TSP203地质预报技术在大伙房水库输水工程深埋长隧洞中的研究与应用

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[2009-2-3]

　　项目名称：TSP203地质预报技术在大伙房水库输水工程深埋长隧洞中的研究与应用
　　获奖等级：2007年度辽宁水利科学技术奖二等奖

　　项目简介：
　　辽宁省大伙房水库输水工程是一项长距离跨流域调水工程，主体为一长85.31km，最大埋深600m，最浅62m深埋长隧洞，是目前国内外最长的单体隧洞工程。隧洞施工采用3台大直径TBM掘进机施工为主、钻爆法为辅的联合作业方法，工程总投资54.67亿元。
　　输水隧洞穿越多个地质单元，包括大理岩、石英砂岩、混合岩等十几种岩性，18次穿越宽度大于200m河谷，较大规模断层29条，地质条件十分复杂。
　　能否准确预报施工期间隧洞内可能产生涌水、塌方、流砂等不良地质问题的具体位置、范围及其危害，对于减少或避免处理塌方、突泥突水等地质灾害，确保施工人员和设备安全，减少工程投资，保证工程顺利进行，都具有重要作用。准确、及时的超前地质预报方法和效果是本工程成功建设的关键，尤其对TBM施工甚为重要。
　　本课题紧紧围绕本工程施工，在全面调研比选不同超前地质预报方法优缺点基础上，选用了目前代表国内外隧洞、隧道工程超前地质预报技术最新水平的瑞士TSP203地质预报系统作为主要超前地质预报手段，进行专题技术研究和工程实践，在没有成熟经验借鉴条件下，积极学习吸收先进技术，大胆实践和探索，认真总结经验教训，探索TSP203超前地质预报技术特点和规律。通过研究和实践，在TSP203数据采集与不良地质体解译技术、地下水体解译与围岩类别识别技术、TSP203系统在TBM施工中的应用及震源技术等方面取得一定的突破创新。
　　迄今为止，我院利用该系统在本工程进行了31次超前地质预报，总长度达到3471m，经开挖验证90%与实际地质条件基本相符。预报87处不同规模的不良地质1592m，预报可能富水带28处共计544m。开挖结果表明，TSP203系统对地质条件预测准确率达90%以上，对不良地质体的预报准确率95%以上。由于预报及时准确，采取支护措施得当，施工中没有因漏报不良地质而发生地质灾害，目前工程开挖已完成70%，工程进展顺利，保证了工程安全、顺利进行，在本工程建设中起了重要作用，经济、社会效益显著。
　　TSP203超前地质探测技术具有预报距离长，适用范围广，预报效果较好等优点。该系统野外工作布置简单，数据采集时间短，测试时不占用施工掌子面，最大限度的减小对施工影响，尤其适合TBM快速掘进特点。这是我国在水利水电隧洞工程中首次引进和利用。
　　TSP203隧洞超前地质预报系统为隧洞和地下工程准确而方便快捷地预报掌子面前方的地质情况提供了一种强有力的方法和工具，它不仅可以及时地为变更隧洞施工工艺提供依据，而且可以针对存在的不良地质问题，提前采取有效防护措施，避免隧洞塌方、涌水等地质灾害发生造成的危害，保证了施工安全。作为超前探测比较先进的TSP203超前预报系统必将在隧洞、隧道的建设中发挥越来越重要的作用。本工程TSP203测试解译技术的研究和经验总结，将对隧洞、隧道超前地质预报技术的发展具有积极的推动作用和广阔的应用前景。