不同埋深铁路路基隐伏岩溶病害的地质雷达检测方法

针对铁路路基存在的隐伏岩溶病害问题,采用车载地质雷达检测技术进行模拟试验研究。论述和分析地质雷达工作原理,通过选择不同频率天线,对不同埋深隐伏岩溶典型病害的雷达图像进行数值模拟,对比分析不同频率天线对不同深度隐伏岩溶病害的探测效果,提出不同埋深病害的最佳检测方法。经现场试验验证,采用车载地质雷达检测系统配置方案可取得良好检测效果。     

岩溶隧道地质雷达超前预报及典型图像分析

地质雷达因其探测快速等优点,在隧道超前地质预报中得到广泛应用。地质雷达能够对岩溶隧道施工过程中常见的溶蚀裂隙带、溶洞和富水岩溶管道等进行有效预报。本文简要阐述了地质雷达在超前地质预报过程中的注意事项,并结合几个典型实例,分析地质雷达图像中波形、振幅和频率等特征,探索了雷达图像与隧道岩溶地质现象的相关关系。研究结果表明,溶蚀裂隙带、溶洞和富水岩溶管道的雷达图像,在波形均一性、振幅和频率变化及信号能量衰减等方面表现出不同的特征,这为进一步地质解释提供了较可靠的参考依据。     

华蓥山隧道东口岩溶分析及溶洞处理

研究目的：通过对华蓥山隧道东口岩溶发育地质条件的分析及掘进段1000余m所遇3处溶洞的情况及处理措施，对在岩溶发育地段如何提早预防以减小损失提出建议。 研究方法：针对华蓥山隧道东口的地形地质情况，分析在东口段可能出现岩溶的地层，并结合施工实际中遇到溶洞的处理分析，得出岩溶隧道施工防止灾害性事故发生的处理办法。 研究结论：对岩溶隧道采取的超前地质预报工序为：远距离探测——中距离探测——近距离探测。采用地质雷达或其它物探手段对岩溶发育段落掌子面前方50m范围的岩溶情况进行探测并定位；根据远距离探测的结果对掌子面前方25m范围内的可疑点超前探孔进行精确定位，及早探明掌子面前方岩溶的富水存泥情况；根据炮眼钻孔及掌子面地质素描，判断掌子面前方的岩溶情况；根据超前探明的岩溶情况提前采取排或堵的预防性措施。     

综合物探技术在石膏岩岩溶路基探测中的应用

岩溶易引起路基坍塌和下沉,是严重危害铁路运输安全的路基病害。本文采用探地雷达和多道瞬态面波相结合的综合地球物理探测方法,对青藏铁路K1333+000—K1333+660段石膏岩路基进行探测。结果表明,该段路基存在多处岩溶病害及岩溶引起的次级病害。后期的钻孔结果验证了本次测试的准确性。采用探地雷达和多道瞬态面波综合物探技术,能够较为全面、高效地检测路基中可能存在的隐患,可为及时采取加固处理措施提供依据。     

超前地质预报在棋盘石岩溶隧道中的应用

研究目的:岩溶隧道因其复杂性、多变性和不确定性成为隧道施工中最容易发生突水、突泥等地质灾害的地方.目前难以准确预报出隧道前方不良地质体的具体类型、位置、规模,为了最大程度地减少岩溶隧道施工中造成的工程投入和人员伤亡,迫切需要提高超前地质预报在岩溶隧道预报中的精度.研究结论:应用地质知识分析了棋盘石隧道出水溶洞的特点、力学性质,推测得知左侧壁存在溶洞的位置及规模;应用地质雷达对左侧壁及隧底进行了探测,探测结果显示左侧壁确实存在一个规模较大的溶洞,与地质知识推断结果大致相符,只是位置上有一些偏差,分析了产生偏差的原因;扎实的地质知识和必要的物探设备是做好超前地质预报工作必须具备的两个条件.     

地质雷达在路基岩溶检测中的应用

公路路基下岩溶发育诱发的地质灾害对于公路工程的安全运行是重大灾害之一。首先介绍地质雷达检测原理,然后结合高速公路项目典型工程实例,再介绍地层岩性、雷达检测程序和方法等,利用地质雷达开展公路路基岩溶开挖回填和钻孔注浆后充填效果的检测研究,对所测地质雷达图像进行分析解释,从而为溶洞处治效果检测提供了重要的参考依据。     

宜万线路基岩溶地质雷达快速探测试验与应用

岩溶引起的路基塌陷已成为威胁我国岩溶地区铁路安全运营的地质灾害之一。本文首先介绍了地质雷达法的探测原理,然后对3种雷达测试方案的现场测试效果进行了分析。结果表明:天线横置于轨道中心及轨道外侧时可以有效减弱铁路沿线高压接触网的电磁干扰,滑动高通水平滤波对轨枕干扰信号和水平震荡信号的抑制效果最佳,能够明显改善数据的信噪比。根据试验确定的最优天线悬挂方案,对宜万线上行线K1330+000—K1332+000段的路基岩溶进行了探测,效果良好。     

五龙山隧道施工岩溶地质预报综合技术

采用HSP声波反射法、TSP-203地质预报系统和地质雷达对五龙山隧道岩溶地质进行测试分析,实践证明该综合预报技术的实施是成功的,在预报过程中应始终坚持"地质法基础",以HSP声波反射法作为常规预报手段,灵活应用TSP进行长距离探测,采用地质雷达对已开挖揭露溶洞周边进行精细探测。     

提高探地雷达超前地质预报精度的方法研究

研究目的：在对复杂多变地质条件下的地下隧洞进行施工时，进一步提高喀斯特岩溶多变地质中地质超前预报的精度，使施工顺利开展。 研究方法：通过对黔桂铁路扩能改造工程隧道群施工中应用探地雷达技术对掌子面前方不良地质体的预测预报实践探索，围绕关键技术问题展开研究。 研究结果：结合现场实际提出了改良优化检测方法与工艺、建立预报及预警体系、多种预测分析相互核检滤差、引入数码影像三维预测等综合预报方法的见解并通过实践检验。 研究结论：该方法有效提高了探地雷达在喀斯特岩溶地质中对不良地质体探测预报的精确度和分析描述的准确性。     

地质雷达结合地质钻探法在某隧道隐伏岩溶探测中的应用

地质雷达探测法利用高频电磁脉冲波探测介质的物性差异,能够快速准确地探明隐伏岩溶发育的规模、大小以及深度。本文简要介绍地质雷达探测法的基本原理及方法,某隧道在施工期间揭示大型岩溶,使用这一物探技术探测岩溶发育情况,并结合地质钻探法进行补充勘查,为该隧道的岩溶治理提供科学客观的依据。     

高速铁路路基工程岩溶注浆效果无损检测评估方法研究

以京沪高速铁路山东段岩溶区路基处理为依托,研究探地雷达无损检测技术应用和判识指标特征。通过理论分析和测试,研究确定试验段岩溶化岩体和覆盖土层探地雷达测试需求参数;确定针对具体试验点雷达频率选取。应用有限元数值分析方法,研究典型溶洞和地层特征。选择典型岩溶进行现场模拟注浆试验,研究注浆前后典型岩溶雷达图像特征。在高速铁路注浆施工现场选择典型地段,结合钻孔勘查,分别应用不同频率雷达,以测线和测网方式,进行岩溶注浆效果雷达图像判识试验。综合试验和分析结果,给出岩溶注浆效果探地雷达无损检测判识特征指标表。     

探地雷达技术在岩溶地质勘探中的应用

以新建田德线初勘探地雷达实测结果为依据,分别从探测原理、技术方法、成果分析这几个方面,探讨了在岩溶异常发育地区,如何发挥探地雷达的工程物探技术的作用。运用探地雷达技术,探查并圈定了溶蚀破碎、溶洞、溶沟、溶槽等岩溶地质异常范围。     

探地雷达数值模拟及其在隧道检测中的应用

利用时域有限差分(FDTD)方法,对隧道工程检测中常见检测目标进行数值模拟,分析脱空、单层钢筋、双层钢筋等目标体的探地雷达反射信号图像特征,并对隧道检测中的雷达信号图像采用遗传算法进行反演,引入目标相关系数用于反演结果全局寻优,实现对多次反射的压制,降低浅部钢筋反射信号对识别深部目标体的影响。通过对数值模拟结果进行反演,证明该方法理论上的有效性,并结合工程实践中的应用效果,说明该方法的优点与局限性。     

探地雷达在隧道衬砌空洞检测的正演模拟应用研究

按照时域有限差分解麦克斯韦偏微分方程的思路,通过基于时域有限差分的数值模拟方法,利用Matlab语言,编制了隧道衬砌空洞的二维正演程序,正演探地雷达波形在隧道衬砌空洞中的传播规律,分析了探地雷达在探测隧道衬砌空洞的有效性以及衬砌空洞的雷达波反射特征。正演模拟结果表明:衬砌空洞雷达反射信号强,且呈现多次反射特征,通常呈现双曲线特征,振幅强,频率低,在空洞下部仍有强反射界面信号,上下界面两组信号时程差较大。借助于实例,将模拟结果与实际检测结果进行了对比分析,取得了良好的效果,说明数值模拟是探地雷达波形识别的一种有效手段,因而,可以采用该方法对隧道结构衬砌背后的空洞病害进行有效检测,以指导隧道的安全评估。     

干溪沟隧道岩溶整治分析

研究目的:灰岩地段岩溶发育复杂多变,对隧道施工和结构影响较大,结合对渝怀线干溪沟隧道施工中多处溶洞的处理,对岩溶处理进行总结、反思。研究方法:在详细查明溶洞发育规模、范围及溶洞充填物岩性组合特征后,对基础处理方案进行比选。研究结果:对干溪沟隧道揭示的各个岩溶溶洞采取有效的处理措施进行治理,并取得良好的效果。研究结论:岩溶发育复杂多变,整治时需因地制宜,对症下药;施工中遇到充填溶洞时,在未探明基础充填深度的情况下,应适当扩大开挖净空,为探测、结构处理提供空间及自由度预留条件;地下工程穿越地下水水平循环带且其排泄基准面下切较深(区段多见深切沟谷)时,充填溶洞处理则可不考虑地下水的影响,空溶洞则按干岩溶管道处理,但仍应预留排水通道,以防止雨季时地下水堵塞,水位上升至线路标高后形成水害;动静结合的框架式结构基础应考虑列车通过时的冲击荷载等不确定因素影响,适当增加安全储备。     

浙赣线提速改造工程岩溶塌陷整治原则的探讨

研究目的:探讨高速铁路工程建设中的岩溶地面塌陷整治原则,力求总结出较为经济、合理、稳妥的岩溶整治原则。研究方法:根据浙赣线在提速改造工程施工及运营中发生岩溶塌陷地段的地质、地貌特征背景,分析岩溶塌陷产生原因,综合岩溶勘探资料和施工整治效果,结合其它铁路线岩溶整治经验对岩溶整治原则进行探讨。研究结论:高速铁路岩溶地面塌陷整治范围应扩大至易塌陷区地表黏性土厚度不大于20 m(绝对厚度)的地段,在抽水需求量大、岩溶地面塌陷严重地段,线路宜采用桥梁工程。岩溶整治施工过程必须贯彻"探灌"结合原则,根据实际情况调整整治范围和深度、调整压浆参数和压浆工艺,以达到治理岩溶地面塌陷目的。     

贵阳枢纽大对门双线隧道超前地质预报技术

针对贵阳枢纽白云至龙里北铁路控制性工程大对门双线隧道复杂的岩溶、水文地质等条件,介绍超前地质预报的综合应用,总结应用效果和存在的问题。超前地质预报实践表明,采用TSP、地质雷达、红外探水、HSP声波反射法等综合超前预报手段,有的放矢,结合地质资料和隧道开挖不断揭露的地质条件综合分析,可以获得较好的预报结果,为隧道中不良地质情况施工提供正确指导。     

华北丘陵区某隧道岩溶发育特征及处理措施研究

以华北丘陵区某岩溶隧道为例,为探明该隧道岩溶发育规律及成因,并据此提出具体的施工处治措施。对该隧道工程地质及水文地质特征进行综合分析,并在勘测及施工期间进行地质测绘、超前地质预报及地质雷达等一系列工程地质和物探工作。结论:该隧道岩溶为地下水沿裂隙溶蚀形成的竖向为主、弱发育、裂隙型无充填物岩溶;探地雷达及超前水平钻相结合的超前预报对隧道岩溶探测效果良好有效;采用"超前预报、注浆固结、超前支护、堵排结合、加强监测"等手段,对不同位置不同类型的溶腔进行针对性处理,现场显示处治措施效果良好。     

深长桩基础施工期岩溶处置实时效果无损检测方法研究

在理论分析基础上,结合京沪高速铁路桥桩基础岩溶处置工程,开展检测分析桥桩桩孔施工过程中冲击破岩地震波传播特征现场试验;研究岩溶空洞及其充填处置后不同地震波传播特征;明确岩溶及其处置效果典型特征。在相同试验点进行地震反射探测岩溶及其处置后状态试验,并在地表已知覆盖型岩溶地区进行地震反应特征试验。在3类测试试验基础上,处理试验数据,从反射波信号特征、同相轴等方面,总结典型岩溶及其处置后地震波现场实时无损检测方法与判别特征。     

遂渝铁路荆竹岭隧道复杂地质段设计

研究目的：消除荆竹岭隧道发生岩溶突水引起施工灾害事故发生可能,避免过可溶岩段地下水大量漏失破坏水环境引起地表塌陷,解决隧道过巨大溶洞群、地下暗河、岩溶突泥段及石膏层膨胀腐蚀性对隧道结构强度、稳定、耐久性的影响问题。 研究方法：本着治水、环保、安全、运营救援相结合的理念,系统设置辅助坑道、特殊地质段加强超前地质预报、富水地段帷幕注浆堵水与岩溶暗河疏导排水相结合,并运用ANASYS程序数值仿真计算。 研究结果：完成隧道跨越“溶洞、暗河、突泥段”设计、石膏地层段支护结构设计、抗水压衬砌设计。 研究结论：本隧富水段、岩溶暗河段的防排水设计理念及复杂地质段设计措施,确保了隧道结构的施工、运营安全,可很好地指导今后类似复杂地质段工程设计。