近日，中國煤科西安研究院隨掘隨探技術在滇中引水隧道TBM（盾構機）掘進工程中成功應用，先后兩次成功預警掘進前方圍巖的變化情況。

滇中引水工程是國務院確定的172項節(jié)水供水重大水利工程中的標志性工程，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雜的地質條件，同時因為TBM龐大機身結構及施工特點，很多常規(guī)地質預報方法在TBM或盾構施工隧道內都無法使用或受到很大限制，專門針對或適合于TBM或盾構施工的地質超前預報技術及設備尚不成熟，導致工期一再滯后。因此，對這些地質因素變化的實時監(jiān)控成了影響工程進度的“卡脖子”問題。

為實時超前預報TBM掘進前方的地質構造，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)應用于該隧道。該系統(tǒng)以TBM掘進時截割巖壁產生的連續(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”疊加成像等技術實現TBM掘進前方地質異常體的高精度實時監(jiān)測，有效解決了TBM盾構施工過程中常規(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個月的隨掘實時監(jiān)測過程中，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，信號信噪比高，成像及預報結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，標志著隨掘地震超前探測系統(tǒng)成功實現了礦井巷道、路橋隧道等不同場景下基于掘進震源的隨掘實時超前地質預報系統(tǒng)的兼容，展現出了廣闊的應用前景，為保證重大工程的安全推進提供了煤科方案。