大地电磁约束反演在隧道勘探中的研究

研究目的:首先在OCCAM反演方法基本原理研究基础上,对OCCAM的目标函数进行修改,加入约束反演项,提出电性参数约束反演的概念,并进行电性参数约束反演模块的开发,最终提高大地电磁方法在长大隧道勘探中的分辨能力。研究结论:对比模型的常规反演和电性参数约束结果发现,利用先验信息的约束反演成像效果明显优于常规反演方法;将此方法应用到实际资料处理中,对比渝利线方斗山隧道电性参数约束反演前后结果,约束反演结果对褶皱、断层、岩溶等地质构造的反映更符合实际。     

大地电磁二维正则化反演研究

研究目的:在大地电磁反演方法的研究中,模型与观测数据一般是非线性关系,观测数据的有限性及含噪声使得反演结果具有非唯一性,地球物理建模理论的近似和先验信息的不足使得各反演方法难以兼顾解决全局收敛和高效收敛问题。通过在目标函数中采用正则化方法,可以使得不适定反演问题具有稳定的反演结果,改善解的稳定性和非唯一性问题。因此,寻求一种合适的二维正则化反演方法显得尤为重要。研究结论:(1)求解适定的大规模反演线性方程组时,为了改善高斯-牛顿法的局部收敛,可以采用阻尼高斯-牛顿迭代算法,通过对理论模型的试验,基于阻尼高斯-牛顿算法的大地电磁二维正则化反演计算结果真实地反映了模型的地电参数,准确地把握住异常体的深度及大小,说明该反演算法是有效的;(2)将模型反演计算的预测数据与实际的观测数据进行对比分析,无论是预测视电阻率数据,还是阻抗相位数据,都与其实际观测数据基本吻合,说明了反演算法的准确性,适用于大地电磁的二维资料解释;(3)利用GCV法可以有效地确定出较优的正则化参数,将不适定问题转化为适定问题进行求解,保持数据目标函数和模型约束目标函数之间的平衡关系,进而使模型方差和分辨率之间达到最佳折衷;(4)该反演方法适于近似水平地形条件下进行大地电磁二维正演模拟,可用于铁路、公路等勘察领域二维大地电磁数据资料解释中。     

Matlab工具箱在大地电磁测深二维正演中的应用

介绍了MATLAB软件中的PDE工具箱，并将其用于大地电磁测深二维正演问题中视电阻率和阻抗相位计算。有限元求解的精度主要受网格剖分，特别是三角形尺寸的影响，过密的网格剖分使得计算机求解需要过长的时间及较大的内存。MATALB有限元工具箱中采用自适应网格剖分，能克服其缺点。理论模型求解结果表明，MATLAB是进行有限元计算的有效工具。     

大地电磁技术在太行山隧道勘察中的应用

全长27．87km的太行山隧道，最大埋深为450m，为国内目前最长的铁路山岭隧道。隧道区内存在大量特殊地质问题。介绍了可控源音频大地电磁（CSAMT）、高频大地电磁（HMT）技术方法的原理，以及在解决太行山隧道洞身附近的地层、地下水、构造及岩溶发育等地质问题方面的应用。通过深孔钻探，对发现的构造、地下水等异常进行了验证。总结出了各种不同地质问题所反映的大地电磁异常特征，为长大深埋隧道的勘察提供了一种有效的勘察手段。     

音频大地电磁法在宜万铁路隧道勘察中的应用效果

以云雾山隧道为例 ,重点介绍了音频大地电磁方法数据采集、数据处理和复杂地形条件下对地层、构造、岩溶的探测效果。     

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。     

高频大地电磁法在云雾山隧道勘察中的应用

云雾山隧道是成渝高速公路复线的关键节段工程,按设计属于特长深埋双洞隧道。隧址区工程、水文地质条件复杂,岩溶、断层较为发育。高频大地电磁测深具有不受高阻屏蔽、探测深度较大、受地形影响较小、分辨率较高、操作较为便捷等优点。介绍以EH-4电导率成像系统为代表的高频大地电磁法在云雾山隧道勘察中的应用情况,其结果表明:高频大地电磁法(EH-4)在特长深埋隧道勘察中能够有效用于识别并圈定数百米范围内的不良地质体,从而为隧道的设计、施工提供地球物理依据。     

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。     

大地电磁法与地质钻孔法在铁路隧道勘察中的对比分析

大地电磁成果能够对岩体的完整性情况、富水情况进行宏观描述,指导钻探。大地电磁成果会受到静态效应的影响,静态效应有时可高达两个数量级,近似于电场正常场与异常场的比值平方,严重影响CSAMT方法的定性解释结果,出现虚假的陡立深大断裂或垂向大延伸的异常体。因此,大地电磁成果资料存在如上异常体时,应细致分析,避免与异常混淆。     

大地四边形在隧道洞口投点控制测量中的应用

研究目的：施工测量是隧道施工中的基础工作，在隧道施工中如何做好控制测量是一个必须重视的问题，包括现场布设控制点位、外业测量、内业整理等工作都需要根据工程实际情况选择正确、合适的方法。 研究方法：本文从洞口的投点布设要求、大地四边形的特点及适用性、大地四边形的内业计算方法、工程实例等几方面进行介绍，通过比较、分析，阐述了大地四边形在隧道控制测量中应用的理论和方法。 研究结果：提出大地四边形控制网是用于洞口控制测量的一种比较方便、精确度高的方法。本文中的计算方法和实例运用对类似隧道施工中的投点位置选择、洞口控制网布设、内业数据处理等工作有一定的参考作用。 研究结论：施工控制网的布设有很多种形式。具体采用何种形式应根据控制测量的要求，并结合工程的特点进行选择，既要保证控制测量的精度，又要方便施工。     

东秦岭特长隧道阶段性施工通风方案的研究与实施

结合东秦岭隧道通风实践 ,详细介绍长大双线隧道带平行导坑施工阶段性通风设计与实施方案     

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...     

客运专线铁路隧道行车的舒适性、安全性及其工程措施探讨

研究目的:根据《中长期铁路网规划》,我国规划修建的客运专线铁路隧道将超过1 000 km,本文以“安全、优质、高效”地建设好客运专线铁路隧道为目标,着重研究、探讨了客运专线铁路隧道工程建设的有关技术措施。研究方法:以满足客运专线高速行车的舒适性和安全性为切入点,分析了客运专线铁路隧道的工程和结构特点,从缓解空气动力学效应,确保隧道结构的耐久性和大断面隧道施工安全等方面,阐述了客运专线铁路隧道具体的工程建设措施。研究结果:与常速铁路隧道相比,客运专线铁路隧道具有其显著的工程和结构特点,建设过程中,必需在借鉴以往工程经验的基础上,不断总结、完善,形成具有其技术特色的措施。研究结论:合理设置隧道断面和结构形式,加强隧道底部仰拱和填充混凝土结构,确保复合式衬砌隧道结构的耐久性和适应超大断面隧道的工程特点,坚持信息化施工原则等,是做好客运专线铁路隧道建设的技术关键。     

收敛约束原理在隧道位移稳定性判据中的应用

收敛约束原理是解释围岩和支护相互动态作用过程的一种理论和方法。根据施工监测的位移数据 ,应用该原理判别隧道稳定性 ,其关键在于稳定性判据即极限位移值的确定。得出的极限位移计算结果已被铁路隧道相关规范采纳。     

京张高铁清华园隧道建造关键技术创新与应用

京张高铁清华园隧道位于北京城市核心区,频繁穿越地铁、城市主干道和重要市政管线,周边建(构)筑物密集。存在周边环境复杂、环保要求严格、盾构始发接收难度大、安全风险高、工期紧张、防灾救援难度大等工程难题,设计及施工采用大直径盾构隧道、机械化全预制拼装、泥浆高效环保处理、大直径盾构变形控制及安全保障等技术,实现了盾构隧道施工可视化动态预测、动态监控与动态管理、盾构隧道结构机械化预制拼装,泥浆处理采用绿色快速絮凝压滤,形成了一套盾构隧道智能建造技术体系。     

新九燕山隧道主洞与辅助坑道交叉口施工技术

根据包西铁路大断面红黏土隧道新九燕山隧道施工实例,就斜井和大跨度红黏土隧道交叉口施工方案进行选择,并对斜井向正洞施工方法的转化、施工技术措施等进行阐述。     

非爆破方法在新紫阳隧道施工中的应用

结合非爆破方法在新紫阳隧道的应用实例,详细介绍了液压锤、达尔达和静态破碎剂三种非爆破方法技术参数的选取,以及隧道施工过程中具体的开挖方案。     

水平后退式注浆技术在高速铁路隧道穿越富水砂砾地层中的应用

为解决宝兰客专石鼓山隧道DK639+612.9处突水、涌水、涌砂、塌方等危害,在富水饱和砂砾地层施工中采用水平深孔后退式二重管注浆工艺,隧道开挖轮廓线外3 m范围内局部布孔注浆,封堵地下水和加固围岩,从注浆后检查孔检查及开挖过程中揭示情况,深孔后退式二重管注浆超前止水及加固围岩效果良好,能确保顺利、安全穿越富水饱和砂砾地层。在确保施工安全和质量的前提下,施工中创造了Ⅵ级围岩地段单月开挖支护40 m的进度指标,为富水饱和含砂砾层地段及类似地段高风险隧道的施工建设积累了重要经验。     

时速120km及以下满足大机养护作业要求的铁路单线隧道内轮廓探讨

目前设计要求新建时速120 km及以下铁路隧道采用有砟轨道时,隧道内轮廓设计应满足大型养路机械作业要求,根据铁路设计相关要求进行满足大机养护作业要求的铁路单线隧道内轮廓的拟定,对3个比选方案进行结构受力、工程量的比较后提出推荐建议。