影响TGP 超前地质预报准确性的因素分析

洪俊光

（中交路桥技术有限公司，北京　100011）



影响TGP 超前地质预报准确性的因素分析

洪俊光

（中交路桥技术有限公司，北京100011）

摘要：介绍了TGP超前地质预报的工作原理，从脉冲干扰、电流干扰、耦合不良、管波干扰等方面，研究了在TGP现场数据采集过程中遇到的几种常见异常信号的成因，并提出了相应的处理措施，对提高TGP超前地质预报的准确性有重要的意义。

关键词：超前地质预报，TGP，地震波，异常信号

1　概述

隧道地质超前预报可以避免或最大限度的降低施工过程中凸泥、涌水、塌方等灾害，对降低工程造价，减少施工盲目性，确保施工安全，并消除工程安全隐患是极为重要的。现阶段使用的隧道超前预报技术主要有地震波预报法、地质雷达法、红外探水等。在开展TGP隧道超前地质预报时，现场存在一定的干扰因素，导致超前地质预报数据质量不够理想。本文结合实际应用对存在的一些误差原因进行分析。

2　TGP地震波异常信号

2.1脉冲干扰

在隧道施工现场，工作中的挖掘机、铲车、风钻等工程机具会产生不同的振动干扰，会对TGP采集数据信号产生脉冲干扰，这些脉冲信号增加了采集数据的不确定性（见图1）。因此在现场采集数据时，开挖面和采集点附近的工程机具须停止作业。

2.2电流干扰

电流干扰是由隧道内施工用电产生的50 Hz工频电流引起的［3］。若TGP系统的高精度三分量检波器靠近施工输电线路，50 Hz工频电流就可能产生干扰信号（见图2）。因此在现场应避免数据传输线与施工用电传输线路离得太近。另外起爆器起爆瞬间也会产生很高的起爆电流（见图3），产生瞬间强磁场，对数据传输线产生干扰，形成高频正弦干扰波。应尽量避免平行摆放起爆线与数据传输线。

2.3炸药量与触发

如果炸药量过少，则采集到的地震波信号能量小，记录的信噪比低（见图4）。如果炸药量过大，容易采集到呈扫帚状且散频现象较严重的地震波［3］。因此现场采集时，应根据围岩地质条件和激发孔距接收孔的距离选择合适的炸药量。另外还要保证每个激发孔的炸药量分配均匀。

图1　脉冲干扰波形

图2　50 Hz工频电流干扰波形

图3　起爆干扰波形

图4　药量不足波形

TGP系统采用回线开路触发方式［4］。把回线绑扎在炸药卷上，通过炸药爆炸时炸断回线触发仪器开始采集。如果绑扎在炸药卷上的信号线松动，造成炸药爆炸瞬间触发线没有被炸断，而是被爆炸气流拉断，则造成直达波初至延迟（见图5）；如果绑扎在炸药卷上的触发线脱落，炸药爆炸而触发线未断，则导致触发失败，无法采集到地震波信号（见图6）。因此现场采集时，用胶带缠紧绑有触发线的炸药卷，防止触发线松动或在装填炸药过程中将炸药挤出。

2.4耦合不良

TGP系统现场采集时，需要一种耦合剂将检波器与围岩紧密接触，使检波器能够良好的接收到地震波，常用的耦合剂是黄油。因此在装黄油之前，要进行吹孔作业，将接收孔中的碎石渣清理干净，如有蹋孔则要重新钻孔，保证耦合剂顺利注入到位。耦合不良波形见图7。

2.5管波干扰

图5　触发延迟波形

图6　触发失败波形

图7　耦合不良波形

图8　隧道管波波形

激发炮孔中的部分能量以声波形式直接被检波器接收，形成隧道管波的第一种形式；声波经过对侧洞壁产生反射后被检波器接收，形成隧道管波的第二种形式（见图8）。为了消除隧道管波对预报准确性的影响，要采取以下措施：1）在激发孔中注水，可以减弱爆炸声波泄放到隧道内。2）要对激发孔进行封堵，这样也能减弱爆炸声波泄到隧道内。

3　结语

在开展TGP超前地质预报工作时，必须对各种干扰波有明确的认识，对出现的异常信号要知其原因，采取正确的解决措施，只有这样才能采集到高质量的TGP数据，为物探解释打下坚实的基础。

参考文献：

［1］刘云祯. TGP隧道地震波预报系统与技术［J］.物探与化探，2009，33（2）：170-177.

［2］刘云祯. TGP隧道地震预报系统与预报技术探讨［J］.铁道建筑技术，2008（S1）：497-502.

［3］原小帅，张庆松，徐振浩，等. TSP超前地质预报异常地震波信号［J］.山东大学学报（工学版），2009，39（4）：53-56.

［4］刘云祯，梅汝吾. TGP隧道地质超前预报技术的优势［J］.隧道建设，2011，31（1）：27-38.

On analysis of factors affecting TGP advanced geological forecasting accuracy

Hong Junguang
（CCCC Road and Bridge Consultants Co.，Ltd，Beijing 100011，China）

Abstract：The paper introduces the principle for the TGP advanced geological forecasting，researches some reasons for the abnormal signals in the data collection sites of TGP sites from the impulse interference，current interference，loose coupling，and tube wave interference，and points out respective treatment measures，so it is meaningful for improving the accuracy of the TGP geological forecast.

Key words：advanced geological forecasting，TGP，seismic wave，abnormal signal

中图分类号：U455

文献标识码：A

文章编号：1009-6825（2016）09-0185-02

收稿日期：2016-01-17

作者简介：洪俊光（1980-），男，硕士，工程师