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| 1 | 隧道施工超前地质预报研究现状及发展趋势显示文摘超前地质预报是隧道施工中必不可少的环节,对隧道信息化施工、灾害防治和安全保障具有重要作用。在收集整理国内外研究资料的基础上,总结钻爆法和TBM施工隧道的超前地质预报技术的研究现状。钻爆法施工隧道超前预报技术取得较大进展,涌现出一批专用的反射地震类、电磁类和电法类超前探测地球物理方法、技术与设备,逐步形成定量化探测思想和综合超前预报技术。认为基于多元地球物理信息融合与联合反演理论的综合超前地质预报技术是压制探测多解性、提高预报可靠性的可行有效途径;激发极化技术和核磁共振技术则由于其参数对水量的响应敏感性在定量探测水量方面显示出较好的应用前景。同时,TBM施工环境具有其特殊性和复杂性,少数几项专用探测技术的探测效果无法满足工程需要,总体上处于初步研究阶段,尚没有可用、可靠、有效的超前预报技术。结合课题组的研究特色,介绍3种自主研发的钻爆法隧道超前预报技术的最新进展及其用于TBM环境的可行性,提出了四阶段全过程的隧道综合超前地质预报体系,初步形成基于约束联合反演理论的综合预报方法,在钻爆法施工隧道定量化超前预报方面进行有益探索。最后,对隧道施工超前地质预报的发展趋势及其中的关键问题进行预测,认为以下4个方向是今后研究的重点和趋势:(1)隧道施工定量化超前预报理论与技术的发展深化;(2)TBM施工隧道超前地质预报技术与装备;(3)钻孔精细超前探测理论与技术;(4)实时超前地质预报与施工灾害监测技术。 | 李术才 刘斌 孙怀凤 聂利超 钟世航 苏茂鑫 李貅 许振浩 | 2014 | 岩石力学与工程学报2014，33，6： | 366 |
| 2 | 地球物理方法探测滑坡体结构特征研究现状综述显示文摘浅层地球物理探测技术由于分辨率欠佳,获取的物性参数与工程力学性质之间缺乏关联性,目前还很少被直接应用于滑坡勘查.然而较之常规以钻探为主的勘查方法,该类技术具有安全、快速、经济和无损的特点,加之近年来地球物理探测方法在基础理论研究、仪器设备和信号采集处理等方面都取得了长足的进步,因而其在滑坡体结构特征探测中应用逐渐增多.本文重点调查了近年应用于滑坡体结构特征探测的主流地球物理方法,分析了这些方法自身存在的优势和局限,对其在滑坡体结构探测上的应用研究现状做了归纳和总结.结果表明,国内在该领域研究的系统性、深入程度、手段丰富程度及覆盖密度等方面与国外存在较大差距,需要大力推进地球物理方法在滑坡领域研究中的应用,旨在为与之相关的研究工作提供参考依据. | 徐兴倩 苏立君 梁双庆 | 2015 | 地球物理学进展2015，0，3： | 48 |
| 3 | 地下工程灾害水源的磁共振探测研究显示文摘地面磁共振探测(Surface Magnetic Resonance Sounding,SMRS)是近年来发展起来的一种地球物理新方法,这种在地面直接探测地下介质中氢核丰度的技术,不仅可以用于缺水地区的地下水资源勘查与评价,还可以在地下水引起的堤坝渗漏、滑坡、海水入侵等地质灾害水源的探测预警中发挥独特的作用.本文首次提出了地下磁共振探测方法(Underground Magnetic Resonance Sounding,UMRS),将SMRS方法引入到地下工程领域,实现隧道工程和煤矿开采等地下狭窄空间极端环境的探测.为应用UMRS方法,需要深入研究地下水超前探测理论、准全空间处理与反演方法、旋转多匝小线圈探测模式,强电磁干扰环境自适应噪声压制策略、以及复杂地质环境磁共振与瞬变电磁联合探测关键技术等难题.论文还简要介绍了超导磁探测技术和工程盾构及掘进实时探测等新技术在地下工程生产安全探测预警中的应用前景. | 林君 蒋川东 林婷婷 段清明 王应吉 尚新磊 范铁虎 孙淑琴 田宝凤 赵静 秦胜伍 | 2013 | 地球物理学报2013，56，11： | 33 |
| 4 | 金属矿山巷道地球物理超前预报方法研究进展及发展趋势显示文摘金属矿山井巷掘进、开采过程中,巷道超前预报已经成为必不可少的环节,对于矿井灾害防治具有十分重要的作用。巷道地球物理超前预报方法是一类间接的、无损的方法,已被广泛应用于矿山、隧道等工程施工中。首先分别从方法原理、技术特点、仪器设备及适用性等方面对金属矿山巷道地球物理超前预报方法进行了总结;然后重点讨论了物探方法在资料处理、数据解译、新型仪器设备研制等方面的研究进展,并对该方法在基础理论、资料处理及解译、仪器设备及配套软件等方面存在的问题进行了详细分析;最后分别从新方法、新技术研究与理论创新,可视化、精细化数据处理,新型仪器设备和软件开发,超前预报工作整体化、系统化应用,实时化、立体化预报监测系统构建,综合地球物理超前预报方法研究等方面探讨了金属矿山巷道地球物理超前预报方法的发展趋势,为确保金属矿山安全生产提供参考。 | 马俊学 陈剑 滕永波 | 2016 | 金属矿山2016，45，4： | 27 |
| 5 | 铁路山岭隧道钻爆法关键技术发展及展望显示文摘我国利用钻爆法修建了世界上数量最多、总里程最长的隧道,梳理钻爆法技术发展现状及发展趋势,对形成适用于我国国情的隧道建造技术体系具有重要意义。回顾了钻爆法基本理论和方法的发展历程,阐述了新奥法、新意法及挪威法的核心理念,系统总结了我国山岭隧道主要设计、施工方法。按照隧道施工作业工序分析了近十年钻爆法的关键技术在工程中的应用,以及我国隧道钻爆法施工机械化装备的技术概况。总结了我国山岭隧道钻爆法发展面临的问题及挑战,并对未来的发展趋势进行了展望。 | 马伟斌 | 2022 | 铁道学报2022，44，3： | 23 |
| 6 | 隧道施工超前地质预报研究进展显示文摘随着隧道工程的发展,距离特长、埋深特深、地质条件特复杂的隧道工程逐渐增多,因而隧道施工过程中产生的安全问题也随之增多。隧道施工超前地质预报则是确保隧道施工安全的关键保证,如何更加准确地对掌子面前方不良地质体进行预测预报,国内外学者展开了一系列理论分析、模型模拟以及试验研究。通过总结地质分析法、地震波法、电磁法、电法等一系列超前地质预报技术的研究进展,分析了这些技术的原理与优缺点,对现阶段隧道掘进机(TBM)施工环境下的超前地质预报技术进行了讨论。以“地质调查与物探技术相结合、长中短距离相结合、洞内外相结合、定性与定量分析相结合、经验法与专家系统分析相结合”五结合为原则提出了综合地质预报体系,并以地震干涉法超前地质预报这种新型技术为基础,探讨了相关领域的研究重点以及未来的研究方向,以期为推动隧道工程中超前地质预报技术的应用和发展提供借鉴与参考。 | 邵珠山 张鹏举 张喆 魏玮 乔汝佳 | 2022 | 长江科学院院报2022，39，1： | 15 |
| 7 | 西南岩溶槽谷区隧道建设的水文生态环境效应研究进展显示文摘西南岩溶槽谷区隧道分布密集,隧道突水引发了一系列的生态环境问题。梳理了隧道建设产生的生态环境效应现状,包括:改变水资源分布格局及水文过程,诱发地质灾害,降低土地质量和引起土壤污染,影响植被生长与分布等。在隧道影响水文和水资源方面已有丰富的研究成果,而在对土壤和植被的影响研究方面缺乏统一认识。指出了未来研究的总体趋势和方向:隧道影响水资源分布格局与水文过程的水文地质模式,降水、地表水、土壤水、地下水及隧道水的转换过程与地下水流场演化机制,岩溶隧道区植被生理过程与多样性变化等。 | 吕玉香 蒋勇军 王正雄 胡伟 | 2020 | 生态学报2020，40，6： | 14 |
| 8 | 深部采动断层异变的强制逆冲机制显示文摘在老虎台矿,发现深部开采过程正断层活化异变为逆冲断层运动,灾变为强矿震能量释放。应用微震监测和震源机制解答技术,结合现场调查、地应力测量和三维数值试验,探索这种现象的力学机制。分析得出:煤矿采动导致断层活化,断层的运动方式受采动应力作用方式主导,可以改变原生断层的破裂机制;深部正断层从下盘跨越断层后在上盘开采,采动集中应力导致正断层改变运动方向,发生采动强制逆冲运动,灾变为强矿震能量释放,并可剪断凸凹体和障碍体,发生双震型矿震;开采过程应根据采动应力作用的方式,动态确定防范正断层灾变的内容;装备高精度微震设备,跟踪分析岩体破裂源空间分布和破裂机制,可早期发现采动断层活化及异变动向,提早采取防范措施。 | 李铁 王金安 刘军 | 2014 | 岩石力学与工程学报2014，33，A02： | 11 |
| 9 | 公路隧道综合超前地质预报技术及应用显示文摘针对公路隧道超前地质预报中单一超前预报方法精度不足的问题,对比当前主要超前地质预报方法的特点与局限性,提出地质分析技术与物探技术相结合、洞内外相结合、长短距离预报相结合,以及多种物性参数互补的综合超前地质预报实施方案;以某高速公路隧道超前地质预报工程为例,阐述基于地质调查法、掌子面地质素描法、地震波反射法、地质雷达法的综合超前地质预报技术体系,预报掌子面前方节理裂隙水发育区域,及时、有效避免隧道岩溶突水、突泥等地质灾害的发生。结果表明,该综合超前地质预报技术能充分发挥各种预报方法的优势并相互验证,极大地提高公路隧道施工不良地质超前预报精度。 | 武金博 周华敏 张杨 吴庆华 | 2021 | 济南大学学报(自然科学版)2021，35，2： | 10 |
| 10 | 城市地铁隧道岩溶地质灾害预警与成因分析显示文摘贵阳地铁一号线第四工作段区间隧道穿越岩溶发育地区,地质条件复杂,易导致地铁区间建设过程中出现涌水涌泥等地质灾害,造成施工安全隐患。为此,基于工程地质分析与超前地质物探方法,将洞内外地质灾害预警方法充分利用在地铁隧道地质灾害预警中,成功预报了地铁隧道前方掌子面可能存在的岩溶地质灾害,并通过开挖检验了预报的准确性,通过验证可知,地质雷达是一种准确度较高的无损短程超前地质预报方法,在岩溶地区可以较好的预报前方含水体,可以为施工单位提供较准确的参考。进一步通过对比论证地质预报结果,从工程地质学的角度分析了岩溶地质灾害产生的原因和影响因素,并为物探指定重点注意区域。为类似工程岩溶地质灾害预警与成因分析,提供了参考方法和理论依据。 | 张文 武科 刘国强 吴昊天 | 2015 | 水利与建筑工程学报2015，13，2： | 9 |
| 11 | TBM隧道综合超前地质预报及其在阳灵隧道的应用显示文摘超前地质预报对于实现隧道施工的信息数据化,灾害防治的有效化,施工支护的经济化等方面具有不可代替的作用。对比分析钻爆法中的超前地质预报方法在隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)特定的施工环境下使用的有效程度,提出综合'长短距离、物探钻探、声波电磁、重点平时'的TBM隧道施工下的超前地质预报体系的构想,并基于水平声波剖面法(horizontal sonic profiling,HSP)声波反射法、钻孔过程监测系统(drilling process monitoring,DPM)超前钻探、瞬变电磁仪等方法,利用三维正演计算的理论研究,进而压制了单一超前地质预报方法的多解性和误差叠加性,从而提高预报的精确度和可靠性。基于本研究的电磁响应规律以及去除电磁干扰研究,指导宜兴阳灵隧道瞬变电磁法的实际工程应用,并对预报结果进行总结对比,从而为今后工程提供借鉴参考。 | 刘俊 韩立军 孟庆彬 | 2019 | 山东大学学报(工学版)2019，49，4： | 9 |
| 12 | 基于声纳渗流技术的地铁联络通道涌水探测应用研究显示文摘针对复杂水文地质条件的地铁区间隧道联络通道涌水风险,引入声纳渗流技术探测联络通道区域内地下渗流场特征,采用三维流速矢量声纳测量仪分别进行洞内无损探测和地表井孔测量,综合判断探测区域内的渗流场分布规律。研究结果表明:声纳渗流技术可以在水文地质勘察和涌水渗漏治理中应用,快速准确地测量渗水路径、补给来源以及流速、流向、流量、渗透系数等量化指标,以此建立地下渗流场三维可视化云图,科学指导工程降水设计、涌水渗漏处理,并能验证注浆堵漏处理效果,提前防控暗挖隧道涌水渗漏风险,可为类似工程的安全风险管控提供借鉴和参考。 | 胡盛斌 杜国平 徐国元 钟有信 杜广林 | 2019 | 中国安全生产科学技术2019，15，2： | 8 |
| 13 | 深埋隧道钻爆法开挖段突涌水灾害的形成机制及防控研究综述显示文摘深埋隧道具有地应力高、渗透压大和灾害源广等特点,突涌水工程灾害风险较大,部分工段多采用钻爆法开挖。深埋隧道钻爆法开挖段突涌水成灾机制较为复杂,具有隐蔽性、复杂性、突发性和破坏性的特点,现有相关理论和技术研究存在着灾害源探测及辨识不明、突涌水灾害形成机制认识不清、恶性灾害预防控制不力等问题,已不能完全适用,工程灾害防控成为亟待解决的关键科技难题。从深埋隧道钻爆法开挖段突涌水的灾害源探测、成灾机制和灾害防控三方面对现有研究进行剖析,对深埋隧道钻爆法开挖段突涌水灾害研究的重点和方向提出三点建议:第一,要探明不良地质体和围岩结构,需要基于相对成熟的技术成果,结合实际工况融合多种超前地质探测方法,动态补探,充分吸收大数据强大的分析能力进行关联分析、模式识别,逐渐逼近'真解',做到定量化、精确化探测,形成多方法多设备的综合超前地质预报技术体系;第二,从能量储存与释放的角度建立灾害源的灾变模式,揭示突涌水灾害的发生条件和突发机制,发展隔水隔泥层安全性计算方法,将现有研究成果应用到实际工程方面;第三,要做到突涌水灾害的准确预警和有效控制,需要研究建立针对深埋隧道钻爆法开挖段的风险评估理论,根据隧道洞内围岩及其上覆岩层地质条件,将不同的治水技术有机结合起来,以求实现技术、经济、资源和环境利益的最大化。 | 焦玉勇 张为社 欧光照 邹俊鹏 陈光辉 | 2019 | 隧道与地下工程灾害防治2019，1，1： | 8 |
| 14 | 隧道瞬变电磁超前探测去噪方法试验研究与应用显示文摘隧道等地下工程在施工过程中常面临突水突泥等地质灾害,瞬变电磁法能够基于介质间的电阻率差异对掌子面前方的含水构造进行探测和定位。但由于隧道环境存在较多的干扰,实际探测获取的中晚期数据质量相对较差而无法使用。设计均匀半空间模型和三层经典模型研究瞬变电磁法探测的感应电动势转化成视电阻率的适用性,发现在无干扰时晚期数据转化效果良好,在强干扰情况下晚期数据转化效果较差。使用这2种模型,分别对比3种滤波算法改善晚期数据质量,改善瞬变电磁场强干扰环境下晚期衰减曲线的信噪比,提高瞬变电磁探测深度。现场试验发现,采用滤波算法与传统直接截断方法对比后,晚期数据可以使用,有效提高了探测深度,早期数据成像结果与直接截断方式成像结果相同,滤波算法不影响早期数据。 | 张乐文 宿传玺 孙怀凤 李召峰 辛冬冬 程铭 吴启龙 李凯 | 2018 | 岩石力学与工程学报2018，37，A01： | 6 |
| 15 | 断层破碎带隧道地质综合超前预报应用实践显示文摘依托工程以地质法为基础,采用“物探先行、钻探结合”的方法,充分利用超高密度电阻法、陆地声纳法、瞬变电磁仪法、钻探法各自的特点,多方法地质综合超前预报,根据所得数据,综合分析、筛选、判断掌子面前方地质情况,并据此制定处治方案。经开挖验证,隧道注浆浆脉的分布与多寡程度基本反映出综合超前预报判断的地层破碎及含水情况,取得了较好的处治效果,弥补了勘察设计阶段地质勘察的不足及单一方法预报的漏判错判现象,为隧道施工决策提供了有效的依据,一定程度上避免了隧道较大型突泥涌水等地质灾害的发生,降低了施工风险,效果良好。 | 贾艳领 钟乃龙 欧阳璐 王刚 | 2021 | 公路2021，66，3： | 6 |
| 16 | 消除土壤电阻率测量引线间互感影响的方法研究显示文摘在电力工程的防雷设计中,土壤电阻率是非常重要的考虑因素。然而在较大极距时,引线间的互感会对土壤电阻率测量结果造成很大误差。为解决这一问题,首先分析了温纳法以及激发极化法测量土壤电阻率的基本原理,并在我国湖北宜昌某地采用上述两种方法进行了最大电流极间距达到1500m的土壤电阻率测量,结果表明四极法测量结果在较大极距时明显偏大,而激发极化法几乎不受引线间互感的影响。对四极法而言计算互感造成的绝对误差并不能对测量结果进行有效的修正。因此提出了采用相对误差进行四极法互感消除的方法,并将互感消除后的结果与激发极化法的测量结果进行了对比,取得了较为一致的结果,证明了提出的引线互感消除方法以及激发极化法测量方法在大极距土壤电阻率测量中的有效性。 | 李伟 文习山 潘卓洪 张露 鲁海亮 徐碧川 | 2017 | 电瓷避雷器2017，，5： | 6 |
| 17 | 对高速公路隧道技术施工及安全管理措施显示文摘高速公路中的隧道工程施工具有安全风险大、不可预见性因素多、隐蔽性工程多、环境恶劣、交叉作业频繁及工期紧的特点,如没有根据隧道工程的施工技术特点管理好施工过程,则极易引发安全事故。分析了高速公路隧道技术,包括隧道支护与开挖技术,隧道爆破技术,隧道防排水技术;同时探讨了隧道施工的安全管理措施,包括强化爆破施工安全管理方法及做好动态安全管理工作。 | 杨平平 | 2015 | 黑龙江交通科技2015，38，9： | 6 |
| 18 | 岩溶隧道断层面突水灾害的力学机制显示文摘为防止岩溶隧道因顶部岩盘发生力学破坏而发生突水突泥灾害,以宜万线五爪观隧道为工程背景,对隧道-岩溶系统进行抽象概化,分析了断层构造突水机理及隧道穿越断层段引发的主要突水模式,进而研究岩溶隧道顶部岩盘力学破坏机制,得到了如下结论:(1)建立了溶腔位于隧道顶部条件下压性断层与张性断层突水力学模型;(2)推导了岩溶隧道断层段岩盘最小安全厚度计算公式;(3)应根据溶腔水压力的变化选择按抗弯强度或抗剪强度计算岩盘最小安全厚度;(4)结合工程实例验证了此岩盘最小安全厚度计算方法的合理性。研究对断层段岩溶隧道的设计和施工提供一定的参考。 | 张军伟 孟宗衡 曾艺 陈拓 申明德 梅志荣 | 2017 | 中国地质灾害与防治学报2017，28，3： | 6 |
| 19 | 地铁隧道岩溶区处理方案及工程实践显示文摘长期以来地下隧道穿越岩溶地区是公、铁路隧道工程施工的难题,为了探索隧道穿越岩溶发育地区解决办法,以深圳地铁16号线某区间段岩溶勘察、设计、施工为研究对象,结合现场勘查溶洞大小、水平和竖向分布规律、发育和填充物的特点,提出了压力注浆法、填充法及填充法与压力注浆相结合的处理方案。通过工程实例验证溶洞加固处理效果显示,地铁16号线某区间段岩溶区采用压力注浆法、充填法或换填法与压力注浆相结合的溶洞加固处理方法分类处理后,经综合物探技术及钻芯法取样检验合格,为类似隧道穿越岩溶处理方案及施工提供借鉴。 | 张巍 | 2021 | 土工基础2021，35，4： | 6 |
| 20 | 隧道掌子面前方小型有压溶腔对围岩稳定性影响分析显示文摘以重庆双碑隧道工程为研究对象,采用FLAC3D模拟施工中掌子面正前方存在小型带压溶腔的情况,根据计算所得安全临界距离,采用自主发明的一套模拟溶腔内压的试验装置,开展了几何相似比为1∶25的室内模型开挖试验,研究隧道开挖至安全临界距离时,溶腔内压增加至掌子面崩坏过程中,此阶段掌子面周边围岩压力、掌子面位移以及初期支护内力的变化规律.结果表明:随着掌子面前方溶腔内压的增加,掌子面位移先呈近似正比例增加,随后掌子面位移增大速率逐渐增加,最后产生突变破坏;围岩压力随溶腔内压增大呈现出增大趋势,其中拱顶处围岩压力影响较大,拱肩与仰拱处次之,其他位置围岩压力影响不大;钢拱架弯矩分布规律在不同溶腔内压作用下基本相同,在溶腔内压增大过程中,初期支护拱顶以及仰拱处弯矩呈增大趋势,其影响主要集中在拱顶附近及拱底处,其它位置处弯矩影响不大;随溶腔内压增大钢拱架轴力均呈现增大趋势,轴力变化较大位置主要出现在拱顶处,左右拱腰处次之,仰拱以及拱肩处变化幅度较小;受溶腔内压大小的影响,掌子面处位移、初支内力以及偏心距变化速率均越来越快. | 方勇 汪辉武 周超月 刘书斌 | 2017 | 湖南大学学报(自然科学版)2017，44，9： | 5 |
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