高速铁路隧道勘察钻探与物探综合应用分析

为研究鄂西山区某高速铁路隧址区工程地质问题,在勘察过程中采用综合勘探手段,利用钻探、音频大地电磁法、高密度电法,对隧址区地层情况、水文地质和工程地质条件、及其构造断层、岩溶、岩体富水破碎带的空间展布形式进行勘察。并将钻探实际揭露的目标地质体地层情况与物探解译成果进行对比分析。研究表明,物探对地层的岩性以及岩体破碎带的解译精确率较高,对构造断层、岩体破碎带以及岩溶等物性特征差异明显的地质体,两种物探方法均可对其定性辨别。研究结果表明,不同物探勘测方式探测出的异常地质体情况可能不同,通过对多种物探结果解译分析,可以提升物探成果准确率;通过钻探与两种不同物探的相互验证,可以较好查清隧址区钙质胶结砾岩区岩溶发育、富水情况及断层破碎带分布情况。     

钻探与物探在岩溶勘测中的综合应用

在城市轨道交通工程中,为了更加准确地探明岩溶的发育情况,采用钻探与物探相结合的方法,对岩溶发育区域进行勘测。其中,钻探的主要作用是揭露岩溶发育的具体位置与深度等数据;物探(地震反射波法)的作用是对整个作业区域的岩溶发育情况进行勘测,判断岩溶发育区域的大致分布范围;最后,对钻探与物探的成果进行综合分析,得出准确的岩溶发育范围。以广州市地铁某车站为例,采用钻探与物探相结合的综合勘测方法,对该车站的岩溶发育情况进行勘测;勘测结果表明,该车站岩溶发育强烈且集中,见洞率高达50%,为后续岩溶处理提供了可靠的依据。     

黔张常铁路高山隧道巨型溶洞发育特征及工程评价

黔张常铁路高山隧道施工至DK53+678揭示一巨型溶洞,溶洞形态、分布规律极其复杂,施工难度及安全风险极高。为查明溶洞的发育特征及对工程的影响,通过采用地质调查、钻探、物探、三维激光扫描等技术手段,查明溶洞形态、堆积体特征、成因等溶洞发育特征及岩溶地表和地下水补给及排泄特征,对洞顶、洞壁稳定性等进行评价,为施工处理方案的制定提供重要的地质依据。     

石武客运专线路基岩溶注浆施工技术

以石武客运专线DK932+300~DK932+400路基注浆试验段工程为例,介绍岩溶区路基注浆施工工艺、注浆施工参数的选定、注浆效果检验和现场施工出现各种问题的处理方法。采用注水(压水)试验、验证钻孔和物探检测等方法,对注浆效果进行了检测。在实际施工过程中,通过先导孔探测溶岩发育的方法,将岩溶分为轻微溶蚀、一般溶洞和复杂溶洞3类,为客运专线岩溶路基的处理提出切实可行的施工方案。     

等值反磁通瞬变电磁法在溶洞堆积体探测中的应用

针对溶洞内堆积体表层凸凹起伏变化大、场地范围较小、接地电阻大等特点,选用等值反磁通瞬变电磁法对其进行网格状探测及三维制图,推断溶洞底部基岩面形态及岩溶发育情况。物探成果与洞内钻探及地质调查结果较吻合。等值反磁通瞬变电磁法在该类场地条件下应用取得了预期的效果。     

城际铁路隧道大型溶洞特征及处理技术

安顺至六盘水城际铁路茨冲一号隧道DK95+730~DK96+017段施工开挖揭示出大型溶洞群,采用溶洞形态测量、隧底岩溶物探探测、桩基地质钻探及补充调绘等综合勘察手段,查明隧道洞身及隧底大型溶洞的形态特征,以及该区域水文地质情况。提出相应的处理措施:隧道洞身采用混凝土护拱、护墙及C20混凝土加固;拱部采用“锚网喷+型钢钢架”防护;隧底采用桩筏、“横向托梁+筏板”跨越和采用C25混凝土换填或回填,并加强隧道周边引排水措施,以确保岩溶水畅通。     

黔张常铁路武陵山隧道岩溶发育特征及分布规律分析

在碳酸盐岩地区修建铁路,岩溶是主要的工程地质问题。本文通过地表地质调查、物探及钻探对黔张常铁路武陵山隧道的岩溶分布进行研究,阐述了测区岩溶的位置、范围、深度和形态特征,并从岩性、构造、地貌等方面分析了岩溶发育特征及分布规律,对测区岩溶发育强度进行分级,对岩溶空间分布与隧道的关系和岩溶地基稳定性作出初步评价,为工程设置安全性和线路方案合理性评价提供可靠依据。     

黔张常铁路驼马店隧道突涌水系统辨识

为查明驼马店隧道DK48+918突涌水岩溶发育情况及岩溶水系统结构特征,首先对隧道涌水形式、涌水量、压力大小等涌水特征进行综合分析,得出岩溶隧道突涌水与隧址区岩溶发育情况、岩溶水系统结构特征密切相关。其次系统总结岩溶突涌水系统辨识的方法和技术,最后采用水文地质调查、物探、钻探、地下水示踪试验及高分辨率水文监测技术等对DK48+918突涌水进行系统辨识。研究表明:隧道施工揭露了管道流顶盖,因强降雨、原管路淤塞引发突涌水,涌水主要来源于隧道东北侧溶丘洼地及漏斗地表汇水,涌水随降雨量动态变化大,计算最大涌水量为5万m~3/d,瞬时最大涌水量可达1万m~3/h。     

某岩溶隧道涌水预报技术探索

研究目的：提高隧道涌水预报的可靠性和预报工作效率，减少盲目性，为现场施工地质超前预报寻找一种较为适宜的地质调查与分析的方法。 研究方法：在勘察设计资料基础上，通过对隧道穿越区域地面及洞内工程地质及水文地质的实地调查，对岩溶发育的规律及隧道涌水进行相关性研究。 研究结果：通过研究，得知深大断裂对深部岩溶洞穴与暗河发育具有控制作用，划分出了隧道穿越区内重点涌水区段；对重点涌水区段，选择与探测目的相适应的中短距离电法物探手段进行详细探测，并预测涌水规模；运用洞内地质编录信息对预报方案及相关技术参数进行修正，实现了预报体系的逐渐优化。 研究结论：深大断裂对岩溶的发育控制作用显著，大型充水溶洞的总体发育方向与断裂走向相同；中短距离的高精度电法物探手段对水的敏感性强于弹性波法物探手段，适宜进行重点涌水区段的详细探测；岩溶区隧道涌水预报工作宜采用多手段协同预报的方法，以提高预报的可靠性及工作效率；预报的过程是一个不断优化的过程。     

岩溶地区修建客运专线勘察及设计对策研究

研究目的:宁安高铁地处长江以南丘陵地区,湖塘密布,地质条件复杂,铁路沿线可溶岩分布范围较广,碳酸盐岩分布的地段均有岩溶发育,溶蚀现象明显,岩溶发育程度多为中等发育和强烈发育,溶洞多呈串珠状,高铁建设面临的难题是如何有效查明自然地理和地质情况,根据溶洞发育程度,选择适宜的路基、桥梁方案,并做好结构沉降控制。基于此,本文开展岩溶地区勘察勘探方法及对应的结构物设计方案研究,从而保证设计的可靠性。研究结论:(1)岩溶地区勘察应精细调查分析,超前谋划组织,科学管理实施,宜采用钻探取芯试验、地震CT法和管波物探等新技术进行综合勘探,查明岩溶地段岩溶发育和分布情况;(2)岩溶强烈发育地段,考虑工程处理难度及费用,建议有条件情况以桥代路通过;(3)岩溶地段路基宜根据"先探后灌、探灌结合"的原则进行注浆动态设计;(4)岩溶区桥梁桩基础宜根据逐桩钻探资料,布置桩基基础展布图,桩基础需要穿透溶洞,支撑于底部稳定的基岩上,采用不等长桩设计;(5)本研究成果可为岩溶地区地质勘察勘探及结构物地基设计提供理论指导和科学依据。     

综合物探技术在海域岩溶勘察中的应用

为了查明某海域岩溶的发育规模及空间形态特征,确保盾构顺利穿越海底岩溶区,有效降低海底隧道施工风险。依托大连地铁5号线某区间海域岩溶勘察工程,首先采用海域地震反射法及海域瞬变电磁法对场区岩溶发育情况进行分区,再利用跨孔弹性波CT法,查明单个岩溶发育特征、规模,最终达到高精度探测海底隧道岩溶发育规模、空间形态特征等的目的。勘察结果表明：(1)传统的水面物探方法能从宏观区域上划分岩溶发育区段,利用水域地震反射法划分2处岩溶发育区,瞬变电磁法划分36处岩溶发育区,并将整个勘察区间划分为岩溶微发育、岩溶中等发育和岩溶强烈发育3个区段;(2)受海水导电性限制,传统的水面及孔间电法类物探方法在海域岩溶勘察中不宜采用;(3)跨孔弹性波CT方法能较为精确的探测局部单个岩溶的空间形态,准确扫描出两孔之间的岩溶发育情况,在二维剖面上清晰反映溶洞与隧道洞身的位置关系。     

探地雷达技术在岩溶地质勘探中的应用

以新建田德线初勘探地雷达实测结果为依据,分别从探测原理、技术方法、成果分析这几个方面,探讨了在岩溶异常发育地区,如何发挥探地雷达的工程物探技术的作用。运用探地雷达技术,探查并圈定了溶蚀破碎、溶洞、溶沟、溶槽等岩溶地质异常范围。     

岩溶隧道涌水来源及对地下水环境的影响

以萍乐坳陷带一座典型岩溶涌水隧道为研究对象,通过区域水文地质调查和物探查明了隧道涌水的主要来源;通过示踪试验和动态监测研究了隧道涌水对周边地下水环境的影响。结果表明:在向斜轴部沿小江边组和茅口组接触带发育东西向岩溶强径流带并接受西侧岩溶槽谷地表水补给是DK1764+490—DK1764+510段隧底涌水的主要来源;鸡足寺暗河在隧道施工后部分通道和流向发生改变,但依然可以通过隧道东侧岩溶洼地接受降水补给,因此雨季可以恢复部分流量;隧底注浆封堵涌水通道效果较好,同时对向斜轴部岩溶水强径流带影响轻微,目前未对下游江下泉群产生异常影响。     

高速铁路隧道基底岩溶探测及处理

在可溶岩地区,高速铁路隧道基底下存在隐蔽溶洞时,容易发生基底下沉或不均匀沉降,威胁运营安全。采用物探、钻探等综合勘察手段,结合断面控制法探测隧道基底隐蔽岩溶,并采用向钻孔内压烟的方式探测基底隐蔽岩溶的连通性。隐蔽岩溶处理技术主要包括基底注浆加固、施作泄水洞、梁板跨越法等;当基底下岩溶弱发育、岩溶水不发育时,可采用注浆方式加固基底;当岩溶埋深较大且岩溶水发育时,可采用泄水洞处理隧道基底隐蔽岩溶;当岩溶埋深较浅且地下水发育时,可采用梁板跨越。     

高速铁路岩溶隧道大型溶洞综合勘察及处理技术研究

岩溶隧道的大型溶洞勘察及处理方法是高速铁路设计施工的难点,张吉怀铁路兰花隧道施工中揭示了大型溶洞,为确保铁路安全,需详细查明溶洞工程地质特性及水文地质特性,并确定合理的溶洞处理方法.通过地质调查、钻探及物探等综合勘察技术,详细查明了溶洞群的规模、相互关系及隧底岩溶发育情况.综合勘察结果表明:Ⅰ号溶洞底部至暗河间分布充填...     

在建铁路隧道和路基基底岩溶物探技术探讨

研究目的:2013年11月17日中国铁路总公司工管中心下发《关于开展在建铁路隧道、路基基底岩溶探测工作的通知》,要求对在建铁路的隧道和路基基底岩溶开展物探。近3年来在贵广等线的在建铁路上通过开展大量的物探工作,在取得一些效果的同时也发现诸多问题,如物探成果资料难以满足岩溶病害整治设计的需要等,因此本文研究探讨所存在的问题,从而为物探工作正确定位和改进今后隧道和路基的岩溶探测方案提供依据。研究结论:(1)对于在建铁路隧道和路基基底岩溶物探,由于现场难以具备地球物理勘探前提条件、所选物探方法的局限性以及采用物探不能直接探测地下裂隙水等原因,只能部分解决隧底和路基基底的岩溶探测问题;(2)物探属于间接性勘探手段,并且为排除物探结果的多解性,应采用综合岩溶勘探手段,即选择30%的物探异常进行开挖揭示或验证性钻探;(3)当验证钻探资料表明岩溶特别发育时,应选择跨孔电磁波(地震波)层析成像法对岩溶进行比较精细的探测,为后续隧道和路基岩溶整治设计提供可靠的基础资料;(4)本研究成果可用于铁路隧道和路基的岩溶探测领域。     

小煤窑采空区工程地质勘察及稳定性评价

某铁路客运专线DK227+395～DK227+495段邻近小煤窑采空区,为了准确查明采空区工程地质条件,以及小煤窑的采空范围、埋深和边界,分析采空区对铁路工程的影响。克服小煤窑既有资料缺乏、隐伏问题较多等困难,采用资料搜集、地面调查走访、综合物探、钻探验证及室内试验的综合勘察方法,确定了采空范围、塌陷破坏影响边界及安全边界,并对采空区的稳定性进行评价。研究表明:(1)小煤窑采空区走访调查工作是综合勘察手段的基础;(2)采用两种及以上物探方法可以提高物探成果精度及准确度,减少钻探工作量;(3)该小煤窑采空区目前稳定性较差,可采用注浆加固等处理措施。     

邻近深厚煤矿采空区对鲁南高速铁路的影响分析

为分析采空区对鲁南高铁DK276+400～DK279+900段的影响程度,采用InSAR解译方法获取连续时段的累计沉降量,依据InSAR监测数据绘制古城煤矿附近InSAR沉降干涉成果,得出采空区影响范围及采空区有向东南扩展趋势.采用可控源音频大地电磁法,布置4条物探测线,解译出物探异常区平面位置分布情况及采空高程范围,...     

梁筏结构在岩溶地区铁路路基中的应用研究

以黔张常(黔江—张家界—常德)铁路DK46+840—DK47+247段路基工程为依托,建立岩溶强烈发育区桩板结构及梁筏结构的理论计算模型,对比二者的内力情况,并监测现场路基中梁筏结构的工程效果。结果表明:与桩板结构相比,梁筏结构设计合理可有效减少混凝土用量,较经济;梁筏结构可有效减小溶洞顶板的附加荷载,保护溶洞顶板;采用梁筏结构的路基沉降稳定时程短,可有效控制路基工后沉降。     

综合物探技术在城市轨道交通岩溶勘察中的应用

采用高密度电法、跨孔弹性波CT法和跨孔电磁波CT法等综合物探手段对南宁市轨道交通4号线某标段进行岩溶地质勘探,查明了该段灰岩地区岩溶发育程度、位置、形态特征及分布范围。