TSP超前地质预报方法

TSP是由瑞士安伯格测量技术公司开发研制的一种快速、有效、无损的反射地震探测技术，它是专为隧道超前地质预报设计的。其目的在于迅速、超前地提供在开挖周围及前方的三维空间的工程地质预报。

TSP和其他反射地震波方法一样，采用了回声测量原理（图8-17）。地震波在指定震源点用小药量激发产生，震源点通常布置在隧道的左边墙或者右边墙，一般24个炮点布成一条直线，接收点和炮点在同一水平面。地震波以球面波的形式在岩石中传播，当遇到岩石物性界面，如断层与岩层的接触面、岩石破碎带与完整岩石接触面、不同岩性接触面等波阻抗差异界面时，一部分地震信号将反射回来，一部分折射进入前方介质。反射地震信号将被高灵敏度的检波器接收，反射信号的传播时间和反射界面的距离成反比，因此可确定界面的位置。具体一些，可以这么理解。在A1、A2、A3等位置激发震源（图8-18），产生的地震波遇不良地质界面（波阻抗面）发生反射而被Q1位置的传感器接收，在计算时利用波的可逆性，可认为是Q1位置发出的地震波经不良地质界面反射而传到A1、A2、A3等点，这时可认为波是从像点IP（Q1）发出而直接传到A1、A2、A3等点，此时的Q1和IP（Q1）是关于不良地质界面（波阻抗面）对称的，由于Q1、A1、A2、A3点的空间坐标是已知的，由联立方程可求出像点IP（Q1）的空间坐标，进而由点Q1和IP（Q1）的空间坐标求出两点所在直线的空间直线方程，由于不良地质界面是线段Q1IP（Q1）的中垂面，故可求出该不良地质界面相对于坐标原点Q1的空间方程，进一步可求出不良地质界面的空间位置。

图8-17　TSP探测地震波传播示意图

图8-18　TSP探测原理示意图