一、原理介紹
TSEP(Tunnel Seismic eletric Prediction)隧道地質超前預報系統(tǒng)是在充分吸收技術的基礎上而創(chuàng) 新研發(fā)的三維地震反射和震電效應一體化探測的綜合超前預報儀，它利用地震反射和震電效應等綜合物探 方法同時為隧道（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和水害預報。震電效應法是對地震反射法的水文信息的 完善及補充。
1、地震反射法是工程物探中常用的方法之一，是目前國內(nèi)外隧道超前預報采用的主要方 法，隧道地震反射法采用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 12～24 個炮點）用小量激發(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檢波器接收。數(shù)據(jù) 通過采集、分析軟件處理，揭露隧道開挖面前方的地質信息，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?？梢詮挠^測系統(tǒng)的布置、提取、分析、處理和解釋方法等方面進行多方式設計和應用研究， 形成種具有不同特點的超前預報方法技術。
JL-TSEP306隧道地質 超前預報設備
2、震電效應法指在彈性波場作用下大地電磁場特性發(fā)生變化，具體地說，就是當孔隙飽和 介質內(nèi)傳播著彈性波時，介質中會出現(xiàn)交變電位差和巖石電導率變化，這是在彈性波激 發(fā)下才產(chǎn)生的，其逆效應亦存在這種場的相互作用效應是地球物理勘探領域中正在研究和開 發(fā)的一個新的方向。
3、JL -TSEP306隧道地質超前預報 觀測圖見圖4：
二、應用實例
JL-TSEP 隧道地質超前預報儀在蒙華鐵路河南段某隧道的試驗數(shù)據(jù)。
三、技術參數(shù)
四、JL-TSEP303系統(tǒng)的優(yōu)點：
◇ 三維地震 預報范圍從100米到300米；
◇ 數(shù)據(jù)采集耗時少，處理快捷；
◇ 無須利用開挖面；
◇ 操作簡單，對施工過程無妨礙；
◇ 了解前方存在的地質危險帶情況；
◇ 贏得施工和后勤保障的時間；
◇ 確保支撐隧道的巖石牢固可靠；
◇ 有利于縮短工期；
◇ 節(jié)省費用；
◇ 不增加任 何特別工作量，利用地震反射放炮同時觀測震電效應值；
◇ 能確定斷層、弱巖帶、巖溶、含水層等地質體性質及空間位置。
五、為 什么要研發(fā)三維地震反射與震電效應一體化綜合預報系統(tǒng)？
隧道掌子面前方可能存在影響 施工人員安全、施工進度（工期）、工程結構穩(wěn)定的不良地質體（帶），地震反射法已對隧 道前言地質體的其位置、規(guī)模、性質已能進行科學預測，并提出確切可行的施工對策，以確 保工程施工的安全。但對隧道前方的含水體及含水地層相對薄弱，甚至沒有任何探測效果。 而在國外其震電用于找水已開展成熟應用，如圖9所示來自馬小杰譯自英刊《世界水和環(huán)境 工程》。
震電技 術就是利用人工地震震源激發(fā)地震信 號，而在地表面接收電磁信號，采集彈性波在巖石中傳播時激發(fā)形成的電磁場，以實現(xiàn)尋找 特定勘探對象的物探方法。這種全新的地球物理勘探方法具有地震與電磁法勘探相結合的特 點。研究表明，此項技術具有分辨率高、選擇性好等特點，從而可以為我們提供含水地層埋 藏深度、分布狀況及電性參數(shù)。
三維地 震反射與震電效應一體化綜合預報系統(tǒng)就是利用地震反射預報探測時觀測地震波在巖石中傳播時激發(fā)形成的電磁場，使用地震放 炮的排列觀測分析產(chǎn)生電磁場的位置及強度；因此，震電效應法隧道超前探測是對地震反射法隧道探測預報的水文信息的完善及 補充。
