Прикладные исследования комплексного предварительного геологического прогноза в водозаборном туннеле Далуошань

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 9162 (2023) Цитировать эту статью

Подробности о метриках

Чтобы изучить точность комплексных передовых методов геологического прогнозирования в проектах строительства туннелей, в данной статье в качестве основы проекта взят проект водоотводного туннеля Далуошань в Вэньчжоу, провинция Чжэцзян, выбран типичный участок водоотводного туннеля и использованы Туннельная сейсмическая томография и георадар для передачи сейсмических и электромагнитных волн на окружающую скальную поверхность туннеля, а также обработки и интерпретации собранной сигнальной информации. Для проверки используются передовые методы скважин и бурения. Результаты показывают, что результаты геологического прогнозирования соответствуют фактически выявленным условиям, а преимущества различных технологий могут быть реализованы и взаимно проверены посредством расширенного геологического прогнозирования, что может значительно повысить точность расширенного геологического прогнозирования при применении водоотводных туннелей. и предоставить справочную информацию и основу для последующего строительства, а также обеспечить гарантии безопасности.

В условиях непрерывного развития экономики Китая строительство автодорожных и железнодорожных туннелей, гидроэнергетических проектов и проектов водоотводных туннелей между бассейнами ускорилось, что привело к сжатию графиков строительства и сокращению времени разведки и проектирования на ранних стадиях. Это привело к недостаточности времени для детального геологического изучения всего тоннеля с использованием существующих методов исследования, что затрудняет точное и всестороннее определение инженерной геологии, гидрогеологии и других неблагоприятных геологических условий1,2. В реальном процессе строительства туннелей, при столкновении с участками с большими геологическими изменениями, сложными структурами, такими как карст, трещины и разломы, если не проводятся соответствующие работы по предотвращению и контролю стихийных бедствий, легко могут возникнуть геологические катастрофы, такие как засорение туннеля. , деформация, прорыв воды и обрушение, которые могут оказать огромное влияние на безопасность имущества людей и технический прогресс3,4,5,6,7,8,9,10.Для обеспечения безопасности строительства туннелей необходимы соответствующие средства заранее выявить геологические условия и провести профилактику. В качестве метода раннего обнаружения важную роль играет расширенное геологическое прогнозирование, которое позволяет заранее получить информацию об окружающей породе перед забоем и эффективно снизить влияние неблагоприятных геологических зон на безопасность строительства туннелей11,12,13.

В соответствии с различными методами и средствами обнаружения существующие технологии передового геологического прогнозирования туннелей можно разделить на две категории: разрушающее и неразрушающее обнаружение14,15,16,17. При деструктивном обнаружении в основном используется метод предварительного бурения, при котором буровые работы проводятся на забое туннеля, анализируется литология и структура окружающей породы в определенном диапазоне перед забоем туннеля посредством колонкового бурения и имеет преимущества высокой точности обнаружения. и интуитивно понятные результаты. Однако ограниченное количество предварительной информации о бурении приводит к высокой стоимости, небольшой дальности обнаружения и низкой репрезентативности результатов. Более того, поскольку этот метод применяется на забое туннеля, он также влияет на ход строительства туннеля18,19, что затрудняет его широкую популяризацию. Технологии неразрушающего обнаружения более разнообразны, например, поверхностные геологические исследования на основе поверхностных геологических обнажений и геологических структур района исследования, геологический прогноз туннельной машины на основе таких параметров, как скорость режущей головки щитовой машины, крутящий момент режущей головки, тяга и скорость продвижения20,21, 22, а также геофизические методы обнаружения, основанные на различиях в физических свойствах и структурных различиях окружающей породы23,24,25. Среди них передовая технология геологического прогнозирования туннелей, основанная на методах геофизического обнаружения, является эффективным средством и основным методом управления методами строительства туннелей, уменьшения геологических катастроф в туннелях и обеспечения нормального строительства туннелей благодаря своим преимуществам, заключающимся в быстрой скорости обнаружения, большом диапазоне обнаружения, и низкая стоимость обнаружения.