铁路采空区工程地质勘察及稳定性评价

研究目的:采空区已经成为影响铁路方案的重要不良地质因素,因其工程地质条件非常复杂而对铁路工程稳定性具有重要影响。当铁路穿越采空区时,通过采用综合工程地质勘察方法及运用铁路保护煤柱方法,评价其对铁路的影响,为铁路安全边界范围确定及采空区加固处理设计提供可靠的依据,进而满足铁路工程的沉降控制要求。研究结论:(1)铁路采空区勘察在充分利用煤矿采掘资料的基础上,通过采用物探及钻探的方法进行详细勘测,相互验证,相互补充,综合确定采空区的边界范围;(2)根据勘察揭露煤层埋藏深度,利用空间几何关系,得到煤层的产状;(3)通过综合勘察成果,采用铁路保护煤柱的设计方法评价铁路的稳定性及其安全边界范围,对采空区安全边界范围内采用注浆加固处理,能够满足铁路沉降控制要求;(4)本文可以为类似采空区工程地质勘察及稳定性评价提供一定的指导及参考。     

煤层采空区铁路工程地质综合勘察技术研究

研究目的:在高速铁路、客运专线和铁路路网配套建设中,线路经过地段往往难以绕避一些时间久远、分布无规律且地面痕迹不明显的小煤窑等古老采空区。此类采空区对铁路建筑物的危害极大,如何准确地查明其空间位置、塌落、回填和充水情况、残留的有害气体成分和分布情况等,一直是困扰铁路工程地质勘察的一大难题。本文以赣龙复线铁路小密隧道出口段为工程实例,采用综合勘察技术查明采空区复杂的工程地质条件,取得合理的岩土参数,为采空区加固处理设计提供可靠依据。研究结论:(1)采用地质调绘、综合物探、结合必要的地质钻探、综合测试,并通过综合分析、研究等综合勘察技术可准确查明采空区复杂的工程地质条件,取得合理的岩土参数;(2)小密隧道施工已近四年,经施工验证,采空区地质勘察成果与实际地质条件相当吻合;(3)提出了铁路工程采空区综合勘察存在的问题和相关建议;(4)本研究结论可为类似采空区工程地质勘察提供一定的指导和参考。     

CSAMT野外工作方法的研究与应用

研究目的:当前,由于铁路的发展,线位深入到采空区的情况逐渐增多,给选线带来一定难度,一直以来,如何利用物探方法提高采空区勘察精度是一个难题。传统的物探方法工作效率低,勘探精度达不到要求,通过对本次工作的研究,目的是提高物探对铁路地质采空区勘察的探测精度及工作效率。研究结论:通过研究得出:(1)影响CSAMT数据质量因素除不可控的人文噪声外,还有可以控制的电极距的长度误差、电极距的水平方向偏差、磁探头水平方向偏差等非人文因素;(2)通过对上述非人文噪声的研究,可减少外业采集产生的视电阻率误差,获得可靠、准确的地电信息;(3)将本次研究应用在铁路地质采空区勘察中,结合采空区地质问题所具备的物性特征及大地电磁解释原则,可提高物探对采空区勘察的探测精度和分辨率,满足铁路地质采空区勘察的需求;(4)本研究成果可用于指导类似采空区项目的勘察工作。     

公路工程下伏煤矿采空区物探方法研究

研究目的:煤矿采空区是制约公路工程建设的瓶颈因素之一,采空区的探测是亟待研究和解决的工程科技难题。采空区具有隐伏性强、空间分布特征规律性差等特点,给公路工程带来较大安全隐患。物探方法是探测采空区的有效手段。本文结合工程实践,对煤矿采空区物探方法进行探讨,旨在为类似工程提供借鉴和参考。研究结论:(1)利用瞬变电磁法、地震反射波法、活性炭测氡法探测煤矿采空区是可行和有效的;(2)由于采空区自身的特殊性和地球物理方法的局限性、多解性,单一物探方法往往对地质异常体很难定性,采取多种方法相结合的综合物探技术显得尤为必要;(3)采空区勘察应采用资料搜集、地质调绘、物探、钻探等综合勘察手段,以达到相互补充、相互验证的目的;(4)实际应用效果表明,综合物探技术已成为解决煤矿采空探测的首选技术,能够较准确地圈定煤矿采空区范围,从而为公路采空区勘察及工程选线、采空区处治提供依据。     

中浅埋隧道综合物探勘察模式研究

研究目的:国民经济的迅猛发展对铁路的运能及运行速度提出更高要求,铁路等级的不断提升造成线路桥隧比的增加,隧道尤其中浅埋隧道的勘察成为铁路勘察中的重点。浅地表物探勘察方法较多,不同地质要求及勘察条件所采用的方法多样、效果不一,亟待综合考虑工期、地表条件、噪声干扰情况、地质目的及精度要求并兼顾工程造价等开展中浅埋隧道综合物探勘察模式的研究。研究结论:(1) 0～50 m埋深隧道以地震折射波法、地震层析法沿隧道平面线位贯通勘察,直流电测深法补充、核查;(2) 50～100 m埋深隧道以直流电测深法(高密度电法、直流激电法)或瞬变电磁法沿隧道贯通,地震折射波法补充、核查,复杂地段开展孔内综合测井;(3) 100～200 m埋深隧道以高频(音频)大地电磁法沿隧道贯通,在隧道进出口及垭口地段布置地震折射波法,复杂地质段结合钻孔开展孔内综合测井;(4)中浅埋隧道勘察受地表地质条件影响较大,野外施测必须密切结合现场实际,选择适宜的物探方法,建立合理、规范的中浅埋隧道综合物探勘察模式;(5)本研究结论适用于地质勘探领域,中浅埋隧道物探勘察。     

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。     

铁路穿越小型采空区稳定性的评价方法研究

研究目的:本文结合沪昆铁路上纸厂煤矿的小型采空区的勘察,通过对小型采空区勘察方法研究,探讨小型采空区稳定性分析的方法,对铁路工程建设提出处理意见,并总结铁路通过采空区的经验,为类似工程提供参考。研究结论:(1)对于小型采空区,勘察范围应由大到小,先是在宏观上认识研究区的采空情况,最后重点研究对工程有影响的区域;(2)在勘察方法上按照先地质调查测绘,然后物探最后钻探,并在这三个过程中用这三个方法进行相互验证,相互补充;(3)应注意区分采空区类型,根据工程特点,确立勘察重点、选用相应的稳定性评价方法;(4)采用洞顶坍塌堵塞法及手册法对上纸厂小型采空区进行稳定性验算,得出了可以不对上纸厂采空区进行处理的结论。     

沪昆客专何家地隧道出口煤矿采空区沉降分析

研究目的:沪昆铁路客运专线何家地隧道出口D1K976+780～D1K977+208段在施工过程出现二衬变形开裂病害,地表产生长大贯通裂缝,严重影响隧道正常施工及开通运营。本文通过地质调查、煤矿资料收集、下井实测、物探、钻探、变形监测等综合勘察手段,对引起病害的煤矿采空区进行综合勘察,从而为何家地隧道病害整治提供可靠依据。研究结论:(1)通过综合勘察查明了引起隧道病害的煤矿采空区位于隧道左侧,最近距左中线约32 m,路基面以下183～225 m;(2)综合分析确定了煤矿采空区移动参数、变形参数及垂直分带;(3)基于变形监测成果,分析煤矿采空区从初始期、活跃期到衰退期的沉降特征,评价采空区沉降对铁路隧道的影响;(4)本研究成果可为类似煤矿采空区工程地质勘察及分析采空区沉降规律提供参考。     

成渝客专石材采空区的勘察与评价研究

研究目的:成都至重庆铁路客运专线荣昌至永川段通过侏罗系中下统自流井组(J1-2z)夹石灰岩地层,石灰岩被大量开采后形成石材采空区,石材采空区分布广、埋深浅,地表易变形、开裂、塌陷,对客运专线工程危害极大,因此有必要查清其工程地质条件并进行正确的评价和处理。研究结论:通过对成渝客专荣昌至永川段分布的大量石材采空区进行勘察与评价研究,得出以下结论:(1)石材采空区勘察难度大,应进行综合勘察,在推测的采空区域和物探解译的采空疑似区域布置大量的钻孔验证,成果资料应综合分析研究;(2)影响石材采空区稳定的不确定因素多,应坚持定性评价和定量评价相结合的评价方法,结论应相互验证;(3)对于高速无砟轨道,应选取边界角来计算安全距离,并预留一定的围护带宽度,确保工程安全;(4)本研究成果可为类似通过采空区的铁路、公路工程勘察设计提供借鉴。     

地震CT结合地震映像法综合物探应用研究

研究目的:在铁路勘察过程中,经常遇到诸如采空区等地质隐患。对于这类不规则的地质隐患,物探勘探是一种有效的勘探方法。本文以地震映像法和地震CT法综合应用为例,为充分发挥两种物探方法的优点并互相补充,在测区先开展地震映像法以快速确定采空区的粗略空间展布,再依据地震映像成果布置钻孔,开展地震CT工作,精细探查采空的空间展布。结合工程实例,探讨方法的有效性。研究结论:(1)地震映像法和地震CT法各有优缺点:地震映像法能够高效快捷地确定采空区的平面位置,深度范围误差较大;地震C T分辨率高、可靠性好、图像直观、但需要借助钻探孔才能开展;(2)充分发挥两种物探方法的优点,能够有的放矢,在减少钻孔数量的同时,提高勘探的精度;(3)将两种物探方法综合应用在采空区勘探中是合理的、可行的,对类似的物探工作具有一定的指导意义。     

高精度重磁技术在铁矿采空区勘察中的应用研究

研究目的:在铁路选线地质勘察中,铁矿采空区勘察是一个较新的的课题。在地震与电磁法等常规方法勘察的基础上,针对铁矿的成矿特点与采空特征,应用高精度重磁测量技术对此进行了卓有成效的尝试,并对各种技术方法的优势和互补性进行了探讨,获取了铁矿采空区的物探异常响应特征,形成了一套有效的工作方法。研究结论:通过邯长铁路涉县铁矿采空区的勘察,以高精度重磁测量为主的综合物探技术取得了较为理想的应用成果。高精度重磁测量、地震映像、瞬变电磁测深及密点距直流电测深等方法,其资料相互对比验证,准确的圈定出采空异常区并划定采空区边界,为采空区评价和铁路选线提供了有力的地质依据。本项目所获得的工作经验,对类似情况的铁路地质勘察具有很强的指导性意义。     

岩溶地区复杂地质条件下铁路线路方案比选

黔张常铁路多穿行于中低山和丘陵地区,岩溶、滑坡等不良地质发育,且分布有矿场采空区,地形地质条件对线路布设有较大限制。介绍黔张常铁路在武陵山区采用遥感、物探、钻探等综合勘察成果指导岩溶地区铁路选线的研究方法,对水沙坪至晏家堡段的三个线路方案,从工程地质、工程设置、工程投资等方面进行分析比较,优选出绕避不良地质、工点设置合理、工程经济性较优的方案,并对岩溶区复杂地质条件下铁路选线思路进行总结。     

变质岩地区隧道的综合物探研究

研究目的:在复杂变质岩地质隧道勘察中,如何选择适宜的综合物探技术,并发挥其快捷、经济的技术优势,并利用现代先进仪器和计算机处理技术,达到拓展传统物探方法的应用领域,提高地质勘察精度,有效解决复杂地质问题的目的.研究结论:通过复杂变质岩隧道工程地质勘察的典型范例,选择了适宜的综合物探技术,并充分有效地发挥综合物探方法技术含量高、方便快捷、经济高效的优势,清晰揭示了地下深部的不良地质体,使地质勘察精度得到了显著提高,极大地降低了建设中的事故隐患,对类似情况地区铁路地质工作具有重要示范和指导意义.     

重磁法在牡佳线铁矿采空区勘察中的应用

采空区勘察历来是铁路勘察中的一项重点工作,直接影响铁路建设的规划方案。因铁矿具有独特的赋存特点和地球物理特性,铁矿采空区勘察复杂程度更大,一直是铁路勘察的热点和难点问题。物探技术是铁矿采空区勘察的重要方法,可有效弥补其他方法不足。高精度重力法和高精度磁力法都是重要且高效的物探方法。阐述两种方法的原理和技术特点,以牡佳线某铁路采空区勘察为例,介绍重力法和磁法的综合应用技术,可较精确划定出矿区和采空区的分布,为后续的铁路选线提供技术支撑。     

浅谈长大深埋隧道工程地质勘察中地质对物探的配合

研究目的:长大深埋隧道的出现向传统的工程地质勘察方法提出了新的挑战,以大地电磁类为主的深层物探方法给这一问题的解决提供了有利地支撑。地质资料是物探解释的基础,没有地质和物探的密切配合很难取得良好的物探效果。本文研究的目的通过人员配备建立一种工作机制以提高物探工作水平,进而提高长大隧道勘察质量。研究方法:结合工程实践,总结以往地质与物探不同配合模式的特点,以不同配合方式下物探成果的质量为标准,进而对长大复杂隧道的地质勘察推荐出一种地质人员全过程配合物探的工作模式。研究成果:总结了不同阶段地质配合物探的工作内容,并对地质人员全过程配合物探工作这一方式的工作方法和工作内容做了详细论述;结合工程地质勘察的阶段要求,提出了不同勘察阶段物探工作原则、工作深度和应采用的物探手段。研究结论:长大深埋隧道的工程地质勘察,只有在综合勘探中大力推广高水平的物探,再辅以专职地质专业人员的全过程密切配合,才能取得良好的效果。     

天然源面波法及地震映像法在采空区勘察中的综合应用

采空区勘察是铁路前期工作中的重要内容,其结果直接影响铁路选线工作。通过天然源面波法和地震映像法在浅层煤矿采空区勘察的联合应用,分析综合物探技术对采空区勘察的有效性和准确性。     

改建成昆铁路峨眉至米易段地质选线方案研究

研究目的:成昆铁路沿线受构造作用影响,沿线地形地质条件极其复杂,岩体异常破碎,沿线崩塌、滑坡、泥石流、煤层瓦斯及采空区、活动断裂为控制线路方案的主要工程地质问题。开展地质选线技术研究不仅可以最大程度地避免线路穿越风险极高的工程地质问题段落所带来的工程安全隐患,也可为该地区远景铁路规划提供参考。研究结论:(1)在现场地质调绘、钻探、物探、室内试验分析及相关专题研究工作基础上,认为本线控制线路方案的主要不良地质有崩塌、滑坡、泥石流、煤层瓦斯及采空区、活动断裂;(2)针对本线的主要工程地质问题,提出了复杂地质条件下铁路地质选线原则;(3)综合分析了各方案地质条件,利用选线原则选定了工程地质条件相对较优的线路方案;(4)该研究成果对于复杂艰险山区铁路工程地质选线具有借鉴意义。     

微动技术在城区不良地质体勘察中的应用研究

研究目的:城区物探环境品质恶劣,地表、地物状态复杂,不同物性的干扰源众多,常规物探方法应用皆存在很大的局限性。在城区物探环境品质评价与对策分析的基础上,引入微动技术作为城区主要物探手段,以城市轨道交通不良地质体勘察为主要工程领域进行微动技术应用,评估、研究其适用性、准确性及可靠性,探寻一条适于城区物探环境的新的有效技术途径。研究结论:(1)通过对城区物探环境品质的综合评价和对策研究,探讨了城区物探面临的局限性和受制约性现状,表明城区物探具有方法创新的技术必要和应用需求;(2)将微动技术作为城区主要勘察手段,在城市轨道交通项目中成功探查并确定了多种不良地质体的地质特征及赋存状况;(3)微动技术在城区物探环境中表现出良好的场地适用性和成果准确性,能为轨道交通等城区工程的设计、施工、排险提供重要物探依据,并进一步消减地质隐患,具备推广应用的潜力。     

复杂地质隧道的综合物探技术

研究目的：在复杂地质隧道勘察中，在开展大地电磁技术受限情况下，发挥综合物探方法的技术优势，从野外采集方式到高分辨资料反演处理技术开展自主创新研究，拓展传统物探方法的应用领域，以解决复杂地质隧道勘察问题。 研究结论：（1）选择了适宜的综合物探技术，利用现代先进仪器和计算机处理技术，充分发挥了各种物探方法技术综合优势；（2）利用系统科学的综合技术评价体系来分析各种影响因素，对异常充分的认识，所得彩色成果图清晰显示地表与地下深部地质体变化较大，确定隧道洞身存在软岩；（3）对有类似情况地区的铁路地质工作具有示范和指导意义。     

古窑及近代小型采空区勘察方法选择与应用

概要分析了古窑及近代小型采空区的类型及特征,在此基础上论述了古窑及小型采空区的主要勘察方法和勘察流程,结合近年来的勘察经验,对主要勘察技术方法的原理、适用性及应用效果进行了分析和总结,提出了物探方法组合模式及综合勘察技术流程。最后进行了实例应用分析。