盾构超前地质探测技术介绍

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1、盾构超前地质探测技术介绍　　摘要：盾构掘进过程中，由于地下地质条件比较复杂，有时会遇到地下构筑物和障碍物与地质资料不符合的情况，造成盾构机无法正常掘进，各项超前探测技术应运而生，在盾构掘进过程中能提前探测到刀盘前方的障碍物，便于及时制定和采取有效处理措施，提高盾构掘进的安全性。关键词：盾构超前探测介绍中图分类号：O434.12文献标识码：A文章编号：Abstract:Thispaperanalyzesforwardprobeswhenshieldengineeringencountersuncleargeolog

2、yorundergroundstructuresandgeologydocumentsthatdifferentformtheactualgeology,whichleadtoTBMabnormaladvancing.Insuchsituations,forwardprobescandetectbarriersbeforetheCuttingwheelsinadvancing,whichcouldhelptomakeaseriesofeffectivelysolutions.Itisofreferencevalu

3、eforthefutureconstructionofsimilarengineering,suchasbuildings/structuresprotectionaroundtunnel,optimizationofconstructionparametersandsmoothexecutionofsimilarprojects.4Keywords:shield,forwardprobe,introduces.1引言目前盾构机可配置的超前地质探测系统主要有4中，分别是声波软土超前探测、震波地质扫描系统、BoRa

4、Tec地质探测系统和钻孔探测记录系统来实现对盾构机前方的地质或异物进行初步探测。超前探测技术已经逐渐进入地铁施工领域，随着应用范围的扩大，逐步显示出该超前探测的优越性，当然也存在很多的不足及其局限性，对此，应该对各种超前探测设备进行对比，选择适合工程本身特点的施工设备。2超前探测技术介绍2.1声波软土超前探测声波软土超前探测设备是利用声波作为介质对前方地质进行判断的一种物质探测方法。该种方法利用声波的反射作用来探测在刀盘前面40米范围内的均匀度或不规律物体（物质上：阻抗变化或差异）。图1声波软土超前探测原理运用在

5、以膨润土对隧道开挖面进行支撑的机械开挖作业中，例如泥水盾构机，或者不使用泡沫的土压盾构机。该种方法利用声波的反射作用来探测在刀盘前面40米范围4内的均匀度或不规律物体（物质上：阻抗变化或差异）。然而，该步骤只探测物体反射面（一般在前面）的均匀度或不规律性。探测物体的容量、深度或地质的均匀度无法确知。2.2震波地质扫描系统震波地质扫描系统是利用震动波作为介质对前方地质进行判断的一种物质探测方法。图2震波地质扫描系统原理探测长度和精度较之有很大的提高，常使用在硬岩掘进机中对前方断层、溶洞等进行预判。图3震波地质扫描系

6、统显示界面2.3BoRaTec地质探测系统BoRaTec地质探测系统是利用电磁波（雷达）作为介质对前方地质进行判断的一种物质探测方法，常与超前钻孔结合使用。将电磁波发射端深入钻孔中，通过接收波的反应来判断异物的位置、大小。图4BoRaTec地质探测系统原理2.4钻孔探测记录系统钻孔探测记录系统是在超前钻探的基础上研发的探测、记录钻孔过程的一套电子系统。通过在钻杆的传感器将钻进过程的受力、速度等进行记录，并通过分析其变化来判断前方地质的情况。4图5钻孔探测记录系统原理3超前探测系统对比超前探测系统由于自身特点，存在

7、以下优缺点。表1超前探测系统优缺点对比4结论在运用盾构超前探测技术时，除根据工程实际情况选择合适的探测设备，在工程具体实施过程中还应注意如下几方面问题：⑴超前探测系统只是一种提前的预判，不能百分之百的确定前方的障碍物情况，其资料成果的解释往往存在多解性，还需通过合理的分析，做出准确判断。⑵各种探测技术都存在各自的局限性，在选择超前探测仪器时，需要提前考虑盾构机自身的情况是否满足探测的要求。⑶选择超前探测系统时，需要提前对所施工地段地质情况进行分析，正确选择超前探测系统。4