一、项目背景与挑战
1、工程概况
项目地点：亚洲某引水隧洞，全长27.7千米。
地质条件：
● 围岩主要为黑云母片麻岩和石榴石黑云母片麻岩，局部存在风化壳软岩夹层，软硬岩交替分布。
● 浅埋段地质条件复杂，风化岩夹层对TBM施工构成重大威胁。
施工难点：
● 无法从地表开展钻探取芯，地勘资料粗糙，施工风险较高。
● 软硬岩交替导致刀具磨损严重，存在卡机及TBM姿态失控风险。
2、技术选择
经专家论证，决定采用同度物探TST隧道超前预报系统，通过地震波反射和波速分析，实时探测前方地质条件，保障施工安全。
二、TST超前预报系统应用与效果
TST超前预报系统是一种基于地震波探测的物探技术，适用于双护盾TBM施工中的地质灾害超前探测,该系统通过散射和反射双模型，能够有效识别岩性变化、软弱夹层、断层等复杂地质条件。在该引水隧洞工程中，TST系统通过以下方式助力了施工：
施工过程与TST结果分析
○ 稳定围岩段（54+196-54+158）：
● TST偏移图像无明显反射信号，波速呈高波速。
● 实际开挖揭露为微风化新鲜岩石，围岩完整稳定，验证TST对稳定围岩的准确识别。
○ 软弱夹层段（54+158后）：
● TST偏移图像出现蓝红色条纹组合，波速呈低波速，提示可能存在软弱夹层构造。
● 现场开挖发现风化岩夹层，与TST预测结果一致。
○ 复杂构造段（54+151-54+96）：
● TST偏移图像显示多组蓝红色条纹组合，波速持续低波速。
● 实际开挖揭露黏土充填岩块通过节理剥离，进一步验证TST对复杂地质构造的敏感性。
三、TST技术优势
● 实时性与连续性：可连续预报前方地质条件，动态调整施工参数。
● 自动化处理：减少了对技术人员经验的依赖，提高了预报的准确性和可靠性。
● 安全性高：采用可控震源，无需使用炸药，降低了施工风险。
● 高精度识别与长距离预报：TST系统的预报距离可达100米以上，分辨率可达1米，对软弱夹层、节理破碎带等高风险区域具有较高识别精度。
四、总结
TST系统在本工程案例中的应用，有效保障了双护盾TBM的施工安全。通过提前识别软弱夹层、风化岩层等复杂地质条件，施工团队可以提前采取措施，如调整掘进参数、优化刀具配置或进行注浆加固，从而降低刀具磨损、卡机及姿态变形的风险。
