張文輝

TSP203 Plus系統(tǒng)廣泛應用于隧道施工過程中的超前地質探測，其探測范圍可達數(shù)百米，為隧道施工的安全高效提供決策依據(jù)。該系統(tǒng)獲得瑞士國家，代表了當今上隧道地質超前預報技術的水平。
TSP(Tunnel Seismic Prediction)系統(tǒng)是為隧道(洞)地質超前預報而專門設計的，能在隧道(洞)施工、地下礦藏和洞穴開挖前提供幫助，其目的在于迅速超前地提供在開挖周圍及前方的三維空間的工程地質預報。
TSP 203plus隧道地質超前預報系統(tǒng)可以檢測出掌子面前方巖性的變化，如:不規(guī)則體、不連續(xù)面、斷層和破碎帶。作為一種預報方法，它不僅可以在以鉆爆開挖方式的隧道中使用，也可以使用在 以TBM開挖的隧道中，而且不必接近掌子面。
 

TSP203plus 原理與方法
TSP 方法屬于多波多分量高分辨率地震反射法。地震波在設計的震源點(通常在隧道的左或右邊墻，大約24 個炮點)用小量炸藥激發(fā)產(chǎn)生。當?shù)卣鸩ㄓ龅綆r石波阻抗差異界面(如斷層、破碎帶和巖性變化等)時，一部分地震信號反射回來，一部分信號透射進入前方介質。反射的地震信號將被高靈敏度的地震傳感器器接收。數(shù)據(jù)通過TSPwin軟件處理，便可了解隧道工作面前方地質體的性質(軟弱帶、破碎帶、斷層、含水等)和位置及規(guī)模。
TSP 203plus數(shù)據(jù)是利用配套的TSPwin 軟件進行處理。TSPwin 軟件中數(shù)據(jù)處理流程包括11 個主要步驟，包括頻譜分析、帶通濾波、能量均衡、縱橫波分離、速度分析和偏移歸位、反射層提取等。處理結果可以提供在探測范圍內地震反射層的2D 或3D 空間分布，同時還可以顯示與其相對應的巖石力學參數(shù)和巖石強度指標。根據(jù)反射波的組合特征及其動力學特征、巖石物理力學參數(shù)等資料來解釋和推斷地質體的性質(巖層軟弱帶、斷層帶、節(jié)理裂隙帶、巖溶、含水層等)。
使用TSP203 plus地質超前預報系統(tǒng)的好處
--了解工作面前方存在的地質危險帶情況；
--贏得施工和后勤保障的時間；
--使隧道開挖設備因停工帶來的損失zui??；
--確保支撐隧道的巖石牢固可靠；
--改善工地的安全；
--有利于縮短工期；
--節(jié)省費用。
TSP203 plus系統(tǒng)的優(yōu)點
--預報范圍從100 米到1000 米；
--無須利用開挖面；
--在TBM 施工及鉆爆法開挖情況下都可以應用；
--操作簡單，對施工過程無妨礙；
--數(shù)據(jù)采集耗時少，處理快捷，可現(xiàn)場評估；
--能確定斷層、破碎帶、弱巖帶、巖溶、含水層等地質體性質及空間位置。
TSP 203plus 系統(tǒng)簡介
瑞士安伯格測量技術公司推出的 TSP203 plus 增強型預報系統(tǒng)，是在 TSP202和 TSP203 成功經(jīng)驗基礎上進一步研制的并具有的特色。
TSP203plus 增強型預報系統(tǒng)在硬件方面增加了操作安全性，突出的特點表現(xiàn)在軟件方面：軟件語言使用中/英文雙語言；加強各處理模塊的功能，提高了處理結果的可靠性和準確性。
TSPwin2.0 系統(tǒng)軟件及處理成果特點：
--TSPwin2.0 系統(tǒng)軟件集數(shù)據(jù)采集、處理和評估合一，基于 Windows 操作平臺，使用中/英文雙語言，可以簡單方便地為用戶所掌握。
--數(shù)據(jù)處理按設計的流程進行，處理參數(shù)可以*自動化或由用戶自己設置。
--處理結果可以或相對坐標的形式表示，并以圖形或表格的形式輸出。
--可以計算和輸出探測范圍內的巖石物理力學參數(shù)。
--具有強大數(shù)據(jù)處理功能的算法編程，可zui大限度地保證對處理結果評估的可靠性和準確度。
TSP203 plus特點：
隧道中進行數(shù)據(jù)采集的時間約為 60 分鐘。24個炮孔布置在隧道的一邊墻，在隧道兩側壁鉆制兩傳感器孔(Ф43 mm),把環(huán)氧樹脂放置其中，之后將套管推進，并使之與圍巖緊密耦合。傳感器置入套管中，依次激發(fā)各炮，從掌子面前方任一波阻抗差異界面反射回來的信號及直達波信號將被這高靈敏的三軸傳感器接受下來。
基于MS Windows平臺開發(fā)的TSPwin軟件可以記錄壓縮波(P波)和剪切波(S波)的全部波場，并能計算出預報區(qū)域內的巖石力學參數(shù)。zui終顯示出掌子面前方與隧道軸線相交的同相軸及邊界位面的2D、3D成果圖。
TSP 203 超前地質預報系統(tǒng)裝放在三個防水、防塵的便攜式提箱中，以滿足地下建筑復雜環(huán)境的需要。
TSP 203plus技術指標：
TSP 203記錄單元
12 道高性能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
24 位模數(shù)轉換
zui小記錄長度451ms，zui大記錄長度1808ms
采樣間隔：62.5/125μs
動態(tài)范圍 120 dB
4 組傳感器(三分量)輸入端口
防撞、便攜式筆記本
基于 MS Windows 平臺的專業(yè)軟件 TSPwin
防水、防塵、防撞提箱
內置可充式電池
重量： 12.1 kg
TSP203 plus附件
電子測傾(角)儀
觸發(fā)器
電纜絞盤托架
激光測距儀
電纜
充電器
使用說明手冊
TSP 203傳感器
兩組高靈敏度三分量地震傳感器，總長 2 m(分成3段)
靈敏度 1000 mV/g ± 5 %
頻率范圍 0.5 – 5000 Hz
傳感器套管清潔桿和潤滑劑
耗材
高精度合金套管，長 2 m
雙組分環(huán)氧樹脂，反應時間 5 分鐘
TSPwin軟件
三分量地震數(shù)據(jù)采集
三分量地震波場處理
縱、橫波同相軸顯示
2D & 3D 成果顯示
巖石力學參數(shù)輸出
文件輸出
保護鎖

裝配圖

測試圖