近日，中國(guó)煤科西安研究院隨掘隨探技術(shù)在滇中引水隧道TBM（盾構(gòu)機(jī)）掘進(jìn)工程中成功應(yīng)用，先后兩次成功預(yù)警掘進(jìn)前方圍巖的變化情況。

滇中引水工程是國(guó)務(wù)院確定的172項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程中的標(biāo)志性工程，工程中使用了“云嶺號(hào)”TBM等“利器”來(lái)保證工程順利進(jìn)行，但工程所經(jīng)香爐山隧洞存在著巖溶溶洞、破碎帶、涌水突泥、軟巖大變形、活動(dòng)大斷裂、巖爆和高地震烈度帶等復(fù)雜的地質(zhì)條件，同時(shí)因?yàn)門BM龐大機(jī)身結(jié)構(gòu)及施工特點(diǎn)，很多常規(guī)地質(zhì)預(yù)報(bào)方法在TBM或盾構(gòu)施工隧道內(nèi)都無(wú)法使用或受到很大限制，專門針對(duì)或適合于TBM或盾構(gòu)施工的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)及設(shè)備尚不成熟，導(dǎo)致工期一再滯后。因此，對(duì)這些地質(zhì)因素變化的實(shí)時(shí)監(jiān)控成了影響工程進(jìn)度的“卡脖子”問(wèn)題。

為實(shí)時(shí)超前預(yù)報(bào)TBM掘進(jìn)前方的地質(zhì)構(gòu)造，確保TBM隧道掘進(jìn)施工安全高效，西安研究院將自主研發(fā)的礦用本安型YSD-3隨掘地震超前探測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于該隧道。該系統(tǒng)以TBM掘進(jìn)時(shí)截割巖壁產(chǎn)生的連續(xù)震動(dòng)作為震源，通過(guò)連續(xù)高精度同步采集、在線高速傳輸、實(shí)時(shí)自動(dòng)處理及“長(zhǎng)曝光”疊加成像等技術(shù)實(shí)現(xiàn)TBM掘進(jìn)前方地質(zhì)異常體的高精度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有效解決了TBM盾構(gòu)施工過(guò)程中常規(guī)方法難以有效施展的難題。

圖1 TBM狀態(tài)監(jiān)控及有效信號(hào)提取

圖2 反射波成像圖

圖3揭露的掩體破碎帶

在為期3個(gè)月的隨掘?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，信號(hào)信噪比高，成像及預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)際揭露情況相吻合，保證了掘進(jìn)工程按時(shí)推進(jìn)。該試驗(yàn)的成功，標(biāo)志著隨掘地震超前探測(cè)系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了礦井巷道、路橋隧道等不同場(chǎng)景下基于掘進(jìn)震源的隨掘?qū)崟r(shí)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的兼容，展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景，為保證重大工程的安全推進(jìn)提供了煤科方案。