隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報

內(nèi)容概要

《隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報》共分10章，分別從隧道及地下工程施工常見地質(zhì)災(zāi)害的成因、規(guī)律、特點出發(fā)，詳細(xì)闡述了目前廣義的隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報方法；從地下空間點、線、面與角度的組合排列入手，詳細(xì)探討以波速探測為核心的隧道長距離地震反射法和以電阻率探測為核心的隧道短距離瞬變電磁法和地質(zhì)雷達(dá)法，并進(jìn)一步說明在地下空間應(yīng)充分利用彈性波和電磁波兩種獨立波系進(jìn)行綜合探測的優(yōu)勢和發(fā)展趨向。書中介紹了巖土體介質(zhì)與水、空氣不同耦合的地下探測物理前提，說明利用綜合參數(shù)法探測的巨大潛力。介紹了地下空間探測應(yīng)以“角度偏移”技術(shù)為核心，以地震反射法為發(fā)展方向。同時，針對角度偏移技術(shù)，利用仿生學(xué)的眼睛功能衍射出“照亮”地下的理論構(gòu)想，提出了綜合參數(shù)的預(yù)報理念，并論證了“綜合參數(shù)、長短結(jié)合、內(nèi)外兼顧、長期跟蹤、災(zāi)害預(yù)案”的地下空間前方地質(zhì)預(yù)報原則。在綜合預(yù)報的基礎(chǔ)上，針對復(fù)雜地質(zhì)條件下或特殊地段、重要環(huán)節(jié)仍需結(jié)合鉆孔數(shù)字?jǐn)z像與測孔技術(shù)、掌子面臨近預(yù)報、地質(zhì)編錄識別法、實時監(jiān)測預(yù)警與災(zāi)害預(yù)案來進(jìn)一步保障地下工程的施工安全。在研究綜合參數(shù)超前地質(zhì)預(yù)報時，考慮到與隧道施工圍巖分級方法的有效結(jié)合，提出了基于信息化技術(shù)的隧道施工圍巖細(xì)化分級方法，使得隧道超前地質(zhì)預(yù)報工作成為隧道施工密不可分的環(huán)節(jié)。書中最后一章精選了針對不同的施工方法、特點的隧道超前地質(zhì)預(yù)報典型實例，以說明其應(yīng)用效果。
《隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報》反映作者和合作者多年來的研究成果和業(yè)績，可供地質(zhì)、地球物理、隧道及地下工程工作者、大專院校高年級學(xué)生、研究生等作為“隧道及地下工程施工超前地質(zhì)預(yù)報”的主要參考書。

作者簡介

葉英，橋梁與隧道工程博士，教授級高工，北京市市政工程研究院碩士生導(dǎo)師，山東大學(xué)、中南大學(xué)兼職博士生導(dǎo)師，北京市市政工程研究院副院長兼地下工程研究中心主任。國家減災(zāi)委科技部抗震救災(zāi)技術(shù)支撐專家、教育部學(xué)位與研究生教育評估中心專家、北京市科學(xué)技術(shù)獎勵評審專家、北京市工法評審專家、北京市評標(biāo)專家。主要從事隧道施工檢測、監(jiān)測、超前地質(zhì)預(yù)報、信息化施工與安全保障方面的研究工作；在隧道超前地質(zhì)預(yù)報方面提出“角度偏移、綜合參數(shù)”預(yù)報理論，負(fù)責(zé)研制的USEP21型地下工程施工綜合參數(shù)與空間超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)具有國際領(lǐng)先水平。負(fù)責(zé)的省重點工程建設(shè)項目獲國家魯班獎1項；負(fù)責(zé)的科研項目獲省部級科技進(jìn)步一等獎3項，三等獎3項；獲首都職工優(yōu)秀創(chuàng)新成果獎1項、優(yōu)秀成果提名獎1項；獲第五屆北京發(fā)明創(chuàng)新大賽金獎1項、銅獎1項、職工技術(shù)創(chuàng)新獎1項。主持國家863計劃項目1項，參加1項；主持北京市科委重大需求項目2項；主持交通部西部項目2項，聯(lián)合攻關(guān)項目3項；北京市交通委科技需求項目2項；北京市政路橋控股集團科技項目4項；擁有專利11項；參編著作2部；以第一作者發(fā)表主要論文30余篇。
2008年被評為北京市政路橋建設(shè)控股集團有限公司優(yōu)秀共產(chǎn)黨員、“十大標(biāo)兵”、北京市交通委奧運保障先進(jìn)個人、北京市國資委優(yōu)秀共產(chǎn)黨員，2010年被評為北京市勞模。

書籍目錄

緒論
 0.1 研究意義
 0.2 研究現(xiàn)狀
 0.3 存在問題
 0.4 發(fā)展趨勢
 參考文獻(xiàn)
第1章 隧道工程常見的地質(zhì)災(zāi)害類型及危害
 1.1 斷層破碎帶引起的地質(zhì)災(zāi)害
 1.2 巖溶隧道施工地質(zhì)災(zāi)害
 1.3 軟巖
 1.4 巖爆
 1.5 煤系地層（瓦斯、CO）
 1.6 不整合接觸帶
 1.7 地下水
 參考文獻(xiàn)
第2章 廣義的隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報方法
 2.1 隧道地面（洞外）超前地質(zhì)預(yù)報
 2.2 隧道掌子面超前地質(zhì)預(yù)報方法
 參考文獻(xiàn)
第3章 空間（點、線、面與角度）預(yù)報方法
 3.1 裝置與排列
 ……
第4章 隧道地震波角度偏移超前地質(zhì)預(yù)報
第5章 隧道瞬變電磁法超前地質(zhì)預(yù)報
第6章 鉆孔攝像與測孔技術(shù)
第7章 掌子面地質(zhì)災(zāi)害臨近預(yù)報預(yù)警
第8章 綜合參數(shù)與空間超前地質(zhì)預(yù)報
第9章 超前地質(zhì)預(yù)報對施工的指導(dǎo)意義
第10章 典型應(yīng)用實例
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　我國的科研機構(gòu)以及專家正在試圖將瞬變電磁法應(yīng)用于更為廣闊的領(lǐng)域。交通部2001年立項“雁門關(guān)長大公路隧道建設(shè)與運營管理成套技術(shù)研究”其中子課題“隧道超前地質(zhì)預(yù)報與監(jiān)控量測技術(shù)研究”中已對隧道瞬變電磁超前地質(zhì)預(yù)報作過研究，首次提出并成功應(yīng)用了“綜合參數(shù)+長短結(jié)合”的預(yù)報方法，采用“波速+電阻率”的最佳參數(shù)組合、“TSP地震預(yù)報法+瞬變脈沖電磁法”等總結(jié)出雁門關(guān)隧道不同災(zāi)害體的判譯方法，提高了預(yù)報精度，有效保證了工程質(zhì)量和進(jìn)度。該項目被評為國際先進(jìn)，獲山西省2005年度科技進(jìn)步一等獎。長安大學(xué)武軍杰“瞬變電磁新技術(shù)在隧道超前地質(zhì)預(yù)報中的應(yīng)用研究”（2005年碩士論文）；蔡耀軍、孫云志等在中國科協(xié)2005年學(xué)術(shù)年會中國水利工程地質(zhì)勘察科技發(fā)展前沿上發(fā)表相關(guān)文章；作者在北京交通大學(xué)“巖溶隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報方法研究”（2006年博士論文）；李貅、薛國強在2007年中國地球物理學(xué)會第二十三屆年會發(fā)表“隧道掌子面前方瞬變電磁全空間成像預(yù)報方法”；西南交通大學(xué)代剛“全空間瞬變電磁法及其在地下工程探水中的運用”（2006年碩士論文）；成都理工大學(xué)段錚“瞬變電磁法在隧道超前地質(zhì)預(yù)報中的應(yīng)用及解譯分析”（2008年碩士論文）等，還有其他多篇有關(guān)瞬變電磁法應(yīng)用于隧道超前地質(zhì)預(yù)報的報道。　　在施工中探測掌子面前方的地下水，尚是一個待攻克的難題。瞬變電磁法有對隧道水體反應(yīng)靈敏的特點，而且接收探頭中接收到的由激發(fā)渦流感應(yīng)出的二次場，不論目標(biāo)體產(chǎn)狀如何，均能收到有用信號，并可對目標(biāo)體進(jìn)行成像。另外，瞬變電磁法的大定源回線、偶極、重疊回線、中心回線裝置在地下工程開挖的不同現(xiàn)場將有廣泛的用途。尤其在探測不良地質(zhì)形狀三維構(gòu)造時，瞬變電磁法的不同排布探測將有更大的潛力可挖掘和利用。因此，很多專家都看好瞬變電磁法在隧道施工期超前地質(zhì)預(yù)報的應(yīng)用發(fā)展。而國內(nèi)一些高校和科研院所也已開始在這方面進(jìn)行探索，針對隧道的應(yīng)用環(huán)境開發(fā)和改進(jìn)了一些軟件和硬件設(shè)備。瞬變電磁法正在逐步進(jìn)入隧道施工期超前地質(zhì)預(yù)報領(lǐng)域，目前已取得了一些效果很好的應(yīng)用實例。如省道201線巫恩路奉節(jié)至石乳關(guān)段長幽子隧道，錦屏水電樞紐交通輔助洞以及西安一漢中高速公路秦嶺三號隧道等都采用了瞬變電磁法對隧道地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了預(yù)報。　　……

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