瞬变电磁法、激发极化法等。
由于各种物探方法有其优缺点和适用范围，针对不同的不良地质情况采用最优化的预报方法组合模式，能够事半功倍提高预报准确率［1-6］。
为此，在大量隧道超前地质预报工作实践的基础上，开展了隧道掌子面前方超前地质预报物探成套技术研究，基于TSP法结合大量的工程实践总结和数值模拟正反演情况进行阐述。
众所周知，TSP弹性波反射法属长距离预报的物探手段，一般当隧道开挖有60m左右空间时，可布置观测系统开展TSP法超前预报工作，在绝大多数环境下，其预报距离在100m以上。
采用该方法不仅能对断层破基金项目：中铁二院工程集团有限责任公司科技研究开发计划项目（12198008（12-14））第一作者：牟元存（1980—），男，高级工程师，硕士。
TSP法隧道超前地质预报技术研究与应用摘要：TSP隧道的地质超前预测，是通过在隧道周围的岩石中，按照一定的排布，产生一种弹性波，当弹性波传播到三维空间时，接触声阻抗分界面，也就是地质岩相变界面、结构断层带、喀斯特及喀斯特发展带等,将发生一种弹性波反射情况，这个反射波由埋设在巷道周围岩石中的探测设备探测到，向仪器输入实施信息源的扩增、信息收集和分析。
关键词：TSP法；隧道；地质预报引言物探技术能极大地影响每天的地质灾害勘查工作。
在科学技术飞速发展的今天，在国内，物探技术已经成为了一项重要的工程，它是保证工程质量和安全的重要手段。
TSP法是利用物探技术对隧道工程进行地质预测的一种先进技术。
所以，在进行TSP探测预报的时候，一定要对隧道的地质状况有一个全面的认识，在数据采集、处理和评估的每一个环节都要有针对性，这样才能保证地质预报的可靠性和准确性。
一、TSP原理及特点（一）原理隧洞超前地质预测检测法是利用TSP进行的，它的观测系统是按空间分布的，而接收和激励系统则分别位于隧洞两侧的岩层中。
地震波的产生是通过小爆炸，电火花，撞击等方式来实现的。
TSP能对两侧及上、下两个层面的回进行甄别、过滤，只留下掌子面前的回波，防止了误报警；并给出了掌子面前的岩石波速度及地层接触面的精确图像。
地震波速度可作为岩体工程等级划分的基础，而界面可作为地质结构解释的基础。
在不同的阻抗界面条件下，地震波将会在不同的阻抗界面上被部分反射，而另一些则会传输到前方介质中。
利用高灵敏的测震仪对反射回波进行探测。
利用地震波软件对数据进行处理，就可以对隧道工作面前方不良地质体的性质、位置和规模进行了解。
（二）特点将TSP方法应用于隧道地质超前预测，能够充分利用TSP方法的高精度、高实时、大范围、易操作、易推广等优点。
首先，利用TSP方法，在隧道沿线构造地质点和地质点间构建关联地图，实现对可能发生的地质灾害的精确预报，为隧道建设提供精确的地质资料。
TSP法在铁路客运专线隧道超前地质预报工作中的应用前景李坚【摘要】介绍TSP(隧道前方地震反射)法的原理以及资料采集和资料解释的方法;应用TSP资料对隧道掌子面前方的地层分界面、破碎带、岩溶等进行预报,预报结果得到了后续施工开挖的验证.这些实例说明,从工期、费用和精度等因素综合考虑,在今后铁路客运专线隧道的超前地质预报工作中,TSP法是最具有应用前景的物探方法.【期刊名称】《铁道勘察》【年(卷),期】2005(031)006【总页数】5页(P45-49)【关键词】隧道;超前地质预报;TSP法;地层分界面;破碎带;岩溶【作者】李坚【作者单位】铁道第二勘察设计院,四川成都,610031【正文语种】中文【中图分类】U21客运专线运行速度高，对地质勘察资料提出了更高的精度要求。
客运专线的长大隧道埋深大、工程地质条件复杂，即使采用目前比较成熟的可控源音频大地电磁法(CSAMT)并辅以深孔钻探进行勘察，亦仅能粗略宏观地探测隧道洞身范围内规模较大的断层、岩溶、富水带等不良地质体。
要比较详尽地查明隧道的不良地质情况，必须在隧道施工期间进行超前地质预报工作。
过去的超前地质预报主要有超前导坑、超前钻孔等方法，这些方法工期长、费用高，其应用受到较大限制。
物探(地球物理勘探)是间接、无损的勘探手段，可得到较大范围内地质体的物理性质资料。
近10来年，随着技术的不断发展，仪器设备的改进，在一些长大深埋隧道的超前地质预报中，物探方法得以推广应用，并取得了较好的效果。
目前利用物探进行超前地质预报的方法较多，有地质雷达法、瑞雷面波法、声波法、TSP法(隧道前方地震反射法)等，大量的实践证明，预报精度较高、比较成熟实用的物探方法为TSP 法，即隧道前方地震反射法。
1 TSP简介TSP(Tunnel Seismic Prediction ahead)法实质上为地震负视速度法，该方法的思想由铁道第一勘察设计院曾兆璜先生首先提出，其基本原理如下。
关于地质雷达和TSP法在隧道超前地质预报中的应用作者：李树凯来源：《卷宗》2020年第09期摘要：关于地质雷达和TSP法在隧道超前地质预报中的应用分析，首先需要对地质雷达技术、TSP法应用进行分析。
超前地质预报是地质工程学中重要的内容，我国对此内容研究有了很长时间，并且得到一定的成果，可以有效应用到各种地质工程建设中。
随着铁路和公路的持续完善，隧道的长度也会随着增加，同时出现很多地质问题，出现各种工程安全事故，所以地質雷达和TSP法已经被应用在隧道超前地质预报中，有效发挥自身价值作用，从而全面阐述地质雷达和TSP法在隧道超前地质预报中的应用重要性。
关键词：地质雷达;TSP法;隧道超前地质;预报应用1 地质雷达技术概述目前，我国最先进的电磁波是地质雷达技术得一种，通常应用社会各个领域，这一技术在我国工程检测中取得很好效果。
通常在具体实践中，相关工作人员和专家能够更好的掌握该项技术，应用地质雷达对质量进行检测，降低外部环境的干扰，例如;电流干扰和电磁干扰等，都能够起到有效保护作用，从而保证质量的检测结果。
同时，在隧道工程质量检测阶段，使用地质雷达，不会对隧道工程的紧密度造成影响。
地质雷达的使用是比较简单方便的，同时测量结果具有一定得明确性，最后的检测数据为后期工作奠定良好的基础。
总而言之，地质雷达技术的优势，是先进质量检测技术，对隧道工程的质量工作起到很大的作用，完善和解决工作中隐患，进一步地为隧道运营发展创造有利条件。
2 地质雷达技术的应用原理我国经济水平的提高，社会竞争越来越激烈，需要科学者对技术进行创新，在一定程度上推动中国工程的发展，同时采用相应检测技术，建筑质量得到保证。
但是在这个阶段，很多建筑工程的质量检测，都需要对工程地理信息进行检测和处理，为后期工作做好铺垫。
基于此，我国的检测手段不完善，对隧道工程质量造成很严重的影响。
地质雷达是一种先进技术，在施工阶段，能够及时的发现隧道地下障碍物，及时解决问题，提高工程质量。
地质雷达和TSP法在隧道超前地质预报中的应用
唐亚辉
【期刊名称】《人民长江》
【年(卷),期】2015(0)S1
【摘要】将地质雷达和TSP法结合起来,可在隧道超前地质预报中取得较好的效果。
以叙大铁路B标段中坝隧道进口平导的超前地质预报为例,介绍了地质雷达和TSP
法在隧道超前地质预报中的综合应用。
介绍了两者的基本原理,并对两者的数据采集、分析、处理及预测结论进行了比较。
两种方法的综合应用可以弥补使用一种方法的不足,使得预测结果更加准确。
【总页数】3页(P100-102)
【关键词】地质雷达;TSP法;隧道施工;超前地质预报
【作者】唐亚辉
【作者单位】成都理工大学地质灾害防治与地质灾害保护国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】U452.11
【相关文献】
1.TSP法及地质雷达法相结合在隧道超前地质预报中的应用 [J], 朱保健
2.TSP超前地质预报系统及其在隧道超前地质预报中的应用 [J], 杜文哲;王磊;
3.GPR地质雷达法与TSP法在隧道超前地质预报中的运用 [J], 雒成贤
4.地质雷达法和TSP法在隧道超前地质预报中的应用 [J], 金理强;李方涛
5.TSP和地质雷达在隧道超前地质预报中的综合应用 [J], 王志军
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TSP技术对隧道隐伏断层预报效果研究——以沪昆客运专线铁路隧道为例马振华【摘要】介绍了TSP的研究现状、工作原理及方法。
以新建沪昆客运专线铁路隧道为例，论述了TSP技术对隐伏断层的预报效果，经后期开挖验证，TSP技术对隧道隐伏断层的预报效果较为显著，在超前地质预报中是一种极为有效的手段。
【期刊名称】《铁道勘察》【年(卷),期】2011(037)006【总页数】4页(P83-86)【关键词】TSP技术;地震反射法;隐伏断层;超前预报【作者】马振华【作者单位】中铁第一勘察设计院集团试验检测中心,陕西西安710043【正文语种】中文【中图分类】U4561 TSP研究现状TSP为20世纪90年代中期由铁路系统最早引入我国的一种专门应用于隧道和地下工程超前地质预报的地震勘探仪器。
我国先后从瑞士Amberg测量公司引进了TSP202、TSP203和TSP203 plus等型号的产品,分别应用于铁路、公路、水电站、煤矿等领域,通过近年来的工程实践,得到了较好的预报效果。
经过多年实践经验的总结,普遍认为TSP能预测出软弱层，断层破碎带，岩溶等不良地质体的性质、位置和规模。
TSP预报原理和计算模型是基于异常结构面为一平面,在预报过程中消减了隧道洞壁面波和正前方反射信号的干扰,主要利用隧道周围反射信号来计算隧道前方异常结构面的位置[5]。
因此,TSP对于前方截面远大于隧道工作面如断层一类地质体的探测结果比较可靠,而对溶腔、暗河等不良地质体,只能判定其位置,而不能判定其规模,更不能判定溶腔的充填物特性[7],对小溶洞及顺层溶洞还会出现漏判的情况[8]。
基于这种事实,以沪昆客运专线隧道超前地质预报为例,进行隧道隐伏断层预报效果的研究就具有一定的理论价值。
2 TSP超前地质预报技术2.1 TSP超前地质预报原理图1 TSP工作原理示意TSP超前地质预报技术是利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况的一种方法,属于多波多分量高分辨率地震反射法。
TSP法及地质雷达法相结合在隧道超前地质预报中的应用朱保健【摘要】介绍TSP法和地质雷达法的原理及数据处理中的注意事项,通过工程实例,验证了长距离预报手段(TSP法)与短距离预报手段(地质雷达法)相结合,可更精确地预报隧道工作面前方的地质情况.【期刊名称】《铁道勘察》【年(卷),期】2017(043)005【总页数】4页(P60-63)【关键词】TSP法;地质雷达法;超前地质预报【作者】朱保健【作者单位】中铁第六勘察设计院集团有限公司,天津 300308【正文语种】中文【中图分类】P631隧道工程具有隐蔽性，埋藏于地表之下。
由于隧道穿过区域环境复杂，只靠前期的勘察手段，难以对隧道的工程岩体环境以及存在的不良地质条件作出准确判断[1-5]。
因此，超前地质预报工作在隧道施工过程中就显得非常重要。
在众多超前地质预报方法中，TSP预报作为一种长距离预报手段得到广泛应用。
TSP法作为隧道超前地质预报先进的物探技术之一，从现场数据采集、资料处理到成果的解释推断，每个环节都对预报结果的准确性有极其重要的影响。
所以，精确把握每个技术环节显得尤为重要。
另外，将长距离的预报手段(TSP)与短距离预报手段(地质雷达)相结合，可更好地指导隧道施工。
TSP数据处理过程中涉及到很多参数的设置，大量工程实例表明，有两个步骤对TSP预报成果的精确性起决定性影响，分别是带通滤波及初至拾取。
1.1 带通滤波TSP预报技术的实质是利用地震波反射的方法对前方围岩进行地质勘探。
地震反射波中既包含有效波也包含干扰波。
为了去除干扰波信号，获得更准确的分析结果，在带通滤波过程中不建议使用缺省值，对于低切、高通、低通、高切四个参数应按照一定的准则进行拾取。
隧道内的干扰波主要为炸药震源产生的面波和周围施工造成的微震动波。
为了从频率域去除这两种干扰波，需对其频谱特征有所了解，如图1所示。
由图1可知，面波频谱的峰值低于有效波，微震动波的频谱较宽且峰值较低。
TSP203超前地质预报系统在铁路隧道中的应用摘要：隧道超前地质预报在隧道开挖中的作用十分重要，目前规范已将隧道超前地质预报作为隧道施工的一道工序对待。
超前地质预报能及时发现掌子面前方围岩分布状况，提前预报不良地质带，为开挖掘进提供预警。
便于施工人员提前采取应对措施，避免发生安全事故。
本文介绍了TSP203超前地质预报系统在铁路隧道施工中的应用，可为类似工程提供参考。
关键词：超前地质预报、TSP203、地质雷达、隧道施工中图分类号：文献标识码：Cause analysis and treatment measures of lining defect of railwaytunnelDuwei(China Railway Construction The 20th Group Municipal EngineeringCo. Ltd，Lanzhou Gansu 730046,China)Abstract:Tunnel advance geological prediction plays a very important role in tunnel excavation. At present, tunnel advance geological prediction has been treated as a process of tunnel construction.. Advance geological prediction can timely find the distribution of surrounding rock in front of the tunnel, predict adverse geological zones in advance, and provide early warning for excavation. It is convenient for the construction personnel to take countermeasures in advance to avoid safety accidents. This paper introduces the application of TSP203 advanced geological predictionsystem in railway tunnel construction, which can provide reference for similar projects.Key words: advance geological prediction; TSP203; geological radar; tunnel construction1引言随着我国铁路和公路技术等级的不断提高，隧道在路网中的含量在逐步增加，隧道工程施工工期要求也越来越高，大量的隧道在新奥法施工中对地质条件要求更趋量化。
