隧道突水突泥灾害源超前地质预报理论与方法

前言

第1章绪论

1.1引言

11.2隧道超前地质预报的作用和意义

1.3超前地质预报发展与现状

1.l.1钻爆法施工隧道超前地质烦报的发展与现状

1.3.2TBM施下隧道超前地质预报的发展与现状

1.3.3隧边施工综合超前地质预报的发展与现状

1.1隧道超前地质预报存在的问题

1.5本书的主要内容

第2章隧道突水突泥灾害源的地质特征

2.1引言

2.2突水突泥灾害源赋存特征

2.2.1突水突泥灾害类型

2.2.2岩济突水突泥灾害源发育的某本规律

2.2.3右溶交水突泥灾吉源发育的主控四素

2.2.4典型突水突泥灾害源赋存特征

2.2.5隧边交水突泥灾吉的灾变特征

2.3典型突水突泥案例与地质分析

2.3.1裂隙型突水突泥典型案例

2.3.2断层理突水突泥典理案例

2.3.3格洞恪院组突水突泥典型案例

2.3.4暗川型突水突泥典型案例

2.4本章小结

第3章隧道不良地质超前地质预报方法

3.1引言

3.2超前地质预报方法的物性基础和物性差异

3.2.1地震波超前预报方法的物性基础

3.2.2地质富达超前预报方法的物忏某础

3.2.3电阻率超前预报方法的物性基础

3.2.4激发极化超前预报方法的物性基础

3.2.5且他超前预报方法的物性基础

3.3地质分析法

3.3.1工程地质调查法

3.3.2届前导洞(坑)法

3.3.3届前水平钻孔法

3.4地震波超前预方法

3.4.1基于直线类观测方式的地震超前顶报方法

3.4.2基于三维空间观测方式的地震超前放报方法

3.4.3某于极小偏移距观测方式的地震超前预报法

3.4.4TBM施工隧过专用的地震超前预报方法

3.5电法类超前预报方法

3.5.1地质古达超前地质预报方法

3.5.2瞬变电磁超前地质预报方法

3.5.3激发极化/山阳率法超前地质预报法

3.6其他超前地质预报方法

3.6.1岩体温度法

3.6.2红外探水法

3.7本章小结

第4章中远距离含水构造瞬变电磁预报理论与方法

4.1引言

1.2隧道瞬变电磁超前探测基本方法和原理

4.2.1瞬变电磁法基本理论与超前探访时方法

1.2.2瞬变电磁隧道探测改进

4.3隧道多点阵列式瞬变电醋探测方法与不良地质体响应规律

1.3.1隧道多点阵列瞬变电磁探测方法原理

1.3.2隧道多点阵列式瞬变电磁探测三维响戚朋律

4.3.3隧道多点阵列式瞬变电磁探测工作方法

4.4隧道多点阵列式瞬变电磁探测数据解释技术

4.4.1均匀半空间中回线源瞬变电磁中心点视电阻率公式

4.4.2含偏移观测点瞬变电磁水平和垂在磁场频率域响山

4.4.3含偏移距观测点瞬变山磁时间域响应及晚期视山阳半公式

4.4.4方法验证与模型算例

4.4.5矢量合成山阻率

4.5钟家山隧道左洞瞬变电磁超前地质预报应用案例

1.6本章小结

第5章近距离含水构造激发极化超前预报理论与方法

5.1引言

5.2激发极化基本原理

5.3隧道激发极化超前探测的多同性源阵列式观测方式与正演模拟

5.3.1多同性源阵列激发极化法观测模式法

5.3.2多同仲源阵列式激发极化超前探测的正演模拟及其对介水构足的响应

5.4多同性源阵列激发极化超前探测的三维反演成像方法

5.4.1基于加权函数的三维电阻率反演成像理论与方法

5.4.2多同性源阵列激发极化法超前探测的反演数值算例

5.5激发极化超前探测水量定量估算技术

5.5.1二电流半衰时之差参数区分自由水和束缚水的微观机理

5.5.2二电流半衰时之差与水量关系的物理模型试验

5.6隧道含水构造三维定位与水量估算技术

5.7隧道超前地质预报专用的激发极化仪

5.7.1时域激发极化仪

5.7.2多同性源阵列式激发极化仪

5.8多同性源阵列式激发极化超前探测方法的应用案例

5.8.1地质分析与测线布置

5.8.2激发极化超前探测数据处理与解释

5.8.3颁报结果与开挖情况对比

5.9多同性源阵列式激发极化技术用于TBM施工隧道的展望

5.10本章小结

第6章钻孔精细三维探测理论与方法

6.1引言

6.2电阻率跨孔CT约束反演成像方法

6.2.1含不等式先验信息约束的电阻束CT反演方和

6.2.2偏导数矩阵的并行解析快速求解方法

6.3跨孔电阻率CT超前地质预报方法

6.3.1跨孔山阳率CT探测的某卒原理

6.3.2二维跨孔电阻率CT组合观测模式及影响四素分析

6.3.3三维跨孔山阻率CT探测影响阿素分析

6.3.4跨孔电阻率CT测物理模型试验

6.3.5跨孔山阳率CT探测应用案例

6.3.6跨孔电阻率CT超前探测技术小结

6.1钻孔(单孔)电阻率成像超前探测技术

6.4.1钻孔(单孔)电阻率成像超前探测的观测模式

6.4.2钻孔(单孔)电阻率成像超前探测正演响应特征

6.4.3钻孔(单孔)电阻率成像超前探测反演成像

6.4.4钻孔(单孔)电阻率成像超前探测物理模型试验

6.5本章小结

第7章隧道综合超前地质预报与联合解译方法

7.1引言

7.2综合超前地质预报基本原则

7.3隧道施工综合超前地质预报方法

7.3.1常用且前地质预报方法的特点分析

7.3.2隧远不良地质综合超前预报方案与流程

7.3.3"同阶段全过程"的突水突泥灾害源综合胆前预报方法与体系

7.4基于空间结构约束联合反演的隧道综合超前地质预报

7.4.1多元超前预报数据的联合反演思想

7.4.2专问结构约束联合反演方法

7.4.3以空间结构约束联合反演为基础的综合地球物理探测的典型案例

7.5隧道施工许可机制与突涌水灾害综合预警

7.5.1施工许可机制

7.5.2施工许可流程

7.5.3施工许可原则

7.5.4突涌水灾害综合预测顶警

7.6本章小结

第8章代表性工程应用案例

8.1引言

8.2山岭隧道超前地质预报实践

8.2.1湖北沪蓉西高速公路齐岳隧道综合超前地质预报应用案例

8.2.2湖北沪蓉西高速公路龙潭隧道综合起前放报与塌方灾害顶警案例

8.2.3湖北宜巳高边公路马家坡隧道综合超前地质顶报与联合反演应用案例

8.2.4锦屏二级电站辅助洞综合超前地质预报应用案例

8.2.5成兰铁路跃龙门隧道综合超前地质预报应用案例

8.3海底隧道超前地质预报实践

8.3.1青岛胶州湾海底隧道工程概况

8.3.2青岛胶州湾海底隧近综合超前地质预报的作用和内容

8.3.3青岛胶州湾海底隧道综合超前地质预报方法与体系

8.3.4青岛胶州湾海底隧近综合超前地质预报代表性案例

8.1城市地铁隧道超前地质预报实践

8.4.1城市地铁超前预报方法的选择

8.4.2城市地铁超前预报方法的实施

8.4.3大连地铁某仄间超前地质烦报代表性案例

8.4.4大连地铁某医间重点地段超前预报实践

8.4.5广州地铁某午站超前地质烦报代表性案例

8.5隧道施工许可机制与综合超前地质预报的联合应用案例

8.5.1工程概况

8.5.2初步评估

8.5.3二次评估与动态评估

8.5.4ZK19 240~ZK19 420段风险拧制

8.5.5ZK19 120~ZK19 /160段风阶控制

8.5.6ZK19 460~ZK19 509段风险拧制

8.5.7ZK19 509~ZK19 610段风阶控制

8.5.8ZK19 610~ZK20 180段风险控制

8.6本章小结

第9章展望

参考文献

彩图 2100433B

本书共9章，介绍作者十余年来在隧道超前地质预报方面取得的研究与应用成果。总结分析超前地质预报的发展历程、现状和发展方向；归纳了突水突泥灾害源的地质特征；介绍常用超前预报技术的原理、特点和适用范围；介绍中远距离（80m）范围内预报前方含水构造的瞬变电磁研究进展；针对自主研发的激发极化超前预报方法，介绍水量估算技术、三维成像方法、专用仪器及用于TBM隧道的前景；基于精细探测需求，介绍跨孔电阻率CT、三维钻孔电阻率成像的成果；阐述综合超前地质预报与联合解译的成果，介绍“四阶段全过程”综合预报体系、多元预报信息联合反演和施工许可机制的*新成果；*后精选多个代表性案例，展望了未来发展方向和远景目标。本书可作为高等院校土木、交通、水利水电、矿山、地质、应用地球物理等专业教师和高年级学生、研究生的参考书，也可为相关工程领域的技术人员提供参考。

隧洞施工超前预报的内容一般包括：

①不良地质预报及灾害地质预报：预报掌子面前方一定范围内有无突水、突泥、岩爆及有害气体等，并查明其范围、规模、性质，提出施工措施或建议；

②水文地质预报：预报洞内突涌水量的大小及其变化规律，并评价其对环境地质、水文地质的影响；

③断层及其破碎带的预报：预报断层的位置、宽度、产状、性质、填充物的状态，是否为充水断层，并判断其稳定程度，提出施工对策；

④围岩类别及其稳定性预报：预报掌子面前方的围岩类别与设计是否吻合，并判断其稳定性，随时提供修改设计、调整支护类型、确定二次衬砌时间的建议等；

⑤预测隧洞内有害气体含量、成分及动态变化；