铁路遥感地质勘察技术体系研究

铁路工程地质调查过程中常存在人工调查范围窄、外业劳动强度大、工作进度缓慢、质量难以保证的问题,遥感技术可以弥补地面调查的不足,辅助地质调绘和勘探布置,作用显著。但实际应用中由于遥感手段单一、目视解译精度有限而造成后期勘察阶段应用不深的现状。基于现代遥感对地观测技术和大比例尺解译关键技术研究,根据铁路项目的不同地理环境、地质条件、工程类型提出遥感勘察系列方法,构建铁路工程地质勘察技术体系,达到精细指导地质调绘工作,提高地质勘察质量和效率,减少外业工作量目的。     

三维遥感铁路工程地质勘察系统研究

工程地质选线和地质调查是山区铁路勘察工作的基础和核心。受现场地形、交通、植被条件影响,存在地质外业劳动强度大、周期长、质量难以控制的现状。基于Google earth数字地球平台,二次开发了三维可视化遥感勘察系统(GERIS),该系统可以直观展示铁路方案沿线的地形、地貌、岩石景观,并可叠加地质图、遥感图像、线位、勘探点等多源勘察资料,实现了线路方案三维浏览和勘探图件的展示,可辅助地质人员进行宏观区域地质选线、微观地质调查路线设计以及勘探点布置等。可有效提高选线、调查的质量和效率,达到减轻现场劳动强度和节约勘察成本的目的。     

遥感技术在库格铁路阿尔金山区地质选线中的应用

阿尔金山地区山高坡陡、地质构造复杂、不良地质多且规模大,这些都为库尔勒至格尔木铁路地质选线带来较大的困难。因此,充分发挥遥感技术的优势,收集遥感图像及地形、地质图,进行遥感图像处理与提取地学信息,并相互叠加,根据图像反映的各类影像特征,综合野外调查,建立该区域的解译标志,开展中、大比例尺的遥感地质判释。综合应用遥感解译和地质调查手段,查明了测区地质构造和重大不良地质的分布特征,为大面积工程地质选线、优化线路方案提供了重要依据,为工程地质测绘勘探布置提供了指导性意见。     

阳安铁路增建第二线山区地质选线

近年来随着我国山区铁路的大量修建,山区铁路地质选线的重要性日益凸显。阳安铁路是典型的山区铁路增建第二线项目,该项目进行地质选线对于降低后期勘察设计难度、减少投资、降低后期维护费用等方面起决定性作用。针对既有河谷线地段,增建第二线线路穿越区域性大断裂等工程地质问题,采取何种地质选线的技术原则进行研究。研究结论:(1)本次地质选线过程中,综合采用遥感解译、地质调绘、钻探、试验等勘探方法,查清沿线的工程地质条件;(2)对线位比选起决定性作用的工程地质条件主要是断层、滑坡等不良地质,线路通过断层应以大角度、简单工程通过,其余不良地质应以绕避为主;(3)在充分总结汲取山区铁路综合选线技术经验的基础上,提出地质选线、定线原则;(4)通过对阳平关至响水、西乡至石泉、石泉至池河三段线路方案的比选,得出推荐方案。     

LIDAR在地质灾害调查与监测中的应用研究

研究目的:山区铁路、公路工程项目建设中,进行不良地质调查是工程地质勘察的重要内容之一,目的是确定线路附近不良地质的分布范围、规模大小及其对工程危害和影响大小。传统的辅以航、卫片解译的人工调查方法存在工作量大、周期长、效率低、精度低和安全隐患大等不足,难以满足对工程建设质量、安全和效率要求不断提高的需要。通过利用激光雷达对不良地质进行扫描,快速获取其三维信息,确定不良地质规模、空间位置分布范围和发展趋势等,为工程地质勘察提供较准确的地质资料。研究结论:(1)利用激光雷达数据生成的DEM不同角度的山体阴影图能精确表达微地貌形态,有利于地质灾害的识别;(2)借助激光雷达坡度影像、正射影像等,可以进行滑坡、崩塌及地面沉降等不良地质的边界圈定;(3)利用不同期次的激光雷达数据可以进行边坡变形和地面沉降动态监测;(4)该技术有效地用于铁路、公路工程地质勘察中的不良地质调查和监测,具有实时性、动态性和主动性特点,克服了传统人工调查方法的不足,有效提高了工程地质勘察效率。     

多源遥感技术在艰险山区铁路地质勘察中应用

研究目的:随着我国铁路建设重心向中西部转移,艰险山区铁路明显增多。针对某山区铁路工程地质勘察需求,研究采用多光谱遥感、热红外遥感、雷达遥感、高分辨率遥感和三维遥感相结合的综合判释方法,开展沿线断层、高地温、滑坡、崩塌、泥石流、不稳定斜坡、岩屑坡、冰川融蚀等地质问题的解译工作。研究结论:(1)利用多光谱遥感、雷达遥感相结合的方法,解译沿线断层500余条,基本查明了构造分布特征;利用高分三维遥感技术,解译各类不良地质150余处,为重要工点方案比选提供了参考;(2)分析了该线断层、崩塌、滑坡、泥石流等不良地质,以及冰川融蚀、岩屑坡等冰缘地貌的遥感解译标志特征,并提出了需要进一步开展的遥感工作内容;(3)本研究成果可应用于艰险山区铁路工程地质勘察及设计选线。     

三维“大场景”遥感技术在西康高铁地质勘察中的应用

包家山越岭段地形地质条件复杂、岩石软硬不均、不良地质和断裂构造发育,为西康高铁地质选线带来较大的困难。为提高勘察效率和质量,根据区域地质资料、三维大场景遥感影像特征及野外调查,建立工作区地质构造解译标志,对其地质构造、地层岩性及不良地质体进行遥感判释。综合三维大场景立体遥感技术和野外调查手段,建立岩类基本的遥感影像解译标志,以便对岩性进行综合判释;调查验证测区的地质构造及不良地质体的分布状态及规模,分析滑坡等不良地质现象的分布、规模及其特征。取得了较高精度的遥感地质解译信息,判释准确率较高,为铁路选线方案提供重要依据。     

基于遥感技术的中吉乌铁路地质构造分析

研究目的:针对中吉乌铁路工程勘察区域地质构造复杂,常规地质调查方法难以从宏观至微观对各个路线走廊带进行同等深度方案比选的实际问题,采用遥感地质技术对中吉乌铁路勘察区域的地质构造进行遥感地质解译与特征分析,科学、合理地确定中吉乌铁路路线方案。研究结论:(1)地质构造遥感勘察可有效识别地球表层的各类断裂、褶皱等地质构造,分析其分布规律及构造属性特征;(2)基于遥感技术的中吉乌铁路地质构造分析查明了中吉乌铁路的地质构造条件,为铁路路线走廊带的比选与优化提供了地质依据;(3)综合中吉乌铁路地质遥感勘察成果,推荐更为科学、合理、安全和经济的中吉乌铁路北部路线走廊带;(4)该研究成果可为其他类似工程的选址选线提供指导作用。     

地质选线在格鲁吉亚铁路项目某段的作用

研究目的:格鲁吉亚现代化铁路KM 12+100~KM 13+600段初步设计方案采用隧道穿越Babi村古滑坡中上部,工程建设容易扰动该大型古滑坡,从而造成难以估量的损失。本文主要介绍如何在该地区采用遥感解译、地质调绘、地质勘探等综合地质勘察手段以查明Babi村古滑坡的各地质要素,分析其形成原因,并提出线路绕避建议。研究结论:(1)通过应用综合地质勘察方法,查明了该滑坡为主轴长约520 m、宽270 m的"倒梨形"滑坡;(2)确定了该滑坡类型属强震作用下形成的岩质切层滑坡;(3)使用"双管单动"钻探技术查明了滑动面的位置及对工程的影响深度;(4)结合勘察资料分析,初步设计方案存在较大的风险,提出向山内稳定基岩通过的线路绕避方案;(5)本研究成果对滑坡区域的勘察和选线工作有一定指导意义。     

遥感技术在蒙华铁路地质勘察中的应用研究

研究目的:蒙西至华中地区铁路通道工程浩勒报吉至三门峡段风沙、煤窑采空、黄土滑坡、崩塌等不良地质发育,同时沿线地貌类型复杂,沟壑纵横,大范围地面调绘工作开展困难。为优化地质调绘方法,提高不良地质勘察效率和质量,研究利用遥感判释技术进行沿线不良地质勘察。研究结论:(1)研究采用高分辨率遥感和三维遥感技术相结合的方法,进行沿线不良地质遥感判释,查明了沿线不良地质分布特征;(2)划分出沿线毛乌苏沙漠区风沙分布特征,识别出煤窑采空分布范围,判释出270余处黄土滑坡和崩塌,判释准确率高于85%;(3)高分辨率遥感和三维遥感技术的综合应用可满足多类型不良地质勘察的需要,为地质选线提供了直接参考;(4)该研究成果可应用于艰险山区长大线路工程不良地质勘察工作。     

铁路工程地质勘察智能化技术研究现状与发展趋势

铁路工程地质勘察智能化技术已经成为企业数字化转型的关键之一,为提升勘察数字化水平,本文从地质遥感智能化、地质勘察数据采集与管理智能化、地质建模与数据应用3个方面,对智能化技术研究现状进行评述,并分析其发展趋势。研究表明,得益于航天航空遥感、合成孔径雷达干涉测量、智能识别等技术的发展和应用,地质解译识别率、精度和效率得到提升,基于多源遥感数据,应用智能化技术进行地质遥感解译是未来发展趋势;地质勘察智能设备和系统已逐步进入实际应用,改善了数据采集与处理方式,企业级勘察数据标准初步建立,形成了勘察数据智能化管理方案,还需加强基于空天地一体化勘察数据采集与管理方法的研究;针对铁路等线状工程的三维地质建模技术已形成,通过数据交换标准的制定和接口的研发,地质模型数据已在三维协同设计中得到应用,未来应重点研究具备自主知识产权的三维绘图平台,并建立铁路行业级数据标准。     

基于多源数据的伊阿铁路工程地质遥感解译及选线

新建伊宁至阿克苏铁路位于南天山地区,极高山区遍布常年积雪和冰川,自然环境恶劣、交通不便,地面调查难以开展,给方案研究带来很大困难。为了快速准确地获取铁路选线所需的各类工程地质信息,采用基于遥感数据、地质资料、地形资料等多源数据的工程地质遥感解译方法,通过建立统一坐标系的工程地质遥感解译平台,对控制线路方案的地形地貌、地质构造和不良地质进行解译,并总结西北高寒山区典型的流水地貌、风蚀地貌、冰川地貌,以及区内地质构造和不良地质的遥感解译标志,给出伊阿铁路选线工程地质遥感评价意见。研究表明,采用基于多源数据的工程地质遥感解译方法,可以快速获取选线所需的各类工程地质信息,有效提高遥感解译的工作效率和准确率,为方案研究提供可靠的地质依据。     

长大隧道三维可视化遥感地质解译技术应用

研究目的:向莆铁路长大隧道众多,在地面地质调查中存在地形高差大、地质构造复杂、植被发育、基岩露头少、勘察周期短、大面积地质测绘难等问题,难以快速准确地获取大比例尺区域工程地质信息。研究结论:基于研究多源地质资料信息化集成、三维可视化遥感影像建模和三维可视化遥感解译方法,建立了向莆铁路戴云山—高盖山段的线路、地貌、地质等三维场景,进行地貌特征、断裂构造和不良地质的定量解译。解译成果可有效指导地质调查,减少外业工作量,保证长大隧道大比例尺地质调查精度。     

综合物探技术在铁路隧道勘察中的应用研究

在铁路选线地质勘察中,隧道勘察是一个重要的课题。在白乌铁路大黑山隧道的勘察实践中,综合应用了天然源大地电磁法、地震折射法等物探技术,取得了较为理想的应用成果,为隧道地质评价和铁路选线提供了有力的地质依据。     

贵广铁路坪山隧道岩溶发育情况分析

研究目的:通过对贵广铁路坪山隧道勘察与施工期间揭示的岩溶现象,分析该隧道岩溶发育情况及特点,提出地质勘察使用的勘察方法及施工阶段的工程措施意见,对类似地质条件的工程的勘察与施工提供一定的参考。研究结论:(1)线路尽量绕避岩溶强烈发育区,若无法绕避,线路应尽量远离典型岩溶微地貌单元区;(2)勘察时须充分利用区域地质资料开展大范围地质测绘,采用综合勘察手段进行隧道工程地质勘察,基本查清地表各种岩溶形态发育位置、高程、与线路关系等,有针对性布置勘探点及物探段落核实岩溶发育情况;(3)对于地下暗河附近的岩溶隧道,应充分调查研究暗河空间位置形态,分析暗河成因及特点,类比推测暗河对隧道洞身围岩稳定性的影响;(4)施工时可采取洞周超前预报、基底地质雷达探测及洞底地质钻孔相结合的方式进行。     

包银铁路断裂构造遥感勘察与地质选线

研究目的:新建包头至银川铁路甘德尔山区域地貌破碎,陡崖遍布,地质调绘工作困难重重。山前发育隐伏及活动断裂构造,加大了地质选线的难度。为查明区域断裂构造分布特征,研究采用高分辨率遥感、多光谱遥感和三维遥感相结合的综合判释方法,开展区域断裂构造判释工作,从而为地质选线提供基础资料。研究结论:(1)采用多光谱和高分辨率结合的三维遥感判释方法能够有效判释断裂构造信息,并提高了判释准确度;(2)查明了影响线位的本井-磴口隐伏大断裂位置,以及甘德尔山西缘断裂的分布特征,得到该区断裂构造54条,其中甘德尔山西缘断裂构造17条;(3)借助自主开发的外业验证终端及信息综合管理系统,实现了现场验证数据一体化采集、录入及综合管理;(4)通过对甘德尔山越岭方案进行综合比选,东侧方案绕避了活动断裂和采空区,且围岩状况相对较好,整体要优于中间方案和西侧方案;(5)本研究结果可广泛应用于山区铁路断裂构造勘察和地质选线工作。     

三维遥感铁路工程地质勘察技术应用研究

复杂山区铁路工程地质勘察中,存在地质调查困难、成本高、周期长的问题.提出了三维遥感铁路工程地质勘察技术,集成DEM、多空间分辨率卫星影像、GPS、区域地质图、工勘资料多维空间数据,建立的三维可视化工程地质遥感模型,实现了遥感解译高精度、高效率、大比例及解译成果制图一体化;结合向莆铁路高盖山隧道工程,阐述了三维遥感工程地质调查工作方法和流程.     

吉布提铁路Holhol—Nagad段工程地质勘察

吉布提Holhol—Nagad铁路项目是吉布提首条标准轨距电气化铁路,当地可利用的既有基础地质资料较少,给铁路工程地质勘察工作带来较大困难。采用遥感图像地质解译、地质测绘先行,有针对性地布置钻探及挖探,进行各种室内试验,为各项工程设计提供完整、可靠、准确的地质资料,满足各阶段设计需求,而且合理控制了勘探成本。     

遂渝铁路蓼叶湾大桥勘察认识

研究目的:目前新建铁路以高速铁路为主,线路桥梁比重大幅提高,对地质勘察的要求越来越高;对地质条件简单的桥基勘察,按常规勘察,问题不大,但对地质条件复杂的桥基勘察,影响因素众多,存在认识逐步加深的问题.本文以遂渝铁路蓼叶湾大桥的地质勘察过程为例,剖析了各阶段地质勘察中存在的问题、原因和解决办法,提出了确保地质条件复杂的桥基勘察质量的认识.研究结论:对于地质条件复杂的桥梁工程勘察,应做到:采用综合勘探方法,但应以地质测绘为主导;开展精细化地质勘察,勘探工作量超出常规很多,是完全必要的,也是必须的;加强专业之间的协调、配合,先由地质专业查明控制墩台布置的地质因素,再由桥梁专业进行墩台、桩位布置.     

长大深埋隧道工程地质综合勘察技术应用研究

研究目的:高速铁路、客运专线等长大干线经过的地域广、地形地质条件十分复杂,勘察中仅采用地质调绘、钻探等勘察手段,难以在短时间内查清山区铁路一系列长大、深埋隧道的工程地质、水文地质条件,为线路方案比选、工程设计等提供详细的工程地质资料。通过采用综合勘察技术可解决上述问题。研究结论:实践证明,山区铁路长大、深埋隧道采用综合勘察技术,以遥感结果为指导,大面积地质调绘、水文地质调查等为基础,利用综合物探解译成果、结合必要的地质钻探、综合测试,并通过综合分析、研究,可以缩短工期、减少勘探量,取得显著的技术、经济和社会效益。