瞬变电磁法对隧道含水不良地质体的探测规律

瞬变电磁法是一种对水体较为敏感的预报方法,为探索瞬变电磁法对探测隧道含水不良地质体的探测规律,通过现场大量瞬变电磁法探测实例,总结其对涌水通道、含水溶洞、含水裂隙的反应规律,以及后方低阻体对探测的干扰影响.结果表明,当探测前方存在含水通道时,视电阻率等值线会在其含水通道所在区域明显降低,且呈条带状分布,条带宽度与管道分...     

基于ANSYS的瞬变电磁法数值模拟

在隧道中进行瞬变电磁法探测时,二次感应场还受到掌子面后方围岩的影响,使得隧道全空间瞬变电磁场正、反演比大地半空间更困难。论文利用有限元分析软件ANSYS对在隧道中进行瞬变电磁超前地质预报时瞬变电磁场进行了数值模拟计算,并将计算结果与物理模拟结果进行比较,表明了利用该法在隧道中进行瞬变电磁超前地质预报正演计算的可行性。     

TST超前地质预报技术在贵州岩溶地区的应用

为探索岩溶地区有效的超前预报技术方案,结合岩溶区的地震波场特征,尝试使用基于散射和反射混合模型的TST隧道超前预报技术进行地质超前预报。主要研究成果如下:1)基本查明斗磨隧道进口平导和大独山隧道1#横洞掌子面前方150m预报范围内的地质情况;2)探明隧道掌子面前方岩溶裂隙、溶洞的分布范围、规模以及发育情况;3)预报的结果与实际情况基本一致,为提前采取支护措施提供准确的地质依据。     

基于瞬变电磁仪的公路隧道施工超前地质预报

本文应用瞬变电磁仪对贵州省水盘高速大营脚隧道进行超前地质探测,准确预报其岩溶、富水地质段,并结合隧道内掌子面地质观察,对隧道初期支护参数提出修正建议,确保了隧道的安全施工。     

瞬变电磁法在隧道裂隙水超前探测中的应用研究

在高地应力富水隧道开挖时，面临高压裂隙水突出的风险，对安全施工威胁很大。通过模拟掌子面前方裂隙水构造，使用多匝小线圈瞬变电磁法探测，能够较准确地探测出不同距离上的异常体位置。在实际应用中，采用多方向和多角度的三维数据采集技术，通过三维成果的立体显示对异常的分布能全面掌握，克服了传统瞬变电磁探测成果缺乏空间展布的弊端，解释成果有效、直观。     

齐岳山隧道岩溶发育特征与溶洞处治技术研究

为解决复杂岩溶隧道溶洞处治难题,以利万高速公路谋道连接线工程齐岳山隧道为依托,调研隧道施工过程中揭露的26处溶洞,分析溶洞的发育规模、充填特性、含水特性、发育位置与地质成因,采用数值模拟的方法研究特大型溶洞对隧道围岩变形的影响规律,通过案例分析探讨隧道不同位置溶洞处治技术。结果表明： 1）隧道揭露中型溶洞最多,大型溶洞次之,小型和特大型溶洞最少,揭露溶洞多为无充填或部分充填的干溶洞,发育位置主要集中于掌子面; 2）隧址区气候和水文地质条件利于岩溶发育,但由于隧道高程较高,地下水位接近或低于隧道设计标高,未揭露含水溶洞; 3）溶洞与隧道交接部位隧道围岩位移量最大,需加强支护; 4）形成隧道不同位置、不同规模溶洞的处治技术与原则并应用到工程实际中,后期运营结果证明溶洞处治效果良好。 溶洞处治应建立规范化超前探测、标准化处治流程、模块化处治技术及针对性处治方案。     

岩溶隧道超前地质预报几种主要物探方法的选择与实践

超前地质预报的物探方法有多种，由于岩溶发育空间分布的复杂性和岩溶含水介质充填物的多样性，单一的超前地质预报方法都具有局限性，如何针对岩溶的地球物理特征，选择适用的地质预报物探方法，以提高预报成果的准确度非常必要。通过对TSP法、地质雷达法、瞬变电磁法等超前地质预报主要物探方法工作原理、有效探测距离和地球物理特征等进行分析，论述岩溶隧道超前地质预报方法的理论依据和方法选择。以九景衢铁路何家隧道为例，详细论述施工过程中采用的几种主要超前地质预报方法以及组合方法，通过对比分析，验证和总结几种主要物探方法预报成果的适用性和准确度。实践成果表明： 1）单一的超前地质预报方法都具有局限性，难以应对岩溶隧道的复杂地质条件和施工高风险，需采取“三结合”措施，选取不同的超前预报方法作为组合方法，相互验证。2）TSP法未能对是岩溶还是断层破碎带进行区分，必须结合其他方法，进行对比验证才能区分； TSP法+地质雷达法长短结合探测方法，是一般简单岩溶隧道通用的组合。3）瞬变电磁法在岩溶隧道探测中效果明显，判译解释准确度高，适合大型岩溶强发育地段； 超前水平钻+瞬变电磁法+地质雷达法+水文监测地质预报组合，是复杂岩溶隧道超前地质预报可采用的有效组合。叠加超前水平钻与瞬变电磁剖面图进行分析，能详细分析出岩溶的空间分布和形态特征。     

掌子面前方边墙溶洞的地质雷达探测方法研究

由于电磁衰减和足印的限制,导致掌子面前方5 m范围内的边墙溶洞往往难以被地质雷达所识别,从而影响地质预报的精度和施工安全.针对目前对其探测方法的研究较为少见的特点,为了能实现有效地对其进行探测,以广西六寨至宜州高速公路40座公路隧道为依托,进行了大量的现场探测,总结出探测该范围内边墙溶洞的方法,现场开挖验证表明:该方法能较为准确地探测出边墙溶洞,从而降低施工中的风险.研究成果为提高超前地质预报的探测精度提供了新的方法,对地质雷达现场探测具有一定的参考意义.     

复杂地质隧道施工的沉降变形分析

针对黄土隧道围岩强度低、自承载力弱、开挖变形大的问题,基于数值模拟法对黄土隧道施工过程模拟仿真,得到隧道围岩开挖溶洞的位移变形特征和应力变化,并给出相应的隧道变形沉降控制措施。研究结果表明:隧道开挖过程中,掌子面上部围岩形成一个U形的整体沉降区,由隧道表面延伸到拱脚处,边界接近垂直。隧道开挖对围岩影响集中在隧道中线35 m范围,掌子面前方20 m内,其中在隧道中线20 m,掌子面前方6 m沉降值达到总沉降的24%~45%,沉降集中在掌子面至初支护封闭阶段。实际工程中,可通过加强拱脚强度、提高初期支护和超前支护、减少封闭距离来有效控制围岩沉降变形。     

隧道填充性岩溶地质超前预报技术

为客观有效地预报前方不良地质情况,准确地指导隧道施工,介绍了用于隧道开挖工作面前方不良地质预报的岩溶洞穴HSP探测技术,并以渝怀铁路甘溪沟隧道DK278+658溶洞为例进行的探测与分析,说明其技术的先进性和实用性,这一技术的应用对隧道施工方案和施工措施的选择,确保隧道的安全、快速施工有十分重要的意义。     

TGP206在下穿水库段隧道地质超前预报中的应用

为了研究隧道开挖施工在穿越水库下方时的稳定性问题,分析在特殊地质条件下隧道超前地质预报采集的结果。以新建商合杭高速铁路某隧道的DK450+150～DK450+000地段为工程实例,采用TGP206隧道地质超前预报系统对隧道掌子面前方150 m的位于水库下方的岩体性质进行了探测,并对预报的结果进行了分析研究。预报结果表明:通过超前地质预报分析预测得到的掌子面前方地质情况与隧道实际开挖时现场观察得到的地质情况基本相吻合;岩溶溶洞及隧道在开挖过程中的各种水害情况的预测也基本与实际情况一致,该隧道上部的水库对该隧道的施工安全影响不大。     

专家系统在瞬变电磁反演中的应用

通过教．值模拟计算得到隧道前方富水溶洞和含水断层的瞬变电磁响应,以正演计算模型参数及响应为专家样本,以VB为开发工具,开发出数据库反演专家系统。以Matlab为开发平台,编程建立了神经网络专家系统。将LSSVM函数加载到Matlab中,编程实现了LSSVM专家系统。3种专家系统在实际工程中的应用表明：瞬变电磁法探测隧道前方含水异常体地电结构时,采用专家系统进行反演,反演精度是能够满足工程需要的。     

瞬变电磁法在公路隧道地下水预报中的应用

针对某高速公路隧道掌子面临近富水断层F4-3的地质背景，为探明掌子面前方地下水发育情况，利用瞬变电磁法开展超前地质预报工作。通过多测线、多方位的探测方式，综合分析各方位测线的探测结果，预报掌子面前方地下水的发育段落及空间分布情况。预报结果表明： 1）YK90+755~ +811段地下水发育； 2）YK90+755~+811段富水部位主要位于开挖方向的左右两侧。最后通过超前钻孔验证，瞬变电磁探测富水区域和超前水平钻孔探测出水位置基本一致，较准确地预测了地下水的发育段落。实际开挖后富水情况与瞬变电磁预报富水段落及地下水空间分布基本吻合，取得了较好的预报效果。     

复杂环境大断面隧道施工超前地质预报技术与工程应用

针对复杂环境和大断面山岭隧道施工,提出采用地震散射波场和瞬变电磁波场进行超前地质综合探测的技术关键点和现场工作流程,在利用正演数值模拟验证相关解译技术的基础上,通过多源信息融合技术获取超前预报成果,从而为复杂环境的大断面山岭隧道施工安全提供科学依据和可靠保证。     

顶部充水溶洞隧道施工围岩位移特征分析

选取忠垫高速公路某岩溶隧道为研究对象,建立岩溶隧道三维实体模型,利用软件FLAC3D对拱顶部存在充水溶洞的隧道施工过程中的围岩位移特征进行数值模拟研究,并将数值计算结果与现场监测结果进行了比较分析。研究结果表明:隧道拱顶处围岩竖向位移最大、拱肩处次之;水平位移以边墙部为最大,拱肩处水平位移先向隧道内变形,后向隧道外变形。     

隧道超前预报GPR正演模拟与应用研究

穿越长距离、大埋深、地质条件复杂的隧道工程在开挖过程中易发生涌水、突泥和塌方等地质灾害问题，为确保隧道施工安全有序进行，采用一种分辨率高、抗干扰能力强、高效直观的探地雷达GPR及其正演模拟技术对掌子面前方不良地质体进行超前预报。为提高对探地雷达探测不良地质体图像特征的解译，采用时域有限差分法FDTD模拟充水、充泥和充气溶洞模型，充水和充泥的软弱夹层模型，裂隙破碎带及断层模型下的GPR电磁波响应特征，并建立超前地质预报GPR正演模拟特征图库，为实际雷达探测图像解译提供理论基础。以常德市炉慈高速公路维新镇2号隧道和郴州市良回镇花岭公路隧道探测为例，结合后期开挖结果，验证了该技术可准确预测掌子面前方溶洞、富水、软弱夹层发育、裂隙和断层等不良地质体。     

TST超前地质预报技术在巨城隧道工程中的应用

在隧道施工中,为掌握掌子面前方地质情况,保证施工安全,通常采用地质超前预报手段对前方围岩、地下水等情况进行探测。结合某公路隧道工程实例详细地阐述了TST超前地质预报的原理及实际应用情况。通过TST预报技术,该隧道成功地预报了一处大型溶洞,确保了施工安全。     

遵毕高速尖山岩溶隧道坍塌数值模拟与施工控制

以遵义至毕节高速公路段尖山Ⅰ号隧道Zk1745＋061岩溶坍塌为工程实例开展了深入的研究;通过超前地质预报、超前水平钻孔、地质测绘手段,首先查明溶洞发育规模及空间形态分布;数值模拟了岩溶隧道坍塌的机理,认识了隧道顶板溶洞块、碎石土的塌陷破坏,以及引起地面出现塌坑的过程;为确保隧道施工及运营安全,采用大管棚辅以小导管超前支护、洞内加强支护结构、三台阶七部法施工措施;隧道强支护处治措施后,隧道安全、顺利地穿越了岩溶发育区段,处治过程中未出现二次坍塌等事故。成功处理了该岩溶坍塌问题,为类似隧道溶洞块石土填充坍塌的处治提供了借鉴。     

渝广高速清平隧道进口地质问题超前预报研究

为了保证清平隧道进口的施工安全和进度,应用TSP超前预报仪对清平隧道左右两洞前方110m范围内地质条件及异常进行了预测,再根据地质探测探测数据图像,进一步结合地勘资料及掌子面围岩地质揭示情况进行解译,研究结果表明,渝广高速公路清平隧道进口处岩体质量较差,存在多处节理构造带,带内含地下水,施工中存在涌水、掉块和塌方等安全隐患,施工中应及时采取相应的对策。     

摩天岭隧道大断面大倾角斜井溶洞施工技术

随着特长隧道的不断增多,为了解决通风问题,一般采用斜井进行通风。摩天岭隧道全长7353m,为西南第二长高速公路隧道。隧道右线设通风斜井1座,斜井长817.673m,倾角25°,开挖过程中遇大型溶洞2处,一处斜井正穿溶洞,溶腔断面大;一处为泥质充填,厚度无法探测。本文就此2个斜井溶洞的处理,提出可行的施工方法,并总结了成功的经验和体会,以供同类工程施工借鉴。