近日，中国煤科西安研究院随掘随探技术在滇中引水隧道TBM（盾构机）掘进工程中成功应用，先后两次成功预警掘进前方围岩的变化情况。
滇中引水工程是国务院确定的172项节水供水重大水利工程中的标志性工程，工程中使用了“云岭号”TBM等“利器”来保证工程顺利进行，但工程所经香炉山隧洞存在着岩溶溶洞、破碎带、涌水突泥、软岩大变形、活动大断裂、岩爆和高地震烈度带等复杂的地质条件，同时因为TBM庞大机身结构及施工特点，很多常规地质预报方法在TBM或盾构施工隧道内都无法使用或受到很大限制，专门针对或适合于TBM或盾构施工的地质超前预报技术及设备尚不成熟，导致工期一再滞后。因此，对这些地质因素变化的实时监控成了影响工程进度的“卡脖子”问题。
为实时超前预报TBM掘进前方的地质构造，确保TBM隧道掘进施工安全高效，西安研究院将自主研发的矿用本安型YSD-3随掘地震超前探测系统应用于该隧道。该系统以TBM掘进时截割岩壁产生的连续震动作为震源，通过连续高精度同步采集、在线高速传输、实时自动处理及“长曝光”叠加成像等技术实现TBM掘进前方地质异常体的高精度实时监测，有效解决了TBM盾构施工过程中常规方法难以有效施展的难题。
图1 TBM状态监控及有效信号提取
图2 反射波成像图
图3 揭露的岩体破碎带
在为期3个月的随掘实时监测过程中，该系统运行稳定可靠，信号信噪比高，成像及预报结果与实际揭露情况相吻合，保证了掘进工程按时推进。该试验的成功，标志着随掘地震超前探测系统成功实现了矿井巷道、路桥隧道等不同场景下基于掘进震源的随掘实时超前地质预报系统的兼容，展现出了广阔的应用前景，为保证重大工程的安全推进提供了煤科方案。
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