地质雷达在岩溶陷落柱探测中的应用研究

以某隧道洞底陷落柱为例,通过地质雷达对目标体的探测,分析岩溶陷落柱的雷达波组异常特征,准确地探测出陷落柱的位置、规模和埋深;同时,选取典型的雷达波进行频谱分析,探讨岩溶陷落柱和围岩的雷达波频谱特征。岩溶陷落柱雷达波频谱呈现低频大振幅反射,其主频单一且突出;围岩雷达波呈现弱振幅多峰频谱,主频不突出。岩溶陷落柱和围岩雷达波频谱特征存在的显著差异,可作为识别岩溶陷落柱的重要依据之一。实践结果表明,地质雷达在探测岩溶陷落柱中具有有效性和实用性。     

红外探测技术在岩溶富水公路隧道中的应用

对于隧道施工,超前地质预报是非常重要的环节,尤其在岩溶富水地段,探测水的存在与分布不仅关系到隧道施工的效率、工期等,更会直接关系到人身安全。针对红外探水的基本原理以及特点做了简单地说明,并对本工程中运用的HY-304红外探水仪加以介绍说明。然后针对本次红外探测的成果,通过与现场开挖揭露的情况进行了对比已达到验证预报的结果。结论是：对于岩溶富水区隧道中含水体,红外探水技术预报准确度较高,适合用于岩溶富水地质下的隧道开挖面前方地下水的超前探测预报。     

岩溶区不同含水率破碎围岩地质雷达波形特征研究

为研究岩溶区裂隙块状结构破碎灰岩在不同含水率时的地质雷达波形特征,以广西六寨至宜州高速公路40座公路隧道为依托,进行大量现场实测.对裂隙块状结构破碎灰岩的实测数据进行筛选,并基于被选数据,采用SIR-3000地质雷达RADAN后处理软件分析不同含水率情况下的线测、点测反射强弱定性特征,同时采用对MATLAB分析软件进行数据接口语言汇编的方法,研究不同含水率情况下回波中心频率值及其分布范围,结果表明:当含水率分别小于26％、介于26％ ～42％和大于42％时,线测、点测反射强弱变化较大,回波中心频率以低频为主,分别在85,80 MHz和53 MHz附近波动,且分布范围依次减小,分别为21～105 MHz,12.5 ～ 102 MHz和11 ～ 77 MHz.     

地质雷达在隧道灰岩地层施工中的应用

隧道施工过程中遇到不良地质段、特别是岩溶地段,若事先没了解掌子面前方地质情况,施工过程中很可能发生塌方、涌水等事故。岩溶经常形成于可溶性灰岩地层,多沿岩层层面或断层破碎带形成溶洞。探地雷达作为一种无损伤检测技术,在隧道超前地质预报中的应用日益成熟,而岩溶洞穴与其周围围岩之间,介电常数、导电率等具有较大差异,因此可用地质雷达探测灰岩地层来动态指导隧道施工。     

隧道超前预报GPR正演模拟与应用研究

穿越长距离、大埋深、地质条件复杂的隧道工程在开挖过程中易发生涌水、突泥和塌方等地质灾害问题，为确保隧道施工安全有序进行，采用一种分辨率高、抗干扰能力强、高效直观的探地雷达GPR及其正演模拟技术对掌子面前方不良地质体进行超前预报。为提高对探地雷达探测不良地质体图像特征的解译，采用时域有限差分法FDTD模拟充水、充泥和充气溶洞模型，充水和充泥的软弱夹层模型，裂隙破碎带及断层模型下的GPR电磁波响应特征，并建立超前地质预报GPR正演模拟特征图库，为实际雷达探测图像解译提供理论基础。以常德市炉慈高速公路维新镇2号隧道和郴州市良回镇花岭公路隧道探测为例，结合后期开挖结果，验证了该技术可准确预测掌子面前方溶洞、富水、软弱夹层发育、裂隙和断层等不良地质体。     

探地雷达在隧道岩溶探测中的应用

某在建隧道地质情况复杂,开挖过程中,隧道底部出现溶洞,地下水发育,已完成的仰拱段可能存在岩溶分布。通过探地雷达的探测,分析该隧道段的典型波形图,确定出了该段隧道底部岩溶的分布情况,并通过钻探资料验证,两者基本一致,为隧道安全施工提供了保障。     

三维转角瞬变电磁超前地质预报探测技术在隧道中的应用

介绍了三维瞬变电磁预报探测技术的工作原理、转角探测方式及三维探测的反演计算,并将该方法用于某铁路杨柳隧道富水段的探测。应用结果表明:1)三维瞬变电磁作为一种超前地质预报方法,可解决隧道穿越岩溶、富水构造、断层破碎带等不良地质体的施工围岩预报难题; 2)三维转转角探测对隧道开挖轮廓线以外的异常体能有效探测,减少了平移探测隧道支护钢架背景场干扰,提高了探测的安全性; 3)提供三维异常体的“定量”空间展示成果和为隧道安全施工提供数据支撑; 4)该方法适用于富水隧道的地下水“定量”超前地质预报探测。     

五龙山隧道底部岩溶探测

结合五龙山隧道施工开挖揭露岩溶的情况,采用地质雷达进行隧道底部岩溶地质探测,为隧道底部是否进行加固处理提供地质依据,本方法可为同类隧道工程施工参考.     

探地雷达在公路隧道地质预报中的应用

赛果公路是连接新疆乌鲁木齐与伊犁的重要通道,需穿越赛里木湖与将军沟等隧道。这些隧道围岩具有含水、岩性变化大等特点,提前预知隧道施工前方的地质和水文条件,将为设计变更、施工组织安排以及施工安全提供依据。本文采用探地雷达进行赛果公路隧道的超前地质预报探测,阐述了几种典型地质条件下的探测实例,为探地雷达在隧道短期超前地质预报中的应用积累经验。     

综合超前地质预报在岩溶隧道中的应用

为了提高岩溶地区隧道的超前地质预报的准确性,有效探测不良地质的位置、性质和规模,通过采用钻孔雷达和高精度孔内成像相结合的方法,以贵广高速铁路胡家寨和油竹山隧道为工程依托,对钻孔地质雷达和高精度孔内成像的基本原理、探测方法、观测系统、数据处理与成果解释进行了深入研究。结果表明:钻孔内雷达可以有效探测掌子面前方的富水构造和不连续体,判断含水、破碎带情况,并且可以减少超前钻孔的数量;高精度孔内成像可以直接观测到钻孔中地质体的各种特征及细微构造,编录地质柱状图。弥补了超前钻孔难以在钻孔取芯困难部位获取地质信息的不足,尤其适用于岩溶地区地质预报。     

综合超前预报方法在岩溶区隧道不良地质体探测中的应用

岩溶区隧道施工过程中易发生涌水突泥等灾害事故,为保证岩溶区隧道的施工安全,降低施工灾害发生的概率,施工前有必要对隧道进行超前预报。依托湖北省保宜高速公路尚家湾隧道,通过地质分析研究了尚家湾隧道的岩溶发育特征,利用 TSP超前预报系统和地质雷达等物探手段对尚家湾隧道的地质缺陷体进行了探测,并结合短距离钻探进行对比分析,探测结果与现场实际揭露情况基本吻合。综合采用 TSP 超前预报系统和地质雷达可较为精确预报岩溶区隧道的不良地质,其预报手段可供类似工程借鉴。     

地质雷达在隧道岩溶超前预报中的试验研究

以圆梁山隧道岩溶病害地段进行的地质雷达探测实验研究为基础,论述采用三种不同频率天线对隧道岩溶病害区进行探测实验研究,对其效果进行对比验证分析,阐述了地质雷达探测技术在岩溶隧道超前预报应用的有效性和可靠性。     

公路隧道岩溶构造地质雷达正演与探测实例波形特征对比研究

公路隧道岩溶构造地质预报是地质雷达超前地质预报的重难点,而对岩溶构造的地质雷达反射波形特征识别是预报准确的重中之重。为了准确识别反射波形特征,通过对隧道围岩溶腔中不同填充介质的岩溶构造建立雷达正演模型,模拟研究雷达反射波波形特征。本次模型构建填充情况主要分为空溶腔(空气),充水的溶腔,充泥、砂的溶腔,混合填充的溶腔4类,对应得到其正演反射波形特征为2大类。将模拟结果与探测实例波形特征对比研究,其反射波波形特征作为地质雷达探测预报岩溶构造时可参考的波性特征,定性判别岩溶构造中不同的填充介质情况,以进一步提高预报结果的准确性。     

羊角脑隧道施工时的岩溶灾害及处治

通过发生在羊角脑隧道施工过程中的地表塌陷及岩溶突水事故,通过微分电测、探地雷达探测与钻探等手段,详细研究了事故发生地段的工程地质情况,分析了该隧道岩溶的发育、赋存、出露以及规模等特征,提出地形地貌、岩溶溶蚀、上覆土压力以及地下水下降等是造成地表塌陷及岩溶突水发生的主要因素.并根据实际情况,建议结合超前地质预报,采用注浆处理、改进掘进措施并控制爆破作业工法等治理措施,对羊角脑隧道岩溶地质灾害进行了处治.     

长大隧道施工过程中突水突泥灾害预测预报技术研究

在岩溶地区深埋长大隧道的施工过程中,由于深层岩溶发育的复杂性,造成施工过程中突水突泥灾害频繁发生,对工程造成很大影响,所以进行施工地质预测预报是必要的,这项工作主要包括预测和预报两个阶段。预测主要是根据岩溶水文地质与工程地质的基础理论,对岩溶洞穴管道集中发育地段进行判定,确定突水突泥灾害的危险地段,预报工作是在危险地段应用地质探测方法对施工掌子面前方的岩溶洞穴管道分布状况进行探测,在这方面主要方法有水平钻探和物探手段,探地雷达作为近年来发展起来的一种物探方法,由于其探测过程的连续性和定向性,在中短距离的探测预报中具有突出的优势。文章探讨了岩溶形成条件综合判识、水平钻探与探地雷达相结合进行岩溶隧道突水突泥灾害超前预测预报的方法。     

中梁山扩容隧道综合超前地质预报技术应用分析

中梁山扩容隧道穿越岩溶富水地质,工程地质与水文地质极为复杂,超前地质预报的成功与否是保证隧道施工安全的重点,介绍综合超前地质预报技术在中梁山扩容隧道修建过程中的应用,分析了大地电磁(AMT)法和TRT物探法探测出的不良地质区域,对不良地质区域的分析预判,并采用超前水平钻孔验证和钻孔释放高压富水,成功地防止了隧道穿越岩溶富水区发生涌水的安全事故,保证了隧道的施工安全。     

基于综合超前地质预报的隧道施工不良地质预警体系研究

隧道施工前方经常遇到岩溶、断层破碎带、富水等不良地质,一旦对这些不良地质重视不够或处治不当,都将给隧道施工带来极大困难,甚至造成人民生命财产的巨大损失。根据预报手段的准确性,把预报分为3类;根据岩溶、断层破碎带及富水地层3种不良地质的规模、大小、特征及其危害程度,将其分为6级。最后,根据不同预报手段的准确性和不良地质的分级,建立基于综合超前地质预报的隧道施工不良地质预警体系,并确立相应的预警距离和处治技术预案。     

地质雷达检测目标体波相识别

目前地质雷探测技术已经在各个行业得到广泛应用,为了获得地质雷达探测的结果,需要对雷达记录进行处理与判读。雷达记录的波相识别需要坚实的理论基础和丰富的实践经验,需要综合分析目标体反射波的振幅与相位、频谱、同相轴形态等特征。通过工程实例介绍了地质雷达检测隧道、路面典型目标体波相特征及识别分析方法。     

地面穿透雷达检测公路路基岩溶洞穴的应用研究

主要采用公路隧道中最常用的地质雷达法(GPR)进行,通过对其使用原理、优缺点、应用条件的分析,以湖南某隧道工程为例,采用有限差分方法对岩溶地质灾害进行数值模拟,结果表明,如果某地区存在较大的电解质差异性,最终能够通过各种手段得到较好的雷达探测效果。溶洞的探地雷达具有较强的反应,空洞、填充溶洞或者基岩的电常数具有较大差异,溶洞界面很可能将导致探地雷达出现弧形,并且造成比较强的反射。雷达同相轴的散乱、不连续等情况也经常出现再裂隙发育、岩体破碎等状况,同时其反射能量非常强,在评价岩体完整性的过程中需要综合上述指标进行操作。     

岩溶隧道超前地质预报几种主要物探方法的选择与实践

超前地质预报的物探方法有多种,由于岩溶发育空间分布的复杂性和岩溶含水介质充填物的多样性,单一的超前地质预报方法都具有局限性,如何针对岩溶的地球物理特征,选择适用的地质预报物探方法,以提高预报成果的准确度非常必要。通过对TSP法、地质雷达法、瞬变电磁法等超前地质预报主要物探方法工作原理、有效探测距离和地球物理特征等进行分析,论述岩溶隧道超前地质预报方法的理论依据和方法选择。以九景衢铁路何家隧道为例,详细论述施工过程中采用的几种主要超前地质预报方法以及组合方法,通过对比分析,验证和总结几种主要物探方法预报成果的适用性和准确度。实践成果表明： 1）单一的超前地质预报方法都具有局限性,难以应对岩溶隧道的复杂地质条件和施工高风险,需采取“三结合”措施,选取不同的超前预报方法作为组合方法,相互验证。2）TSP法未能对是岩溶还是断层破碎带进行区分,必须结合其他方法,进行对比验证才能区分; TSP法+地质雷达法长短结合探测方法,是一般简单岩溶隧道通用的组合。3）瞬变电磁法在岩溶隧道探测中效果明显,判译解释准确度高,适合大型岩溶强发育地段; 超前水平钻+瞬变电磁法+地质雷达法+水文监测地质预报组合,是复杂岩溶隧道超前地质预报可采用的有效组合。叠加超前水平钻与瞬变电磁剖面图进行分析,能详细分析出岩溶的空间分布和形态特征。