综合物探技术在盾构隧道基岩段的应用

为了查明盾构隧道基岩浅埋段各种不良地质作用的分布特征,通过采用高密度电阻率法、浅层地震折射波法、微动勘探法等综合物探技术,对隧道基岩埋深、断裂破碎带及孤石等异常地质状况进行探测及研究。综合比较三种物探手段,结合钻探、地质调查成果,对复合地层进行有效划分,并对盾构选型设计和施工措施提出针对性建议。     

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.     

沪昆客专何家地隧道出口煤矿采空区沉降分析

研究目的:沪昆铁路客运专线何家地隧道出口D1K976+780～D1K977+208段在施工过程出现二衬变形开裂病害,地表产生长大贯通裂缝,严重影响隧道正常施工及开通运营。本文通过地质调查、煤矿资料收集、下井实测、物探、钻探、变形监测等综合勘察手段,对引起病害的煤矿采空区进行综合勘察,从而为何家地隧道病害整治提供可靠依据。研究结论:(1)通过综合勘察查明了引起隧道病害的煤矿采空区位于隧道左侧,最近距左中线约32 m,路基面以下183～225 m;(2)综合分析确定了煤矿采空区移动参数、变形参数及垂直分带;(3)基于变形监测成果,分析煤矿采空区从初始期、活跃期到衰退期的沉降特征,评价采空区沉降对铁路隧道的影响;(4)本研究成果可为类似煤矿采空区工程地质勘察及分析采空区沉降规律提供参考。     

铁路煤矿采空区综合物探技术研究

研究目的:结合我院近年来对采空区的勘察经验,对采空区综合物探方法进行系统的讨论和总结,提出铁路采空区综合物探工作模式,以有效指导今后的采空区勘察工作,优选适宜的综合物探技术,发挥其高效、经济等技术优势,提高地质勘查精度,为高风险采空地区铁路设计和施工安全提供重要支撑。研究结论:(1)工程物探现已成为解决采空区铁路工程地质问题的首选技术,在调查基础上,对疑似采空区路段物探工作,可用物探结果指导钻探布置;(2)通过研究总结,提出了综合考虑地形、采空区埋深及物探方法适宜性等条件下的采空区勘察综合物探模式;(3)勘察中优选适宜的综合物探技术,清晰揭示了采空区的不良地质体;(4)本研究成果可为采空区铁路、公路、工民建勘察设计提供借鉴。     

浅埋富水地段隧道施工技术

根据厦深铁路广东段蛇山隧道浅埋富水地段地质情况,分析在浅埋富水地段采用洞外处理、地表井点降水、洞内管棚及小导管超前支护等技术处理方案。施工中采用注浆加固、超前支护、临时仰拱、监控量测等技术措施,确保隧道施工安全。     

物探技术在活动性断裂勘察的方法研究

研究目的:活动断层能引起多种自然灾害,如地震、砂土液化等地震灾害和断错、地裂缝等地质灾害。因此,研究活断层的勘察方法对于铁路建设防灾减灾而言显得尤其重要。为减轻活断层灾害和确保工程安全,物探先行,在铁路勘测阶段,通过对活动性断裂及其勘探方法进行系统的分析研究,提高勘察质量,查明沿线活动性断裂的空间分布及其延伸情况,为活动断裂工程评价铁路选线、工程设计等提供依据。本文结合胶新铁路和京沈客专等勘察项目,研究物探技术在活动性断裂勘察中所发挥的作用。研究结论:(1)物探采用地震映像法、密点距电测深可有效地查明活动性断裂的浅部位置分布;(2)采用地震反射可查清中、深部断裂发育延伸情况及特征;(3)采用测氡法既可查明由活动断层引起的地裂缝在近地表的分布情况,又可对断裂的活动性进行分析评价;(4)本文研究结论可为同类活动性断裂和地裂缝勘察提供借鉴。     

隧道工程岩体完整性新的评价参数及方法

研究目的:隧道围岩分级是隧道勘察设计中的重要参数,以往工作中主要通过地质调查法、钻探法、物探方法定性判识隧道岩体完整程度,物探法主要以弹性波速度作为岩体完整性评价的参数,但针对深埋隧道,由于埋深大,难以直接从地表获得隧道洞身岩体的波速值,使得围岩等级的划分缺少依据。本文建立层状岩体模型,通过研究分析岩体几何参数与电性参数的相关关系,拟提出一种新的围岩完整性评价参数及方法。研究结论:(1)基于层状岩体模型电阻率计算公式,推导出岩体几何参数与电性参数的相关关系,提出了一种新的表征岩体完整性的参数——岩体完整性系数Kr;(2)Kr表征完整岩石在单位岩体中所占的比例,Kr值越大,岩体越完整;(3)通过钻孔综合测井试验,论证Kr可以作为评价岩体完整程度的量化指标,初步统计得出Kr与岩体完整程度量化关系表;(4)Kr评价岩体完整性方法可用于铁路隧道勘察设计阶段,也可用于其他地下工程勘察设计阶段。     

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。     

综合勘察方法在麻粒岩地区长大隧道工程勘察中的应用

大尖山隧道是新建呼和浩特至张家口快速铁路的控制性工程。该隧道长度大,地质情况较为复杂。为了查明大尖山隧道的地质情况,采用了航片判释、野外工程地质和水文地质调查、物探、浅孔钻探、深孔钻探、水文地质试验、综合测井等多种勘察手段,综合多方法得到的信息,查明了隧道区地层岩性、构造的分布及特征,为选线、工程设计及施工提供了较为准确的地质资料。     

多次覆盖地震反射波法在琼州海峡跨海工程中的应用

基于琼州海峡具有海水深、覆盖层厚、断层埋深大等特点,试验采取浅层地震反射波法、中深层地震反射波法相结合的方法,沿桥位(隧道)中线布置纵测线,对在纵测线存在物探异常的地段,适当加布一定数量的短纵测线和横测线,获取了0~1 600 m深度范围内的有效地震反射波,经数据处理推断出各地层反射界面及断层,为线路方案比选以及大桥和隧道的设计提供基础资料,两种方法优势互补、相互验证,达到了预期的勘察目的。     

牡绥线初测综合物探

牡绥线初测阶段综合物探选用地震折射波法和电测深法查找隧道进出口的土石分界；在无玄武岩盖的区域用地震折射波法探测基岩纵波，结合其他资料评定隧道围岩分级；在地形陡峻区域，采用可控源大地电磁和EH4大地电磁法探测断层。钻探揭示的地层、岩性、断层及地下水等情况与物探结果比较吻合。     

高寒艰险山区和复杂地质条件的铁路物探

研究目的:新建铁路川藏线拉萨至林芝段位于西藏高寒山区峡谷地段,隧道占该段线路长度的53%,由于隧道深孔钻探困难等原因,大量地采用天然场音频大地电磁法(AMT)进行隧道物探。因缝合带是西藏特有的地质构造产物,根据工程物探资料直接解释缝合带目前国内外带鲜见公开文献报道。因此,本次物探在现有后勤保障体制下,面对缺氧、低温等特殊环境困难并且保证尽可能多地采集有效资料的前提下,探讨物探工区的极限地面高程,并研究音频大地电磁资料与缝合带的对应关系和规律,为今后拟建世界上地形地质条件最为艰险复杂的川藏线康定至林芝段的铁路物探提供技术支撑和借鉴。研究结论:(1)在AMT资料采集方面,川藏线拉萨至林芝段物探与内地物探的差别非常大,物探人员面临高寒缺氧的极端环境、负重仪器和给养沿地形陡峻的隧道地面线行走并进行物探等巨大困难,因此在地形陡峻、地面高程超过4 500 m等极端困难地段,现有体制的后勤给养条件无法保证人员安全,难以采集物探资料,会出现大量资料空白;(2)在AMT资料处理和解释方面,川藏线拉萨至林芝段物探与内地物探没有差别;(3)在反演电阻率断面图中,向下贯通延伸的条带状低阻异常或梯度高值位置对应缝合带;(4)该研究成果可用于其他高寒山区的工程物探领域中。     

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。     

成贵铁路川南、川西南浅层天然气勘察

研究目的:成贵铁路需穿越乐山、宜宾红层地区多个油气田及含油气构造,浅层天然气严重威胁着铁路隧道、深基坑工程的施工及运营安全,本次勘察为查明本区天然气的产、储、运移的基本规律,为铁路工程设计提供依据。研究结论:(1)成贵铁路位于川南、川西南气田内,四川红层下伏三叠系、二叠系、震旦系地层中共发现9~11个产气层,工业气藏埋深806~2 358 m;(2)油气储集主要为裂隙-孔隙型,油气垂向运移、浸染上部盖层,使得浅表红层砂泥岩中普遍含有天然气,且在垂向上深度与含气量呈正相关关系,部分深大裂隙具有导气功能;(3)地面以下70 m可作为本地区瓦斯风化带界线;(4)通过隧道浅层天然气单位时间最大涌出量估算确定3座高瓦斯隧道、22座低瓦斯隧道;(5)线路选线采用桥梁、路基工程最优,如以隧道形式通过,应采用浅埋、短隧道群并绕避气田核心区,选择矮小丘包、傍山地段通过;(6)本勘察成果适用于天然气地区的线路、地下工程、深基坑(井)勘察施工。     

碎裂玄武岩夹凝灰岩型隧道超前地质预报技术探讨

研究目的:以大丽铁路禾洛山隧道为例,研究了碎裂玄武岩夹凝灰岩型隧道的超前地质预报技术,通过综合各种手段的超前预报资料,提出准确的预报结论和适宜的工程措施,及时指导隧道施工,减少和规避施工地质灾害风险.研究结论:(1)勘察期间,对隧道浅埋地段采用高密度电法、对隧道深埋地段采用CSAMT法进行地面的超前地质预报工作;施工期间,采用地质调查法、TSP法、超前水平钻等进行洞内的超前地质预报工作.(2)综合分析各阶段、各种方法手段的超前地质预报资料,提出最终预报结论和工程措施建议,及时指导施工.(3)提出了超前地质预报工作流程.     

综合勘探在隧道工程地质勘察中的应用

以阿贵庙山隧道的勘察为例，介绍综合勘探在隧道工程地质勘察中的应用。采用了航片判释、地面地质调查、地震折射波法、电测深法及钻探验证等综合勘探方法，查明了地层岩性特征及分布，确定了隧道围岩分级。     

高墩大跨及地质条件复杂特大桥物探模式

研究目的:以大(理)瑞(丽)线怒江特大桥和丽(江)香(格里拉)线金沙江特大桥为例,对高墩、大跨且地质条件特别复杂的特大桥综合物探模式进行研究,在兼顾勘探深度和勘探费用的原则下,达到提高探测精度的目的。研究结论:高墩、大跨且地质条件特别复杂的特大桥综合物探模式为:(1)分宏观、中等和较细三个层次的精度进行探测;(2)选择的物探方法为音频大地电磁法(CSAMT或AMT)、浅层地震反射波法、直流电测深法(或高密度电法)、跨孔弹性波层析成像(CT)法、跨孔电磁波层析成像(CT)法及单孔测井法;(3)工作重点放在定测(补定测)阶段、推荐方案的主墩位置。     

武广客专新广州站及相关工程首座隧道贯通

日前，由中铁大桥局集团承建的武广铁路客运专线新广州站及相关工程的大松林隧道完成仰拱施工，这是此项工程项目首座贯通的隧道。 全长206m的大松林隧道为双线隧道，地质条件为V级围岩和Ⅳ级围岩，最大开挖宽度15m，最大开挖高度13m，属浅埋隧道，最小埋深仅5m。隧道地处广州市与佛山市的交界处，地质条件差，地基受地表水影响大，[第一段]     

梅花山隧道进口浅埋段定位导向跟管钻进法长大管棚施工技术

赣州至龙岩铁路梅花山隧道进口段地势低洼,且埋深较浅,洞口偏压,采用水平导向跟管钻进法一次性完成60 m长管棚超前支护,该施工技术可有效解决大管棚搭接及工作空间无法在超浅埋地段实现的难题,为类似山岭隧道的超浅埋施工提供经验。     

高精度重磁技术在铁矿采空区勘察中的应用研究

研究目的:在铁路选线地质勘察中,铁矿采空区勘察是一个较新的的课题。在地震与电磁法等常规方法勘察的基础上,针对铁矿的成矿特点与采空特征,应用高精度重磁测量技术对此进行了卓有成效的尝试,并对各种技术方法的优势和互补性进行了探讨,获取了铁矿采空区的物探异常响应特征,形成了一套有效的工作方法。研究结论:通过邯长铁路涉县铁矿采空区的勘察,以高精度重磁测量为主的综合物探技术取得了较为理想的应用成果。高精度重磁测量、地震映像、瞬变电磁测深及密点距直流电测深等方法,其资料相互对比验证,准确的圈定出采空异常区并划定采空区边界,为采空区评价和铁路选线提供了有力的地质依据。本项目所获得的工作经验,对类似情况的铁路地质勘察具有很强的指导性意义。