TGP隧道地震反射波预报系统与技术(5)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-04
大打折扣。如果按预报150米距离分析,其中有90米左右的距离中包含有隧道管波的假象资料。请有关使用者自己检查已经处理过的文件,分析我的结论是否有道理。也不妨召开一个有代表性,而且能够深度研究隧道地震波预报技术的会议,研讨是否存在隧道管波干扰的问题和改进措施。

  我提出一个不得已而为之的方法,供大家思考。根据各种波传播路径和速度差异的原理,即隧道管波在隧道内的空气中传播,其速度低,地震波在岩体中传播其速度高,现场采用加大偏移距离进行预报数据的采集方法,利用岩体的地震波速度明显高于空气中声波速度的条件,使隧道管波下移,延迟隧道管波在地震波记录出现的时间,加大反射波接收的时间窗口,可以起到加大预报距离的目的。图(10)下部标注有20、30、40的三条紫色线分别表示:偏移距离为20米、30米、40米情况下的隧道管波的出现位置。由图可见,如果采用40米的偏移距离,隧道管波下移,反射波的时间窗口加大,在岩体为完整微风化硬岩的条件下,纵波反射基本上不受干预,横波反射受影响的地震道约为30%。这种方法的不利点是偏移距离加大会影响到地震波频率的降低和能量的衰减,但是权衡利弊,实现“隧道管波”下移的方法,避开隧道管波的干扰,无疑是一个不坏的办法。

TGP隧道地震反射波预报系统与技术

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     隧道管波在记录上的幅度与激发泄放到隧道中的能量,以及接收装置系统对隧道管波的压制能力有关。“隧道管波” 产生的源头在激发,在激发孔没有注满水、或激发孔太浅的条件下,激发能量会大量泄放到隧道内。因此,注意改善激发条件有利于减弱隧道管波的干扰。

  有关是否可以采取滤波方式处理“隧道管波”的问题。“隧道管波”的频率与激发条件、接收装置条件、以及隧道围岩的性质等有关系,也存在接收装置系统在受震条件下产生次生震荡波,综合起来的干扰波比较复杂。通过滤波方式处理不宜实现滤除目的,如果采用的滤波参数不合理,还会产生改变地震波信息造成其它成果假象的可能性。

  4、隧道埋深与预报距离

  有一位从事海底隧道地震波超前预报的工程师向我询问有关预报距离的问题,海底隧道在基岩和海底的沉积地层中穿过,如果基岩面的起伏较大,这一类情况与地面上的浅埋隧道一样。在隧道地震超前预报中,海底地形界面和起伏的基岩面同样是地震波的反射面,因此,地形界面和土石界面产生的反射波,与地质构造面产生的反射波均会被仪器接收并叠加在一起,造成地震波记录复杂化。所以,在海底隧道或者浅埋隧道进行超前预报时,要综合考虑上述影响,合理确定预报的距离。一般在无法剔除地形等界面反射波影响的条件下,控制预报距离小于隧道埋藏深度为宜,对于大于埋深的距离预报要慎重。

  5、关于围岩参数的预报问题

  关于隧道围岩参数的预报问题,应该明确两个问题:一是地震波预报方法获得围岩参数的原理和作用;二是利用围岩参数变更隧道围岩级别的合理性。

  地震波预报方法获得的基本参数是纵波速度和横波速度,其他参数均是由此计算得到的二级参数。利用地震波方法求取速度参数计算的过程中,速度数值与介质本身和反射界面的角度两个变量有关系。在地震波预报求取速度的过程中,以测量段(炮孔段)岩体速度为基本参考值,计算中同时考虑岩体反射界面的反射幅度强弱作为计算因素,带有相关比较的性质,因此得到的速度数值称为估算速度,利用估算速度曲线的分布作为分析相邻岩体的定性比较具有一定的合理性。但是,它既不是常规地震波勘探中的均方根速度,也不是岩体的真速度。

  地质界面与隧道的关系,地质界面正交隧道轴线的情况应该说是个别的,普遍存在的应该是与隧道存在夹角的情况,因此普遍存在的是地震反射波路径与隧道轴线不重合,地质界面与隧道的夹角越小(以正交为90度),地震波路径与隧道轴线的夹角越大,即地震波路径偏离隧道越远。因此,利用地震反射波路径方向上的速度代表隧道围岩,存在不合理性,因为地质岩体具有的非均质、非连续和各向异性是不容忽视的。

TGP隧道地震反射波预报系统与技术

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  在明确地震波预报获取的速度含义以后,我们来分析利用该速度进行“隧道围岩弹性波分级法”和变更隧道围岩级别的问题。“隧道围岩弹性波分级法”顾名思义,是隧道围岩弹性波的一个分级方法,而不是隧道围岩地质分级的全部。勘察设计报告中围岩级别的结论是综合考虑:隧道通过地带岩体的工程地质、水文地质、隧道埋深与地应力,以及隧道围岩弹性波参数等多方面的资料做出的,仅仅利用预报获得的岩体参数变更围岩的级别存在着片面性。

  举例说明如下:图(11)是TSP203仪器预报成果图中的一部分,图中上半部分三项参数的直方图,由上而下为岩体分段的纵、横波速度参数值;岩体的密度值;和岩体的弹性模量值。图的下半部分为反射界面的分布图。以图中的反射界面线与隧道里程线的交点为序,统计反射界面与隧道轴线的夹角,汇总成表1。

  表1:反射界面统计图

序号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

里程

2084

2092

2104

2108

2109

2116

2136

2152

2164

2184

2188

夹角

45°

75°

70°

65°

75°

80°

80°

70°

90°

70°

80°

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