近日，中國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）掘進工程中成功應(yīng)用，先后兩次成功預(yù)警掘進前方圍巖的變化情況。

滇中引水工程是國務(wù)院確定的172項節(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”TBM等“利器”來保證工程順利進行，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、活動大斷裂、巖爆和高地震烈度帶等復(fù)雜的地質(zhì)條件，同時因為TBM龐大機身結(jié)構(gòu)及施工特點，很多常規(guī)地質(zhì)預(yù)報方法在TBM或盾構(gòu)施工隧道內(nèi)都無法使用或受到很大限制，專門針對或適合于TBM或盾構(gòu)施工的地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)及設(shè)備尚不成熟，導(dǎo)致工期一再滯后。因此，對這些地質(zhì)因素變化的實時監(jiān)控成了影響工程進度的“卡脖子”問題。

為實時超前預(yù)報TBM掘進前方的地質(zhì)構(gòu)造，確保TBM隧道掘進施工安全高效，西安研究院將自主研發(fā)的礦用本安型YSD-3隨掘地震超前探測系統(tǒng)應(yīng)用于該隧道。該系統(tǒng)以TBM掘進時截割巖壁產(chǎn)生的連續(xù)震動作為震源，通過連續(xù)高精度同步采集、在線高速傳輸、實時自動處理及“長曝光”疊加成像等技術(shù)實現(xiàn)TBM掘進前方地質(zhì)異常體的高精度實時監(jiān)測，有效解決了TBM盾構(gòu)施工過程中常規(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個月的隨掘?qū)崟r監(jiān)測過程中，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，信號信噪比高，成像及預(yù)報結(jié)果與實際揭露情況相吻合，保證了掘進工程按時推進。該試驗的成功，標(biāo)志著隨掘地震超前探測系統(tǒng)成功實現(xiàn)了礦井巷道、路橋隧道等不同場景下基于掘進震源的隨掘?qū)崟r超前地質(zhì)預(yù)報系統(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提供了煤科方案。