变质岩地区隧道的综合物探研究

研究目的:在复杂变质岩地质隧道勘察中,如何选择适宜的综合物探技术,并发挥其快捷、经济的技术优势,并利用现代先进仪器和计算机处理技术,达到拓展传统物探方法的应用领域,提高地质勘察精度,有效解决复杂地质问题的目的.研究结论:通过复杂变质岩隧道工程地质勘察的典型范例,选择了适宜的综合物探技术,并充分有效地发挥综合物探方法技术含量高、方便快捷、经济高效的优势,清晰揭示了地下深部的不良地质体,使地质勘察精度得到了显著提高,极大地降低了建设中的事故隐患,对类似情况地区铁路地质工作具有重要示范和指导意义.     

铁路隧道物探模式探讨

研究目的:针对高速铁路大规模建设,隧道长度和数量激增的情况,隧道地质勘探,特别是物探工作量大,技术难度大、方法多,费用高,对铁路隧道物探模式进行研究,在兼顾勘探费用的原则下,达到保证探测精度的目的.研究结论:(1)勘察设计阶段:以音频大地电磁法为主进行大于40 m深度的地面探测;选择对应的物探方法及其组合进行小于40m深度的地面探测;以多次覆盖地震反射波法为主进行水底(海底)隧道探测.(2)施工阶段:以直流电测深法为主进行隧底普查;采用跨孔弹性波层析成像(CT)法对煤窑采空区分布密集地段进行详查;采用跨孔电磁波层析成像(CT)法对岩溶特别发育地段进行详查;以TSP法为主进行隧道掌子面前方超前地质预报;以地质雷法为主进行隧道衬砌质量检测.     

吉沃希嘎隧道地热预测物探方法研究

拉日铁路建设中存在高岩温(地热)异常,最为典型的是吉沃希嘎隧道。勘察阶段发现吉沃希嘎隧道钻孔内最高温度达65.4℃。隧道施工中,进口DK117+910处掌子面孔内最高温度达50.8℃。从进口向大里程方向,随着隧道洞深的增加,温度呈上升趋势,严重影响隧道施工安全。通过隧道开挖段实测温度与多种物性参数对比分析,发现已开挖段岩体温度与电阻率之间的关系,并成功预测了未开挖段岩体温度,与开挖实测最高温度仅差0.5℃,实践证明物探方法是高岩温隧道预报的有益尝试。     

石太客运专线特长太行山隧道综合物探研究

研究目的:在时间紧,任务量大,山势陡险、地质复杂以及勘察时间十分紧张相当不利条件下,如何选择与地球物理特性相适宜的综合物探技术模式,并发挥其快速、勘察深度大及时效性强的优势;本文旨在提出如何研发精度高、突出隐患异常的数据反演技术,提高勘察精度,有效解决复杂地质问题。研究结论:通过特长太行山隧道工程综合物探研究的典型范例,充分发挥了综合物探快捷、经济高效的优势,自主研发了高精度的数据处理和解译技术,异常图像清晰。太行山隧道综合物探共探查出各类异常73处,为确定不良地质体、可能的富水区及深孔钻探的布置提供了依据,大大提高了地质勘察的精度,在较高层次上体现基础研究对物探技术发展的重要作用和进展,具有较高的科学意义。     

厦门翔安隧道海域工程物探

研究目的:在我国大陆地区第一座海底隧道——厦门翔安隧道的工程地质勘探中,通过研究地震反射波法的资料采集、处理和解释中的关键技术和难点,利用物探手段有效地解决海底隧道的工程地质问题,减少水上钻探的昂贵费用并缩短勘探工期。研究结论:在资料采集中,施测时间选择在海域平潮期间;在资料处理中,需把非规则多次覆盖观测系统转换成规则观测系统,通过加密速度分析点,提高资料处理质量;在资料解释中,归纳出时间剖面图中不同地质情况所对应的特征:淤泥较厚地段,海底界面反映为连续性好、频率高、能量低的反射波组;存在覆盖层时,显示为3个连续性较好的反射波组,无覆盖层时,显示为2个连续性较好的反射波组;存在裂隙或岩脉时,反射波组发生断开或上下位移。     

孟良山隧道综合物探的回顾

通过对京九铁路孟良山隧道工程地质综合物探的回顾，阐述了在铁路工程地质勘探中采用综合物探的优越性与具体实施办法。     

物探法隧道地质预报技术

中国铁路物探超前地质预报从上世纪90年代初期开始,经历了十几年的发展历程,现正逐渐走向成熟。所使用的方法和仪器正处于由完全依赖进口向自主开发转变,方法种类繁多,展现了良好的发展势头。对物探法隧道地质预报技术作了较为详细的论述。     

岩溶区深埋隧道围岩力学特性分析

建立溶洞—隧道体系的围岩力学特性理论分析模型,采用Schwarz交替法推导既有溶洞条件下开挖深埋隧道时围岩应力和变形的解析解。以齐岳山铁路隧道为例,将围岩力学特性的解析结果与有限元数值结果进行对比,验证了模型解析解推导过程的准确性。分析结果表明:溶洞的存在使隧道开挖过程中围岩产生了偏压现象,靠近溶洞一侧的围岩产生了明显的竖向应力集中,两侧水平应力则差别不大;靠近溶洞一侧围岩产生了更大的水平位移,两侧最大值之比约为1.7;随着溶洞与隧道净距的增大,偏压现象逐渐减弱,净距大于1.5倍溶洞直径时,可以忽略溶洞对深埋隧道围岩应力的影响。     

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。     

西南地区长大深埋隧道综合物探的应用研究

综合物探方法对于解决复杂地质条件下的勘察任务是十分必要的。我国西南地区地质情况复杂,长大深埋隧道工程任务很多,高质量的勘察效果对于隧道工程的施工至关重要。通过云雾山隧道的综合物探方法探查,介绍了EH4法、高密度电法、电阻率测深法的方法原理及其仪器,并且结合地质调查和钻探结果对比分析了这些方法在隧道勘察中的应用效果。     

黄土隧道超前预报的综合物探方法研究

由于隧道工程地质条件的复杂性和勘察工作的局限性,超前地质预报技术已经成为了指导隧道安全施工的主要手段。基于地质雷达和高密度电法的勘探原理,本文研究了地质雷达和高密度电法相结合的综合超前预报技术,分析了介电常数和电导率与土壤含水量的关系,提出了运用电导率统计分布与地质雷达波形特征综合解释评价黄土的相关性质,并通过中马铁路大头岘隧道的实例应用,论证这种方法在黄土隧道超前预报方面的可行性和有效性。     

锚杆轴力分布与软弱岩体中隧道塑性区的关系

通过现场试验和数值模拟，分析了全长锚固型岩石锚杆轴力分布形态和软弱岩体中隧道塑性区大小之间的关系，结果表明除了围岩中存在明显的不连续面之外，二者之间没有明确关系，根据围岩位移分布能够粗略估计塑性区大小，但需采用点数多，精度高的多点位移计，并综合考虑隧道收敛和锚杆轴力。     

复杂地质隧道的综合物探技术

研究目的：在复杂地质隧道勘察中，在开展大地电磁技术受限情况下，发挥综合物探方法的技术优势，从野外采集方式到高分辨资料反演处理技术开展自主创新研究，拓展传统物探方法的应用领域，以解决复杂地质隧道勘察问题。 研究结论：（1）选择了适宜的综合物探技术，利用现代先进仪器和计算机处理技术，充分发挥了各种物探方法技术综合优势；（2）利用系统科学的综合技术评价体系来分析各种影响因素，对异常充分的认识，所得彩色成果图清晰显示地表与地下深部地质体变化较大，确定隧道洞身存在软岩；（3）对有类似情况地区的铁路地质工作具有示范和指导意义。     

铁路隧道施工地质预报物探法

铁路隧道建设安全直接关系到人民生命财产安全,关系到又好又快地实施铁路高标准大规模建设,尊重客观规律,运用科学方法,开展铁路隧道地质预报势在必行。广义的隧道预报是工程地质勘察成果,传统的隧道预报方法是地质法。用物探法进行预报当前应用最广泛,其主要方法有地震反射法和电磁波法。     

全强风化花岗岩大断面隧道施工技术研究

某富水软岩大断面隧道屡次发生地表塌陷。对其变形原因进行分析,结合初始施工方案,对此隧道施工过程中控制围岩变形的施工技术进行研究。研究结果表明:根据地质条件转换CD法、CRD法、三台阶七步法等开挖工法,采取中管棚辅以双排小导管进行超前支护,利用地表径向注浆加固等措施,可提高大断面隧道施工过程中的结构稳定性,有效控制围岩变形。     

综合物探技术在铁路隧道勘察中的应用研究

在铁路选线地质勘察中,隧道勘察是一个重要的课题。在白乌铁路大黑山隧道的勘察实践中,综合应用了天然源大地电磁法、地震折射法等物探技术,取得了较为理想的应用成果,为隧道地质评价和铁路选线提供了有力的地质依据。     

地震高烈度区软岩隧道结构动力响应特性研究

研究目的:为研究地震作用下地震高烈度区软岩隧道加速度动态响应的基本规律,以拉林铁路杰德秀2号隧道工程为背景,设计进行了1∶50比例隧道结构模型的振动台试验。通过输入白噪声、EL波和汶川波,测试模型结构的动力响应,分析各个测点峰值加速度的放大系数随高程变化和不同地震烈度条件下的变化规律,并通过快速傅里叶变化得到功率谱频谱曲线,分析模型结构的加速度动力特性,对比各个加载工况下加速度频域响应曲线,研究模型结构频域动力响应的基本规律。研究结论:(1)地震高烈度区软岩隧道其场地高程效应的表现形式与一般场地表现不同;(2)随着地震动幅值的增大,各测点峰值加速度放大系数呈减小趋势,在0.15g加速度激励下表现出最大值,且不同频率特征地震波激励对高程效应形态的影响基本一致,仰拱处地震响应最大,在进行隧道抗震设防时,应加强对仰拱部位的抗震措施;(3)围岩土体对加速度放大效应较为显著,而隧道衬砌结构对加速度的放大效应效果不太明显,地层的响应特性在很大程度上决定着衬砌结构的地震响应特性;(4)功率谱密度曲线显示出不同地震波激励下模型结构响应峰值相差不大,但峰值所对应的频率值不同,高频段地震波对衬砌结构影响较...     

HHP花岗岩高温隧道温度场实测与仿真研究

高产热花岗岩地层高温隧道具有干热岩的典型特征,施工期有高温岩爆风险,运营期有热害通风问题。对隧道开挖引起地层温度场重分布的演化规律研究,特别是隧道设计使用100 a内,具有重要工程意义。以红河州尼格隧道为研究背景,开挖掌子面围岩88.8℃,通过开挖全过程现场实测,对隧道纵向温度、径向温度、洞内环境(温度、湿度和风速)开展研究;利用三维流-热耦合模型再现隧道地质环境;通过建立深部传导热和花岗岩衰变热双热源二维模型,从地层初始温度、花岗岩生热率和埋深方面共81种工况,对围岩温度降范围和瞬态变化规律进行仿真研究。结果表明,岩温、气温随埋深增大而升高,岩温>气温。隧道开挖后,围岩温度在临空面发生瞬时骤降,降幅和降速由临空面向深部减小,3 m和8 m深测点温度分别在第3 d和11 d开始下降,降速较缓约0.084℃/d和0.038℃/d。隔热层和二次衬砌施作阻挡了围岩与洞内空气热对流,浅层围岩温度由降反升,围岩温度受二次衬砌施作影响达42 d。日均9∶00～16∶00时,向阳侧洞口气温较背阳侧高出4.7℃,最大6.1℃。受隧道纵坡和山体向、背阳侧温差影响,自然通风条件下,风向在坡脚(背阳侧...     

花岗岩地层隧道光面爆破设计参数优化研究

以新建贵广铁路两安隧道光面爆破施工为背景,开展系统的光面爆破试验研究.根据隧道断面面积、掌子面岩石完整性和试钻确定的岩体强度,确定光面爆破设计方案,再经过反复试验,逐步调整优化爆破布孔和装药参数,最终形成光面爆破设计方案.结果表明:Ⅱ和Ⅲ级花岗岩围岩中,周边眼的间距取为0.55 m,装药量宜控制在0.9～1.0 kg/...