测氡法在小煤窑采空区勘察中的应用研究

研究目的:小煤窑采空区具有年代较早、多为私挖滥采、无采空资料可供参考等特点,且小煤窑采空区的变形和不均匀沉降会对铁路的施工和运营构成巨大威胁和隐患。要查明采空区的影响范围仅仅依靠调查和钻探,具有周期长、费用大、难以查清的缺点,部分物探方法又受人文因素干扰严重。本文研究如何利用测氡技术,并充分发挥其不受电磁、车辆等因素干扰的优势,结合少量钻探资料,以达到查明采空区影响范围、解决小煤窑采空区勘察问题的目的。研究结论:通过对小煤窑采空区勘察中测氡技术的应用范例可知:(1)氡气在小煤窑采空区及其产生裂隙处浓度明显升高;(2)氡气浓度异常与储气时间长短无直接关系;(3)在小煤窑采空中氡气浓度曲线表现为单、多峰值的高比值的异常;(4)测氡技术对类似年代较早、私挖滥采、无采空资料可供参考的小煤窑采空区勘察工作具有良好的应用效果。     

综合物探技术在潍烟线金矿采空区勘察中的应用

为查明潍烟线灵山蒋家金矿采空区分布,针对测区内采空区空间分布复杂、埋深变化大,以及存在高压线、道路干扰等情况,选用测氡法、重力法、地震映像法以及天然源音频大地电磁法开展工作。测氡法和重力法可以发挥其抗干扰能力强,数据可靠等优势,为采空区平面范围的圈定提供依据;地震映像法可以进一步验证采空区范围;天然源大地电磁法可以满足采空区的勘察深度要求。研究表明,通过4种物探方法的优势互补、联合应用,精确划定了采空区的范围,研究成果对类似铁路采空区勘察研究具有一定的借鉴意义。     

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。     

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。     

地震方法对采空区的多尺度探测与分析

采空区勘察一直是铁路工程设计与施工的难点。利用多尺度(地震纵波反射、地震横波反射及地震映像)地震方法对采空区进行联合探测,研究不同尺度地震方法对采空区的反映特征,以探明采空区的位置和结构特征。工程实例表明,地震纵波反射可快速探测采空区的宏观特征及埋深;地震横波反射可有针对性地探测采空区的细部结构及浅部地层特征;地震映像适用于超浅层探测。     

墨左线煤矿采空区工程地质勘察及其对工程影响的评价

受地形条件等因素控制,墨左铁路无法绕避煤矿采空区。在分析煤矿采掘资料及初测成果资料的基础上进行了勘察工作,用物探高密度地震成果对采空区边界进行详细划分,用钻探验证物探成果,用钻孔直接揭露采空空洞,判断其空间赋存状态及塌陷现状。最后,评价了采空区对铁路工程的影响。     

工业干扰条件下构造勘察综合物探技术研究

在铁路建设地质勘察中,构造勘察是一个重要的课题。在工业干扰情况下(高压线密集、工业厂房分布),由于工业游散电流影响,以感应电磁场为理论基础的电磁法效果很差。而直流电法、地震映像法基本不受其影响或者受影响较小可以有效开展工作。通过东乌线铁路断层破碎带的勘察,综合应用电阻率法、地震映像(高密度地震)法等物探技术,克服高压线、工厂等工业干扰,取得了理想的应用成果,查明了断层的位置、宽度及产状,为构造地质评价和铁路选线提供了有力的地质依据。     

多次覆盖地震反射波法在琼州海峡跨海工程中的应用

基于琼州海峡具有海水深、覆盖层厚、断层埋深大等特点,试验采取浅层地震反射波法、中深层地震反射波法相结合的方法,沿桥位(隧道)中线布置纵测线,对在纵测线存在物探异常的地段,适当加布一定数量的短纵测线和横测线,获取了0~1 600 m深度范围内的有效地震反射波,经数据处理推断出各地层反射界面及断层,为线路方案比选以及大桥和隧道的设计提供基础资料,两种方法优势互补、相互验证,达到了预期的勘察目的。     

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。     

某小煤窑采空区地球物理勘探技术应用

小煤窑采空区对跨越其上工程影响较大,应根据采空区的岩体和地球物理特征,选择最优的物探方法来确定它的位置及规模。归纳了几种常用物探方法的使用条件和优缺点,举例说明瞬变电磁法具有区别于其他物探方法的优点,是采空区勘察技术中的有效方法。     

有序波前重建法在铁路勘察中的应用研究

研究目的:采用常规手段勘察困难或效果不佳的、埋深较大(15~100 m)的各类采空区和岩层,构造组合复杂的不良地质的勘察问题。研究方法:结合铁路工程中的煤窑采空区、断层破碎带勘察和隧道围岩完整性评价等方面的工程勘察,采用有序波前重建法进行井中地震CT计算,分析评价有序波前重建法的使用效果。研究结果:应用取得了较好的勘察效果,煤窑采空区、断层和公路隧道等勘察目的体在CT图像上均有明显的反映。研究结论:采用有序波前重建法进行井中地震CT计算,可以解决采用常规手段勘察困难或效果不佳的、埋深较大(15~100 m)的各类采空区和岩层,构造组合复杂的不良地质的勘察问题。     

InSAR技术在采空区铁路选线中的应用

采空区沉降变形会直接影响铁路工程的建设及运营安全,需要对其变形进行勘察分析并评估影响.通过工程实例,应用InSAR(合成孔径雷达干涉测量)技术结合物探及钻探等手段,对某采空区影响进行综合评价.在收集既有地质资料及矿区资料的基础上,首先采用2007～2011年日本ALOS-PALSAR及2016～2018年欧空局Sent...     

榆树湾矿区大面积、深层采空区加固处理

榆树湾矿区大面积、深层采空区加固处理采用深层注浆、浅层加固,辅以地面变形观测和固定式横断面监测方法+监测中心计算机系统+通信传输平台的铁路预警系统的综合加固处理措施。深层注浆可防止采空顶板塌陷后,采空区上覆岩层形成跨落带、断裂带和弯曲带不会出现突然塌陷的可能;浅层加固则对采空区边界以外165～200m的变形区进行了加固处理,防止地表的横向水平变形和纵向水平变形对路基本体工程的影响;同时采用固定式横断面监测方法+监测中心计算机系统+通信传输平台的铁路预警系统观测网,对铁路后期运营提供了切实的保障。     

铁路通过小型采空区的综合勘察与线路优化

在地形地质条件复杂地段,地质选线对铁路工程具有重要的意义。以某铁路线路通过一小型采空区为例,在线路无法绕避的情况下,采用综合手段对采空区进行探查。先在现场地质测绘调查的基础上针对性布置物探测线探查,再根据探查结果合理安排钻探对探查结果进一步修正。通过对资料的综合分析,详细绘制采空区范围和规模,对线路方案进行优化调整。现场施工表明综合勘察手段对线路优化具有良好效果。     

阿尔金山北缘断裂的构造特征及铁路选线建议

以格库铁路勘察为项目依托,对阿尔金山北缘断裂的构造属性、成因和基本特征进行研究。采用AMT物探、测氡相结合的物探方法,结合详细的地质调查,查明该断裂带位于两大微地块的边界,阿尔金山北缘山脚下,为一区域性构造断裂带,主断层宽30~200 m,倾角40°~80°,倾向南,为一逆冲断层,影响带宽度为1 000~3 000 m,规模巨大,带内主要不良地质为泥石流和危岩落石。准确查明该断裂带的以上特征,为铁路工程选线提供重要参考,结合区段的工程地质特征,提出合理的工程措施建议。     

高烈度山区复杂场地环境地震响应研究

通过对艰险山区5类典型场地环境建立三维模型,采用ALGOR分析软件、Midas/FEA分析模块,对其进行地震作用下的时程分析,得到了山区5类典型场地环境地表位移、地震加速度以及频谱分布的地震响应。总结典型场地环境地震响应特点,提出如下有关设计建议:在选择桥位时尽量避开盆状沉积软弱土层和凹凸坡面场地环境;在峡谷上进行大跨度桥梁设计时,应提高大跨度桥梁的抗震设防水平,同时控制桥梁的基本频率,消除与坡面地震共振现象;重视倾斜岩面上覆土层、山前孤突山包、凹凸坡面场地环境中不同位置的地震加速度响应的差异。     

高速铁路采空区桥基沉降变形数值模拟分析

通过对采空区桥梁群桩基础沉降进行数值模拟,分析采空区桩基在荷载作用下变形过程及特点,揭示不同工况下的基础变形规律。研究结果表明,基础沉降满足规范要求,沉降主要集中在浅层土地层中;桩间土与桩顶沉降均匀;采空巷道顶板的沉降与地基其他部位沉降基本一致,桩基能够有效限制采空巷道顶板的变形。     

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,...