隧道地震預報在掌子麵附近的排布(bù)方法有多種,可分為二維2D(測線)觀測係統和三維3D(麵積)觀測係統(tǒng)。
1)2D觀測係統是震源與接(jiē)收器沿測線排列。常見的2D觀測係統有:將炮(pào)點與接收器均設置在側牆的排布方式(見(jiàn)圖1、2),簡稱(chēng)TSP(Tunnel Seismic Prediction);將炮(pào)點設置(zhì)在掌子麵多個接收器在側牆上的排布方式,簡稱VSP(Vertical Seismic Profiling);在隧道的2個側壁分別布設震(zhèn)源和檢波器,按其相對位置固定激發點(或(huò)接收點)和激發與接收相交錯的排布方式,簡稱HSP(Horizontal Sound wave Profiling);把激發點和(hé)接收器按一定排列布置在隧道掌子麵的排布方式,稱為垂直地震波排布(極小極距偏移法)。2D觀測(cè)係統通常主要預報較為簡單(dān)的二維地質(zhì)構造,如斷層破碎帶、岩性界麵等。
圖1 TSP現場排布
圖2 TSP測量原理
2)3D觀測係統是將震源點與接(jiē)收器按空間排布,構(gòu)成空間位置或(huò)角度偏移,3D觀測(cè)係統有:TRT(True Reflection Tomography)(特定震源點與接收器的空間排布,采用距(jù)離偏移法(fǎ))、USP(Underground Seismic Prediction)(震源點與接收器(qì)空間排(pái)布,見圖3,采用角度偏移法,每個接(jiē)收器有(yǒu)64個分量)。隻有三維的
觀測係統才能進行諸如(rú)形狀體的地質災害探測,如岩溶、陷落柱、采空(kōng)區
圖3 USP的3D觀測係統常用排列(liè)
目前的隧道地震預報(bào)采用的主要方法為反射波法,對地震記(jì)錄識別和(hé)追蹤的對比原則主要是(shì)位置對比(距離(lí)偏移(yí))法。由於不同的(de)排布方法各(gè)有其優缺點,因此大部分儀器都(dōu)有其自身的現場排布方法,不同的儀器是結合某個具體的(de)排(pái)布(bù)設計相應地解釋處(chù)理(lǐ)軟件。如TSP202、203有其自身(shēn)固定的排布方法,其(qí)他的相(xiàng)關儀器也類同,也有個別儀(yí)器在設計時同時考慮了適用幾種排列。
隧道電(diàn)性預報方法主要有:GPR地質雷達法、BEAM激(jī)發極化法、TEMT瞬變電磁法等。地質雷達法屬廣普電磁法,應用較廣泛;BEAM法在(zài)國外應用(yòng)較多,國(guó)內案(àn)例較少;瞬變電磁法在國內的研究與應用都較多。