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。     

可控源音频大地电磁在铁路工程勘察中的应用

通过可控源音频大地电磁测深法在太中、石郑、京沪等线的应用实例,说明该方法在铁路工程勘察中是一种经济高效的勘探技术。     

地震映像剖面数值模拟研究

研究目的:在铁路勘探过程中,经常遇到采空区、软弱层等不良地质因素。对上述不良地质现象,地震映像法是一种有效的勘探方法。地下介质的复杂性决定了野外地震映像法采集波场资料的复杂性,资料解释和异常判别困难,有时甚至使方法失效。识别有效信号和干扰信号,可以提高资料的解释精度。研究结论:通过对实际模型的试算,有效地模拟了地震映像剖面。模拟剖面可以看到显著的物探异常,有效地反映了复杂结构中的波场形态和特征。研究表明,有限差分数值模拟不仅允许速度纵向变化,而且允许速度横向变化,更适用于实际模型,是一种行之有效的共偏移距剖面数值模拟方法。通过研究,可以更加准确地判定异常的空间位置和形态,提高探测精度,对实际的解释工作具有一定的指导意义。     

天然源大地电磁法在构造勘察中的应用研究

研究目的:近年来,随着铁路的建设,铁路线位深入到丘陵山区的情况越来越多,在铁路断层构造勘察中,传统物探方法的局限性越来越明显.针对断层构造勘察,对天然源(音频)大地电磁法(AMT)的处理和解释等方面进行深入的研究,目的是提高物探对断层构造勘察的精度及使断层构造勘察基本不受限制.研究结论:(1)在铁路断层构造勘查中,天然源(音频)大地电磁法(AMT)与传统物探方法相比,具有受地形影响小,快捷,勘探深度大,成本低等优势;(2)自主研发的数据处理方法,将天然源(音频)大地电磁法(AMT)与人工源(可控源音频)大地电磁法(CSAMT)使用同一平台进行数据处理,解决了以往存在反演过于平滑,异常均一化的缺陷,断层构造勘察效果更加明显,查明了断层构造分布格局;(3)为对铁路选线提供了有力的依据,对类似情况的铁路断层构造勘察具有很强的指导意义.     

高寒区铁路工程物探作业的研究与实践

研究目的:高寒区物探作业是摆在铁路物探工作者面前的一道难题,环境温度低于或临界于物探仪器设备工作温度时,仪器设备往往不能处于正常工作状态;地表冻层的高阻、高速屏蔽作用常常干扰着物探野外数据采集与分析解释,在牡绥线和集通线物探冬季作业中,通过方法选择、仪器性能研究及试验,解决了铁路工程物探高寒季节施工的问题,利用综合物探的手段解决了隧道及桥址的工程地质问题,减少了昂贵的深孔钻探费用,为铁路控制性工程勘察抢出了宝贵的工期。研究结论:(1)地表冻层产生的高速屏蔽,通过检波器的埋设和高频滤波可消除干扰。(2)直流电法勘探只有将电极打透冻层才能克服地表高阻屏蔽作用。(3)人工源大地电磁是深埋长大隧道勘探的首选物探方法,但是,其发射系统及接收装置的电子元件和自供电电池复杂,抗寒能力次于天然源大地电磁。(4)天然源大地电磁(MTU-5A)外设简单,电极、磁探头与主机直接相连,减少系统干扰和繁杂线路出现问题的几率,抗寒能力强,在干扰小的情况下,也可达到高精度圈定目标的目的。     

大地电磁测深进行隧道围岩分级的可行性研究

研究目的:以往工作中,物探专业通过开展浅层地震折射法取得岩体纵波速度,但浅层地震折射法受理论以及震源能量限制无法取得深埋隧道洞身附近的岩体速度,使得围岩等级的划分缺少依据。寻求利用电性差异即应用大地电磁测深技术进行隧道围岩分级的研究是十分必要和迫切的。研究结论:浅层地震折射法在取得深埋隧道围岩的纵波速度方面存在很大限制;大地电磁测深法在铁路地质勘察中已成为主要方法,在电阻率区分上是有效的,其成果可以成为判断岩石完整性的依据,应用大地电磁测深技术进行隧道围岩分级是可行的。     

物探技术在隧底岩溶勘察中的应用研究

利用探地雷达和高密度地震映像综合勘察方法进行隧底岩溶探测,圈定隧底10 m范围内岩溶发育段落,保障铁路运营安全。结合不同地层的岩溶发育规律,与地下水的相互作用影响以及地震波、电磁波在岩溶发育区传播过程中,形成反射、绕射、散射等规律,采用综合物探技术探测。在地震映像探测中,采用落锤震源激发,组合检波器接收。结合工程实例,证明综合物探技术探测隧底岩溶的有效性,指出异常深度的确定方法以及物探成果图上仅存单一异常情况的处理分析。