新建滬昆鐵路是我國交通網中“五縱五橫”運輸大通道的重要組成部分，是長三角、珠三角等沿海經濟發達地區向西南內陸地區進行經濟輻射的主要軸線，在區域綜合交通運輸體系中作用巨大。滬昆線西段主要位于云貴高原及其邊緣過渡地帶，區域范圍內地質構造復雜，構造線密集，斷層發育，有巖溶、煤層瓦斯和采空區、液化砂石、軟質巖風化剝落等不良地質條件。
在隧道施工過程中超前地質預報技術對于查清隧道不利地質條件、預報掌子面前方的地質構造和含水性、保障施工安全具有重要作用,已成為隧道施工必要的技術環節?；诘卣鸱瓷淅碚摰乃淼莱暗刭|預報技術預報長度大，工作效率高，得到了較廣泛的應用，但也存在一定的技術缺陷。對于大型斷裂帶和巖性分界面等地質對象，因其物性差異大故反射信號強，使用基于反射理論的地質超前預報技術開展工作，難度相對較小。對于巖溶、圍巖裂隙等小型地質構造的預報基于反射理論的地質超前預報技術則難以發揮作用，誤報率高。在我國西南的巖溶區，大部分巖溶是以構造裂隙巖溶為主，沿斷裂與構造裂隙發育。由于溶蝕、崩塌、沖蝕作用，巖溶形態復雜，多有部分填充。管道巖溶也較發育，其埋深大，形成地下暗河。這些巖溶形態復雜，體積小，表面極不規則，展布規模小于地震波長，對地震波難于形成有效的反射，地震波主要以散射形式傳播。針對巖溶區地震場波的特征，利用散射波進行地質超前預報勢在必行。散射波的傳播規律、波場特征與反射波不同，不能應用地震反射資料處理技術處理，需要應用針對散射波的專有的處理技術。TST地質超前預報系統就是基于散射地震成像技術的地質超前預報系統。本文利用基于散射理論的TST超前預報系統并綜合地質雷達等其他預報方法成功解決了巖溶地區地質超前預報的難題。
散射掃描成像技術
超前預報時在隧道圍巖中使用人工源激發地震波，地震波向四面八方傳播，遇到巖性變化界面、地質構造、巖溶、地表面等波阻抗變化界面時發生反射、散射與折射。當地質界面尺度遠大于地震波波長時，地震波傳播遵從層狀介質中的反射理論，反射波能量大，并沿著反射角等于入射角的方向傳播。
當地質界面的尺度小于地震波長時，地震回波的傳播遵從散射理論，散射波不再具有單一的方向，而是以散射點為中心向四面八方傳播。與反射波相比，散射波的能量較弱，頻率偏高。在實際地質條件下，既有像巖性界面、斷層、地表面等這樣的大尺度的反射
聲明：
“TST隧道地質超前預報技術” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：北京同度工程物探技術有限公司
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2025年06月06日 ~ 08日 
