Pesquisa aplicada de previsão geológica avançada abrangente no túnel de desvio de água de Daluoshan

Aug 03, 2023

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 9162 (2023) Citar este artigo

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A fim de estudar a precisão de métodos avançados de previsão geológica abrangentes em projetos de construção de túneis, este artigo toma o projeto do túnel de desvio de água Daluoshan em Wenzhou, província de Zhejiang como base do projeto, seleciona uma seção típica do túnel de desvio de água e usa Tomografia Sísmica de Túnel e Radar de Penetração no Solo para transmitir ondas sísmicas e eletromagnéticas para a face rochosa circundante do túnel e processar e interpretar as informações de sinal coletadas. Técnicas avançadas de perfuração e perfuração são usadas para verificação. Os resultados mostram que os resultados da previsão geológica são consistentes com as condições reais reveladas, e as vantagens de várias tecnologias podem ser exercidas e verificadas mutuamente por meio da previsão geológica avançada, que pode melhorar significativamente a precisão da previsão geológica avançada na aplicação de túneis de desvio de água e fornecer referência e base para construção posterior e fornecer garantia de segurança.

Com o desenvolvimento contínuo da economia da China, a construção de túneis rodoviários, túneis ferroviários, projetos hidrelétricos e projetos de túneis de desvio de água entre bacias foi acelerada, resultando em cronogramas de construção apertados e tempo reduzido de exploração e projeto nos estágios iniciais. Isso levou a um tempo insuficiente para a exploração geológica detalhada de todo o túnel usando métodos de pesquisa atuais, dificultando a identificação precisa e abrangente da geologia de engenharia, hidrogeologia e outras condições geológicas adversas1,2. No processo real de construção de túneis, ao encontrar áreas com grandes mudanças geológicas, estruturas complexas, como carste, fissuras e falhas, se o trabalho relevante de prevenção e controle de desastres não for realizado, é fácil formar desastres geológicos, como bloqueio de túneis , deformação, infiltração de água e colapso, que podem ter um grande impacto na segurança da propriedade das pessoas e no progresso da engenharia3,4,5,6,7,8,9,10. Para garantir a segurança da construção do túnel, são necessários meios apropriados para identificar as condições geológicas precocemente e realizar a prevenção com antecedência. Como método de detecção precoce, a previsão geológica avançada desempenha um papel importante, que pode obter informações sobre a rocha circundante à frente da face com antecedência e reduzir efetivamente o impacto de áreas geológicas adversas na segurança da construção do túnel11,12,13.

De acordo com os diferentes métodos e meios de detecção, as tecnologias avançadas de previsão geológica existentes em túneis podem ser divididas em duas categorias: detecção destrutiva e detecção não destrutiva14,15,16,17. A detecção destrutiva usa principalmente o método de perfuração avançada, que conduz o trabalho de perfuração na face do túnel, analisa a litologia e a estrutura da rocha circundante em um determinado intervalo na frente da face do túnel por meio da perfuração do núcleo e tem as vantagens de alta precisão de detecção e resultados intuitivos. No entanto, o número limitado de informações avançadas de perfuração resulta em alto custo, pequeno alcance de detecção e baixa representatividade dos resultados. Além disso, como esse método é realizado na face de escavação do túnel, ele também afeta o andamento da construção do túnel18,19, dificultando sua ampla divulgação. As tecnologias de detecção não destrutivas são mais variadas, como levantamento geológico de superfície com base em afloramentos geológicos de superfície e estruturas geológicas da área de pesquisa, previsão geológica da máquina de escavação de túneis com base em parâmetros como velocidade da cabeça de corte da máquina de blindagem, torque da cabeça de corte, impulso e velocidade de avanço20,21, 22, e métodos de detecção geofísica baseados em diferenças nas propriedades físicas e diferenças estruturais da rocha circundante23,24,25. Entre eles, a tecnologia avançada de previsão geológica de túneis baseada em métodos de detecção geofísica é um meio eficaz e o principal método para orientar os métodos de construção de túneis, reduzindo desastres geológicos de túneis e garantindo a construção normal de túneis devido às suas vantagens de velocidade de detecção rápida, grande alcance de detecção, e baixo custo de detecção.