综合物探方法在肇庆大桥勘察中的应用研究

肇庆大桥拟建于场地岩溶极发育区,地形、地质情况相对复杂。通过研究,提出了利用多种地球物理勘探方法相结合的综合物探方法来探查岩溶区的岩溶分布特征,对大桥复杂不良地质构造进行快速准确的判定,作出科学划分。     

藏东南某隧址区高原型岩溶发育特征及工程影响

在青藏高原特殊的地质构造背景下,区内岩溶发育具有其独特性。为探究高原型岩溶的发育特征,探索高原型岩溶的调查分析方法,为高原岩溶区隧道工程选线提供参考,以藏东南怒江峡谷区某隧道工程为依托,通过调查确认区内现存各级夷平面的地形、地貌、结构特征,参考其对应的古气候特点,分析该区高原型岩溶的阶段性发育特征;利用地表岩溶现象调查数据、航空电磁物理勘探及深孔钻探成果,进一步分析区内岩溶的垂直分带规律,验证基于夷平面演化分析高原型岩溶发育程度的可行性;统计隧址区出水点的分布高程,采用其流量、同位素测试结果,结合岩溶发育规律分析岩溶水的补径排特征,划分岩溶地下水的垂直分带;在此基础上,分析岩溶区隧道工程潜在风险,提出隧道选线及工程设置建议,以降低隧道工程施工中的岩溶塌陷与强烈突涌水风险。     

隐伏型岩溶强发育区桩基处治方法研究

粤北灰岩地区岩溶发育强烈,多属隐伏型岩溶,岩溶区桩基处治方法的选用将制约桩基设计和施工的经济合理性.结合隐伏型岩溶强发育区案例区域地形地质条件、区域构筑物施工情况,对岩溶区桩基处治方法进行了适应性分析.对比发现,化学注浆法可提升软弱覆盖层整体性,使溶洞范围形成稳定固结体,桩基满足可施工成孔条件,且可实施性高、经济性好.桩基施工缺陷处治实践案例表明,化学注浆加固方案合理可行,注浆效果最终达到预期目标.     

三维直流电法在岩溶地区桥基勘察中的应用

在岩溶地区桥基勘察中,由于岩溶发育形态复杂,基岩面起伏巨大,溶洞多为不规则的三维体,单一钻探手段很难达到勘察精度要求,而传统的二维电法勘探受到测线密度的限制和存在旁侧效应的影响,勘察效果也往往不理想,甚至造成误判。本文采用三维直流电法,针对常见的溶洞形态选用合适的地电模型的数值模拟结果,选取岩溶区高速公路桥基进行了现场试验,并通过钻孔验证,结果表明:三维直流电法,能有效地克服旁侧效应,清楚地反映了桥基岩溶发育的空间分布形态,提高溶岩地区桥基勘探精度。同时,三维直流电法矩形阵列布极测量方式,也非常适合公路桥梁扩大基础或桩基承台的矩形结构特点。     

高密度电法对明月山隧道坍塌体探测效果分析

文中选择了明月山隧道一个较为典型的坍塌体工点，采用高密度电法对坍塌体探测中的判释效果、异常体特征等进行了相应分析。结果表明：对坍塌体范围、大小及岩溶发育、破碎含水区的评释与施工整治所反馈的资料较一致。     

铜锣山隧道区岩溶特征及地下水文分析

南大梁高速公路铜锣山隧道处于岩溶地区,而一般山区岩溶工程地质条件较复杂,勘察难度大。通过加大对隧道岩溶区的调查研究,采用区域地质环境条件分析、岩溶特征分析、岩溶水文地质条件的综合分析法,全面阐述了隧址区的岩溶发育特征和地下水文分布规律。     

武广客运专线韶花段岩溶塌陷模式概化研究

武广客运专线韶关至花都段线路长162.0 km,其中约72.6 km为可溶岩地层,岩溶较发育。根据区内岩溶塌陷发育条件,概化出了区内岩溶塌陷的四类地质模式:①粉质粘土 灰岩型模式;②粉质粘土 卵石土 粉质粘土 灰岩型模式;③粉质粘土 卵石土 灰岩型模式;④卵石土 粉质粘土 灰岩型模式。四类概化模式为进一步评价、预测岩溶塌陷提供了依据。     

岩溶发育区毗邻地下重要构筑物大直径桩基成桩技术

岩溶发育地区桩基施工技术是保证桩基施工安全与成桩质量的关键环节之一。由于城市集约用地的建设趋势,高架桥和地下构筑物立体交叉的情况越来越多。结合岩溶发育区高速公路桥梁桩基直径大、毗邻地下重要构筑物的情况,采用低成本且高效率的管波溶洞勘探技术、岩溶处理技术和桩基施工技术,在有效保证毗邻地下重要构筑物安全的前提下,安全、高效地完成了岩溶发育区大直径桩基施工。针对溶洞发生漏浆、岩石裂隙涌水等突发情况,分别创新优化了不同工况的针对性回填材料比例和涌水处理方案,在工程实践中取得了较好的效果,可为后续类似工程提供参考借鉴。     

跨孔地震CT在地铁岩溶勘察中的应用

无锡地铁4号线3号标段的四院站-河埒口站在初勘阶段有岩溶揭露,且该地段地处市区,交通流量较大,建筑物密集,地下管线多,地质条件较为复杂,为后期的工程建设埋下了安全隐患。为查明该区段岩溶发育情况,结合前期的钻孔勘探,采用跨孔地震CT技术对岩溶地段进行现场数据采集,利用Matlab程序对数据进行分析解译,并据此画出剖面波速等值线云图,基于波速层析成像原理,通过分析弹性波在空间结构的传播速度来推断地质异常体的空间分布情况。结果表明整个场地岩溶比较发育,并分布有多处岩层破碎带,发育溶洞、裂隙的剖面共20余条。结合前期钻探资料及地质分析可知,跨孔地震CT在地铁岩溶地质勘察中可靠性较高,能弥补传统勘察资料的不足,实现对孔间岩溶发育的高精度预报。     

岩溶隧道瞬变电磁三维超前探测技术研究

针对岩溶发育地区隧道开挖时现有地质预报技术对岩溶突水较难做出准确预测的问题,设计出大断面三维多匝小回线瞬变电磁探测技术。依据岩溶发育特点,采用数值模拟方法对隧道掌子面前方25 m和50 m处不同体积富水溶洞进行模拟,研究掌子面前方不同距离和规模的低阻异常体瞬变电磁响应特征。基于数值模拟结果,在张吉怀铁路古丈隧道岩溶发育段进行探测验证,结果表明： 1）溶洞模型在二维视电阻率等值线断面图上25 m和50 m处形成闭合、视电阻值小于60 Ω·m的低阻区,低阻区与设计的模拟体的位置和范围一致; 2）大断面三维多匝小回线瞬变电磁探测三维显示结果与现场实际揭露情况基本吻合,采用该技术能够准确预报掌子面前方17~30 m、隧道两侧20 m到隧道中轴线的充泥含水溶洞。     

云桂线富宁隧道围岩分级变更分析

为提高隧道勘察围岩分级的准确性,减小施工阶段围岩变更率,对云桂线富宁隧道围岩分级变更进行分析,主要结论与建议如下： 1）造成该隧道围岩分级变更的主要原因是物探解译不准、岩溶发育、岩体层间挤压破碎和地下水发育,其中物探解译不准的原因有异常段飘移、断层破碎带解译过宽及解译错误等; 2）岩溶发育造成的变更量也较大,应重视可溶岩段围岩分级的确定,避免出现长段高围岩分级; 3）因岩体层间挤压破碎及地下水发育造成的围岩变更率一般较小,需在施工阶段结合超前地质预报进行变更; 4）地质条件复杂的长大深埋隧道采用可控源音频大地电磁法是适宜的,但应解决物探解译过程中存在的问题,布置钻孔对物探异常区进行验证,提高解译精度; 5）目前采用的综合勘察手段仍是确定铁路隧道围岩分级的主要方法,施工中应重视超前地质预报及施工地质工作。     

山间沟谷岩溶发育特征及工程结构措施选择研究

安六铁路DK62+955~DK63+305段位于山间岩溶沟谷地区，轨面至地面高差10 m，该段地下有发育暗河及“V”溶槽。采用物探、钻探、原位测试及室内试验等方法，从工程地质特征和水文地质特征两个方面开展了工程地质及水文地质调查，结果表明:山间岩溶沟谷地段具有沿断裂带上发育地下暗河，地面岩溶塌陷严重，溶槽内厚层软土沉降控制困难，岩溶注浆加固风险大等特征。通过地面塌陷机理分析，提出以桥梁工程跨越地面岩溶塌陷及地下暗河区，避开各种建设风险，确保铁路运营安全。     

考虑溶洞空间形态的路基岩溶顶板稳定性分析方法

岩溶路基随岩溶地区交通工程建设的快速发展而越来越普遍,如何评价岩溶路基稳定性成为岩溶区路基设计与施工的关键问题之一。针对目前路基岩溶顶板稳定性分析的不完善性,考虑溶洞形成过程中岩溶顶板所具有的空间形态特征,首先,将路基下伏岩溶顶板简化为固支梁、抛物线拱、圆拱与固支双向板等承载模型,以此进行路基岩溶顶板稳定性分析,并采用结构力学分析理论分别建立不同模型的路基岩溶顶板抗弯最小安全厚度计算方法;其次,通过典型案例的影响因素敏感性分析,揭示岩溶顶板最小安全厚度随溶洞顶板矢高、跨度、岩石抗拉强度与上覆荷载的变化规律,探讨路基岩溶顶板破坏模式的控制性因素及其影响规律,确定岩溶路基稳定性分析的基本原则;然后,基于岩溶地区地质勘察信息提出路基岩溶顶板稳定性分析过程,建立考虑溶洞空间形态特征的路基岩溶顶板稳定性分析方法;最后,通过工程实例计算分析验证所提方法确定的路基岩溶顶板稳定性评价结果的合理性与有效性。研究结果表明：岩溶顶板按何种模式破坏不仅与破坏形式有关,还与溶洞形态及其矢高密切相关,石灰岩抗拉强度同样影响较大,工程设计与稳定性评价时应基于勘测数据分析各种破坏模式,以便使设计或评价结果更接近实际情况。     

高频大地电磁EH4在隧道岩溶勘察中的应用研究

EH4是一种轻便、可靠、适用于山区隧道勘探的大地电磁系统，使用该系统能有效发现隧道内岩溶地质灾害。在铁路、公路等工程实践中，EH4反演结果中低阻异常体对岩溶的指示效果良好，但其反演结果中的高阻形态的异常体容易被当做完整基岩而忽略。结合湖北恩施太平隧道和雷家坪隧道的EH4资料和开挖验证情况，说明EH4发现岩溶空洞的有效性和可靠性。     

考虑溶洞空间形态的岩溶桩基稳定性分析方法

岩溶桩基的应用随岩溶地区交通工程建设的快速发展而越来越普遍,如何评价桩端岩溶顶板稳定性成为岩溶桩基设计的关键问题之一,针对目前桩端岩溶顶板稳定性分析平面假设的不完善性,考虑溶蚀作用形成的溶洞所具有的空间形态特征进行岩溶桩基稳定性分析。首先,将基桩作用下的岩溶顶板分别简化为固支梁、抛物线拱、圆拱与固支双向板等承载模型,采用结构力学与双向板分析理论建立不同模型的桩端岩溶顶板抗弯最小安全厚度计算方法;其次,通过计算结果对比分析,揭示岩溶顶板最小安全厚度随矢高的变化规律;在分析岩溶顶板冲切破坏与剪切破坏形式的基础上,探讨桩端岩溶顶板破坏模式的控制因素及其影响规律,进而获得桩端荷载、石灰岩抗拉强度、溶洞跨度与矢高等因素对桩端岩溶顶板承载特性的影响规律;然后,基于溶洞钻孔探测所得地质勘查信息构建岩溶桩基稳定性分析流程,提出考虑溶洞空间形态特征的岩溶桩基稳定性分析方法;最后,通过工程案例具体分析桩端岩溶顶板最小安全厚度及其破坏模式随矢高的变化规律。研究结果表明：桩端岩溶顶板破坏模式不仅与溶洞跨度、桩径有关,而且与溶洞形态及其矢高也密切相关,此外,石灰岩抗拉强度对岩溶顶板稳定性的影响同样较大,详细全面的工程勘察资料能使桩端岩溶顶板稳定性分析结果更接近实际情况。     

引水洞爆破施工对既有隧道衬砌的影响分析

某铁路隧道建成运营后,受溶洞区域水压大的影响,岩溶核心段出现衬砌渗漏水现象。为了解决衬砌渗漏水问题,通过在正洞顶部施作引水洞,截取岩溶水,减小作用在隧道衬砌周围的荷载。本文结合某铁路隧道引水洞爆破施工,通过从爆破震动、结构变形等动态监控和土压力、型钢应力、混凝土应变等静态监控,分析引水洞施工期间正洞衬砌结构受力和变形情况,得出爆破震动速度和结构受力都控制在允许标准以内,并且隧道结构变形很小、结构受力相对稳定,说明引水洞施工对正洞衬砌结构影响小,保证了运营线的安全。     

岩溶地区公路修筑技术研究

为解决岩溶地区公路建设面临的工程技术、环境保护和可持续发展等诸多难题,通过大量调研分析、室内外试验、理论分析和数值计算,对岩溶地区公路建设中地质勘察、基础稳定性评价、筑路材料资源利用、工程病害处治和岩溶环境保护等五大方面的关键技术进行系统研究.开发了隐伏溶洞顶板变形监测技术与装置,隐伏溶洞精细探测技术,建立岩溶地区公路工程综合勘察技术体系;提出含隐伏溶洞地基公路路基稳定性评价方法、桥基承载力确定新方法;揭示岩溶水作用下路基变形破坏机理,提出相应公路岩溶病害防治技术;研发了路面抗滑耐磨材料、机制砂高性能混凝土;提出岩溶生态环境影响评价方法、公路路域植被变化规律,研发了岩溶水污染控制技术与处理设施等.     

关于铁路隧道施工作业环境卫生标准的建议

通过对国内外有害气体相关标准的调查分析及比较,就目前铁路隧道施工作业环境的卫生标准提出了建议：①职业接触限值种类方面,应与国家标准一致、与国际接轨;②职业接触限值大小方面建议采用国际上比较宽松的标准,建议有害气体一氧化碳职业接触限值区分高原和非高原的情况;③对施工隧道明确分区,不同区段采用不同的卫生标准。     

桩基后压浆工艺在高速铁路岩溶地区的应用

桩基后压浆工艺是成桩时在桩身桩端预置压浆管路和压浆装置,待桩身达到一定强度后,通过压浆管路,采用高压注浆泵压注的浆液对桩端沉渣及桩侧泥皮进行固化,提高桩的承载力,减少沉降量,达到提高桩身质量的目的。目前,通过后压浆工艺提高桥梁桩基承载力在高速铁路领域尚鲜有应用。京沈高铁顺义特大桥#189,#190墩地处岩溶地区,原设计桩长需穿越大量溶洞区域,施工难度剧增,投资成本巨大,现通过桩基后压浆工艺,缩短桩长,提高了基桩承载力。现场静载试验证明:后压浆能够显著提高基桩承载力,减少沉降量,既能在京沈高铁沿线岩溶地区进行应用,又使桩基避开溶洞区域,降低施工难度。     

岩溶桥梁嵌岩桩基础设计及施工技术

以赣龙铁路小蜜特大桥为背景,通过对岩溶桥嵌岩桩基础设计与施工的分析,研究岩溶发育地区桥梁桩基础地质勘探、嵌岩桩基础设计及施工等问题,并提出设计方法与施工方案。