近日，中國煤科西安研究院隨掘隨探技術在滇中引水隧道TBM（盾構機）掘進工程中成功應用，先后兩次成功預警掘進前方圍巖的變化情況。

滇中引水工程是國務院確定的172項節水供水重大水利工程中的標志性工程，工程中使用了“云嶺號”TBM等“利器”來保證工程順利進行，但工程所經香爐山隧洞存在著巖溶溶洞、破碎帶、涌水突泥、軟巖大變形、活動大斷裂、巖爆和高地震烈度帶等復雜的地質條件，同時因為TBM龐大機身結構及施工特點，很多常規地質預報方法在TBM或盾構施工隧道內都無法使用或受到很大限制，專門針對或適合于TBM或盾構施工的地質超前預報技術及設備尚不成熟，導致工期一再滯后。因此，對這些地質因素變化的實時監控成了影響工程進度的“卡脖子”問題。

為實時超前預報TBM掘進前方的地質構造，確保TBM隧道掘進施工安全高效，西安研究院將自主研發的礦用本安型YSD-3隨掘地震超前探測系統應用于該隧道。該系統以TBM掘進時截割巖壁產生的連續震動作為震源，通過連續高精度同步采集、在線高速傳輸、實時自動處理及“長曝光”疊加成像等技術實現TBM掘進前方地質異常體的高精度實時監測，有效解決了TBM盾構施工過程中常規方法難以有效施展的難題。

圖1 TBM狀態監控及有效信號提取

圖2 反射波成像圖

圖3揭露的掩體破碎帶

在為期3個月的隨掘實時監測過程中，該系統運行穩定可靠，信號信噪比高，成像及預報結果與實際揭露情況相吻合，保證了掘進工程按時推進。該試驗的成功，標志著隨掘地震超前探測系統成功實現了礦井巷道、路橋隧道等不同場景下基于掘進震源的隨掘實時超前地質預報系統的兼容，展現出了廣闊的應用前景，為保證重大工程的安全推進提供了煤科方案。