地震CT结合地震映像法综合物探应用研究

研究目的:在铁路勘察过程中,经常遇到诸如采空区等地质隐患。对于这类不规则的地质隐患,物探勘探是一种有效的勘探方法。本文以地震映像法和地震CT法综合应用为例,为充分发挥两种物探方法的优点并互相补充,在测区先开展地震映像法以快速确定采空区的粗略空间展布,再依据地震映像成果布置钻孔,开展地震CT工作,精细探查采空的空间展布。结合工程实例,探讨方法的有效性。研究结论:(1)地震映像法和地震CT法各有优缺点:地震映像法能够高效快捷地确定采空区的平面位置,深度范围误差较大;地震C T分辨率高、可靠性好、图像直观、但需要借助钻探孔才能开展;(2)充分发挥两种物探方法的优点,能够有的放矢,在减少钻孔数量的同时,提高勘探的精度;(3)将两种物探方法综合应用在采空区勘探中是合理的、可行的,对类似的物探工作具有一定的指导意义。     

地震映像法在铁路隧道隧底岩溶探测中的应用

岩溶是基础设施建设的重大地质隐患,地震映像法因其具有快速、便捷的特点成为探测岩溶的重要手段。本文介绍了地质映像法的工作原理、工作流程和岩溶在地震映像图上的基本特征,并应用该方法对西南一高速铁路隧道隧底进行探测,探明了溶洞和溶蚀裂隙发育区。通过现场钻孔验证了地震映像法在岩溶探测中的准确性。对地震映像法数据的处理提出建议,确保地震映像图效果良好。     

综合物探技术在潍烟线金矿采空区勘察中的应用

为查明潍烟线灵山蒋家金矿采空区分布,针对测区内采空区空间分布复杂、埋深变化大,以及存在高压线、道路干扰等情况,选用测氡法、重力法、地震映像法以及天然源音频大地电磁法开展工作。测氡法和重力法可以发挥其抗干扰能力强,数据可靠等优势,为采空区平面范围的圈定提供依据;地震映像法可以进一步验证采空区范围;天然源大地电磁法可以满足采空区的勘察深度要求。研究表明,通过4种物探方法的优势互补、联合应用,精确划定了采空区的范围,研究成果对类似铁路采空区勘察研究具有一定的借鉴意义。     

地震映像剖面数值模拟研究

研究目的:在铁路勘探过程中,经常遇到采空区、软弱层等不良地质因素。对上述不良地质现象,地震映像法是一种有效的勘探方法。地下介质的复杂性决定了野外地震映像法采集波场资料的复杂性,资料解释和异常判别困难,有时甚至使方法失效。识别有效信号和干扰信号,可以提高资料的解释精度。研究结论:通过对实际模型的试算,有效地模拟了地震映像剖面。模拟剖面可以看到显著的物探异常,有效地反映了复杂结构中的波场形态和特征。研究表明,有限差分数值模拟不仅允许速度纵向变化,而且允许速度横向变化,更适用于实际模型,是一种行之有效的共偏移距剖面数值模拟方法。通过研究,可以更加准确地判定异常的空间位置和形态,提高探测精度,对实际的解释工作具有一定的指导意义。     

沂沭高烈度地震区选线综合物探

在遥感判释、地质测绘的基础上,采用了可控源音频大地电磁法、地震纵波反射、高密度地震等先进的方法技术,配合传统的电、磁、震等物探方法,对胶新铁路沂沭断裂带开展综合物探工作勘察。重点论述了各物探方法的作用及典型物探断面的效果分析,对地震纵波反射和人工源大地电磁法在活动性断裂勘察中所发挥的作用也做了实例分析。     

天然源面波法及地震映像法在采空区勘察中的综合应用

采空区勘察是铁路前期工作中的重要内容,其结果直接影响铁路选线工作。通过天然源面波法和地震映像法在浅层煤矿采空区勘察的联合应用,分析综合物探技术对采空区勘察的有效性和准确性。     

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。     

公路工程下伏煤矿采空区物探方法研究

研究目的:煤矿采空区是制约公路工程建设的瓶颈因素之一,采空区的探测是亟待研究和解决的工程科技难题。采空区具有隐伏性强、空间分布特征规律性差等特点,给公路工程带来较大安全隐患。物探方法是探测采空区的有效手段。本文结合工程实践,对煤矿采空区物探方法进行探讨,旨在为类似工程提供借鉴和参考。研究结论:(1)利用瞬变电磁法、地震反射波法、活性炭测氡法探测煤矿采空区是可行和有效的;(2)由于采空区自身的特殊性和地球物理方法的局限性、多解性,单一物探方法往往对地质异常体很难定性,采取多种方法相结合的综合物探技术显得尤为必要;(3)采空区勘察应采用资料搜集、地质调绘、物探、钻探等综合勘察手段,以达到相互补充、相互验证的目的;(4)实际应用效果表明,综合物探技术已成为解决煤矿采空探测的首选技术,能够较准确地圈定煤矿采空区范围,从而为公路采空区勘察及工程选线、采空区处治提供依据。     

铁路隧底隐伏岩溶综合物探技术应用

隧道隐伏岩溶对铁路施工及后期运营安全破坏性较大,且隐蔽性较强,是不容忽视的地质灾害。采用地震映像法结合地质雷达法,可准确探测溶洞和裂隙的位置,钻探验证表明,其探测效果较好。     

物探技术在隧底岩溶勘察中的应用研究

利用探地雷达和高密度地震映像综合勘察方法进行隧底岩溶探测,圈定隧底10 m范围内岩溶发育段落,保障铁路运营安全。结合不同地层的岩溶发育规律,与地下水的相互作用影响以及地震波、电磁波在岩溶发育区传播过程中,形成反射、绕射、散射等规律,采用综合物探技术探测。在地震映像探测中,采用落锤震源激发,组合检波器接收。结合工程实例,证明综合物探技术探测隧底岩溶的有效性,指出异常深度的确定方法以及物探成果图上仅存单一异常情况的处理分析。     

地震映像法在隧底岩溶探测中的效果分析

隧道隐伏岩溶在施工及后期运营中安全破坏性较大且隐蔽性较强,是不容忽视的地质灾害。通过分析总结地震映像方法在隧道隐伏岩溶探测中的外业数据采集、资料分析和整理、异常的地质解释等方面的经验,证明该方法在复杂铁路隧底岩溶探测中具有较好的可实施性和有效性。     

困难地形条件下地震反射在煤矿采空区的技术研究

研究目的:复杂地形地质条件下煤矿采空区的勘察,依据地震反射是主要的技术手段,技术难点是如何合理的布线,采用保真数据处理技术,准确获取高信噪比、高精度数据,本文对此进行研究,提出相应的技术措施。研究结论:通过对太中线临县地形复杂地区和黄土塬地区的煤矿采空区的勘探,采用地震反射进行了一次成功实践;勘察中沿自然沟谷弯线施工,利用自然出露的基岩可"避虚就实",个别地段采用加密炮和调头炮来提高叠加次数;并在地震反射弯线处理上,合理选取CDP共反射面元范围,处理精度显著提高,可以准确确定煤矿采空区边界,为铁路选线提供了有利的地质依据。     

钢轨超声检测中的变型波分析

对钢轨超声检测中发现的裂纹采用通用数字式超声波探伤仪进行手工复核时,发现轨腰裂纹反射回波后方存在1处未知异常反射,与钢轨探伤仪B显图不同。通过验证排除钢轨存在第2处伤损,证明异常反射是由裂纹改变声束走向产生的固定反射回波。这主要因为超声波探伤仪是按照理想条件下的横波检测状态进行参数设置,当波型转换发生以后,声波的传播速度及角度均与原定参数发生很大改变,导致接收到伪缺陷信号,而设备仍按照设定参数显示相关信息,从而误导探伤人员对反射信号的分析判别。指出钢轨螺栓孔及导电孔超声检测中也会出现波型转换现象,并给出其变型纵波及传播路径。     

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。     

瞬变电磁法在包西铁路小煤窑采空区勘察中的应用

查明小煤窑采空区对铁路地质选线、采空区处理意义重大。根据采空区的地球物理特征,通过实例阐述了瞬变电磁法在采空区探测中的实用性和有效性。     

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。     

地震波波速与围岩等级的统计分析

以TGP206A超前地质预报仪现场探测所得的同一岩性63个Ⅲ级围岩段、56个Ⅳ级围岩段的地震波波速为基础数据,对Ⅲ、Ⅳ级围岩的地震波纵波波速,纵横波波速比进行了统计分析。结果表明:Ⅲ、Ⅳ级围岩的地震波纵波波速,纵横波波速比的主要分布范围分别为:4 600～5 400 m/s、3 700～4 600 m/s;1.70～2.00、1.80～2.10;声波和地震波在探测范围上存在明显差异,两者不能按同一波速标准来推断围岩级别。     

综合物探技术在海域岩溶勘察中的应用

为了查明某海域岩溶的发育规模及空间形态特征,确保盾构顺利穿越海底岩溶区,有效降低海底隧道施工风险。依托大连地铁5号线某区间海域岩溶勘察工程,首先采用海域地震反射法及海域瞬变电磁法对场区岩溶发育情况进行分区,再利用跨孔弹性波CT法,查明单个岩溶发育特征、规模,最终达到高精度探测海底隧道岩溶发育规模、空间形态特征等的目的。勘察结果表明：(1)传统的水面物探方法能从宏观区域上划分岩溶发育区段,利用水域地震反射法划分2处岩溶发育区,瞬变电磁法划分36处岩溶发育区,并将整个勘察区间划分为岩溶微发育、岩溶中等发育和岩溶强烈发育3个区段;(2)受海水导电性限制,传统的水面及孔间电法类物探方法在海域岩溶勘察中不宜采用;(3)跨孔弹性波CT方法能较为精确的探测局部单个岩溶的空间形态,准确扫描出两孔之间的岩溶发育情况,在二维剖面上清晰反映溶洞与隧道洞身的位置关系。     

浅层地震反射与音频大地电磁在铁路采空区勘察中的应用

采用浅层地震反射法与音频大地电磁法进行综合勘探,做出物性综合解译,并进行钻探验证,查明了某采空区的平面分布边界、埋深及规模等空间形态,为铁路地质选线及地质灾害治理工作提供了科学依据。     

TSP法超前预报数据分析及探测技术研究

研究目的:由于隧道是地下修建的线状结构物,围岩状况较复杂,再受勘察技术的限制,在设计阶段完全准确地判断前方地质条件很难做到。盲目施工会造成塌方、涌水、涌泥、有害气体等地质灾害或安全事故,因此在施工阶段开展有效的监控量测和超前地质预报工作非常必要,利用观测和超前预报结果及时修正设计和施工方法使之适合实际的围岩状况,确保施工的安全性和经济性。目前隧道施工过程中完善地质工作也是我们迫切要解决的问题之一。本文通过对几条铁路部分隧道超前地质预报数据分析及探测技术进行深入研究。研究结论:(1) TSP法对能给施工带来安全隐患的断层、软弱的含煤地层及采空区、岩溶强烈发育区、含水体、节理裂隙发育区等的预报是比较准确的;(2)目前TSP法还不能对溶洞的形态、含水体的含水量及水压、煤层的瓦斯含量等进行准确判断;(3)在埋设接收器导管时应采用环氧树脂或锚固剂进行耦合,绝不能采用黄油进行耦合,只有这样才能保证P波—纵波、SH波—横波、SV波—横波的正常接收;(4)由于物探方法的多解性及间接性(通过围岩的物性参数来推测围岩的结构)的影响,TSP法只能对掌子面前方的物探异常进行定性和半定量解释,为了使物探地质解译更准确,需要用少量的超前水平钻探(含加深炮眼探测)进行验证或多种物探手段结合建立综合超前地质预报体系;(5)本研究成果可为岩质隧道超前地质预报的精确判译提供参考。