新余北站覆盖型岩溶综合物探勘察技术研究

杭长铁路客运专线穿越可溶性岩石区域长度约200 km,大部分为覆盖型岩溶,塌陷现象严重。本文综合利用物探技术中的高频电磁法、激发极化法以及瞬态瑞雷波法,对新余北站DK696+300—DK696+400进行了综合岩溶勘探,分析确定测区潜在岩溶空洞区域,并对物探结果进行了钻孔验证。物探和钻探结果均表明,新余车站测区岩溶较为发育,局部存在较大范围溶洞,需针对不同类型溶洞采同不同的加固处理方法;钻探手段得出的异常体范围较物探手段小,是由于测区强风化层裂隙发育所致,但钻探揭露的异常体位置大多在物探手段圈定的范围之内。     

平果车站岩溶发育特征及工程处理

平果车站在不到两公里范围内发育三条暗河，经地质测绘、物探、钻探等综合勘测后，查明了暗河发育的地貌，地层岩性、地质构造及水文地质条件，以及平果车站和区间范围内分布岩溶的规律、特征、为整治工程提出了具体的处理意见。     

地质雷达结合地质钻探法在某隧道隐伏岩溶探测中的应用

地质雷达探测法利用高频电磁脉冲波探测介质的物性差异,能够快速准确地探明隐伏岩溶发育的规模、大小以及深度。本文简要介绍地质雷达探测法的基本原理及方法,某隧道在施工期间揭示大型岩溶,使用这一物探技术探测岩溶发育情况,并结合地质钻探法进行补充勘查,为该隧道的岩溶治理提供科学客观的依据。     

华北丘陵区某隧道岩溶发育特征及处理措施研究

以华北丘陵区某岩溶隧道为例,为探明该隧道岩溶发育规律及成因,并据此提出具体的施工处治措施。对该隧道工程地质及水文地质特征进行综合分析,并在勘测及施工期间进行地质测绘、超前地质预报及地质雷达等一系列工程地质和物探工作。结论:该隧道岩溶为地下水沿裂隙溶蚀形成的竖向为主、弱发育、裂隙型无充填物岩溶;探地雷达及超前水平钻相结合的超前预报对隧道岩溶探测效果良好有效;采用"超前预报、注浆固结、超前支护、堵排结合、加强监测"等手段,对不同位置不同类型的溶腔进行针对性处理,现场显示处治措施效果良好。     

地震波CT技术在高铁岩溶勘察中的应用

在岩溶发育区域进行高铁地质勘察工作时,为了解决传统的钻探勘察方法周期长、成本投入高等问题,基于跨孔地震波CT成果和钻探成果进行综合分析,得出了可靠的勘察资料。研究表明,(1)将地震波CT技术应用于沪昆高速铁路桥梁工程的桩基勘察中,岩溶结果符合率达到75%以上;(2)采用该方法可以快速揭示岩溶发育区域的地层情况,弥补了钻探勘察周期过长的不足;(3)综合分析地震波CT和钻探勘察成果,认为该墩台处存在较大的古岩溶槽;(4)受被探测岩土体空间赋存条件的限制,后期需要结合钻探成果进行二次或多次复解,以提高解译成果的可靠性。     

物探技术在越岭隧道选线中所发挥的作用

研究目的:铁路越岭段工程艰巨,且直接影响线路走向、工程投资和施工安全等重大问题,往往有多个方案进行比选。越岭段线路高程大、隧道埋深大、地形地质条件复杂,仅靠大面积区域地质调绘和钻探等地质手段很难查清方案地质问题。如何科学地、合理地发挥物探技术在铁路越岭隧道选线中的作用是我们铁路勘探者一直在思考的问题,本文以集通线越岭段勘探为例,研究物探技术在铁路隧道选线所发挥的作用。研究结论:物探技术能够查明隧道断层等不良地质构造、岩性分界、地下水发育情况,为隧道围岩分级提供依据;科学指导钻孔布设并大量减少钻探数量;大大地降低勘测成本,缩短勘测周期,提高勘测质量。物探技术在铁路越岭隧道选线中作用凸显。     

壁板坡特长隧道岩溶发育特征与超前探测

岩溶是壁板坡隧道的主要不良地质类型,研究如何进行准确预报及分析岩溶发育特征,对隧道施工安全具有重要意义。根据实际揭露的岩溶,从纵向和横向两个方面,全面分析壁板坡隧道岩溶的发育特征,根据形状将岩溶分为长条型、半球型和点孔型。介绍壁板坡隧道TSP、地质雷达、红外探水及超前水平钻探相结合的综合预报方法,以左线某处溶洞为例,论证该综合预报方法的准确性,证明是适用于特长隧道岩溶地质超前预报的可行方案。     

贵广铁路坪山隧道岩溶发育情况分析

研究目的:通过对贵广铁路坪山隧道勘察与施工期间揭示的岩溶现象,分析该隧道岩溶发育情况及特点,提出地质勘察使用的勘察方法及施工阶段的工程措施意见,对类似地质条件的工程的勘察与施工提供一定的参考。研究结论:(1)线路尽量绕避岩溶强烈发育区,若无法绕避,线路应尽量远离典型岩溶微地貌单元区;(2)勘察时须充分利用区域地质资料开展大范围地质测绘,采用综合勘察手段进行隧道工程地质勘察,基本查清地表各种岩溶形态发育位置、高程、与线路关系等,有针对性布置勘探点及物探段落核实岩溶发育情况;(3)对于地下暗河附近的岩溶隧道,应充分调查研究暗河空间位置形态,分析暗河成因及特点,类比推测暗河对隧道洞身围岩稳定性的影响;(4)施工时可采取洞周超前预报、基底地质雷达探测及洞底地质钻孔相结合的方式进行。     

地震折射层析法在青藏铁路石膏岩溶勘察中的应用

石膏岩溶分布在我国比较少,青藏铁路格拉段雁石坪地区发育有石膏岩溶.2006年9月,在青藏铁路雁石坪以南约20 km处,铁路右路肩及路基边坡发生地表塌陷,对此开展了石膏岩溶专门工程地质勘察.本次中采用了地震折射层析法并结合钻探验证的方法,综合分析后,取得了准确的地质资料,为岩溶病害整治提供了可靠的依据.主要介绍了本次勘察采用地震层析法进行工程勘察的经过,结合钻探进行数据综合分析,对资料成果进行综合解译,绘制了详细的工程地质图,准确反映了本次塌陷区石膏岩溶的发育情况,最后提出了工程处理措施意见.     

城市轨道交通岩溶施工勘察方法应用研究

为了提高复杂城区环境条件下岩溶勘察的效率和精度,为城市轨道交通工程建设工作消除地质灾害隐患,依托大连某地铁岩溶补充勘察项目,采用微动、高精度瞬变电磁、跨孔弹性波CT及钻探方法对岩溶发育情况进行综合研究分析。首先采用微动、高精度瞬变电磁方法进行岩溶普查;在圈定的岩溶异常靶区内,有针对性地布设验证钻孔,并采用跨孔弹性波CT进行岩溶空间结构精细探查。研究结果表明:微动和高精度瞬变电磁在城区复杂环境具有较好的适用性,对岩溶具有较高的探测精度,解译的岩溶异常形态与钻探揭示的岩溶发育情况吻合率达到72.7%,说明本次岩溶综合勘察方案设计合理,可在其他城市轨道交通岩溶勘察中推广应用。     

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。     

岩溶地区修建客运专线勘察及设计对策研究

研究目的:宁安高铁地处长江以南丘陵地区,湖塘密布,地质条件复杂,铁路沿线可溶岩分布范围较广,碳酸盐岩分布的地段均有岩溶发育,溶蚀现象明显,岩溶发育程度多为中等发育和强烈发育,溶洞多呈串珠状,高铁建设面临的难题是如何有效查明自然地理和地质情况,根据溶洞发育程度,选择适宜的路基、桥梁方案,并做好结构沉降控制。基于此,本文开展岩溶地区勘察勘探方法及对应的结构物设计方案研究,从而保证设计的可靠性。研究结论:(1)岩溶地区勘察应精细调查分析,超前谋划组织,科学管理实施,宜采用钻探取芯试验、地震CT法和管波物探等新技术进行综合勘探,查明岩溶地段岩溶发育和分布情况;(2)岩溶强烈发育地段,考虑工程处理难度及费用,建议有条件情况以桥代路通过;(3)岩溶地段路基宜根据"先探后灌、探灌结合"的原则进行注浆动态设计;(4)岩溶区桥梁桩基础宜根据逐桩钻探资料,布置桩基基础展布图,桩基础需要穿透溶洞,支撑于底部稳定的基岩上,采用不等长桩设计;(5)本研究成果可为岩溶地区地质勘察勘探及结构物地基设计提供理论指导和科学依据。     

兖石线临沂某段岩溶路基塌陷勘察与分析

兖石线临沂某段两线间及上行线右侧路肩、路基边坡、坡脚、取土坑于2008年9月突然发生多次塌陷,对行车安全构成威胁.通过采用工程地质调绘、物探和钻探相结合的综合勘察方法,基本查清了塌陷区地质特征和岩溶、土洞发育及分布情况.研究和分析了塌陷产生原因,并对路基塌陷提出了合理的治理措施建议.     

某地铁车站土洞勘察与形成机理分析

在某地铁车站的岩土勘察过程中发现该工点有土洞发育,在地质调查的基础上,先采用物探法找出土洞发育的疑似点,然后采用钻探进一步验证。通过对结果的综合分析得出,此土洞由水井成井过程中形成,超静孔隙水压力使土的结构体产生剥落,而动水压力则使土的细颗粒产生迁移,两者共同作用,土洞不断扩大。该土洞对车站工程存在一定影响,应采取措施对土洞进行处理。     

地震CT和管波在长昆线岩溶勘察中应用研究

我国可溶岩地区分布范围极广,溶蚀裂隙普遍发育,这对铁路建设中桩基础的安全危害极大。传统方法通过钻探来进行岩溶勘察,不仅工作量繁重、耗资巨大,且通常岩溶发育情况复杂、现场施工干扰极大,严重增加了岩溶勘察难度。针对诸多问题,采用地震CT与管波探测法综合勘察,结合钻孔资料,对两种方法的岩溶勘察差异情况进行研究,并以长昆线怀化南站岩溶勘察为例,详细介绍了地震CT法及管波探测法在井间岩溶勘察的应用效果。     

黔张常铁路武陵山隧道岩溶发育特征及分布规律分析

在碳酸盐岩地区修建铁路,岩溶是主要的工程地质问题。本文通过地表地质调查、物探及钻探对黔张常铁路武陵山隧道的岩溶分布进行研究,阐述了测区岩溶的位置、范围、深度和形态特征,并从岩性、构造、地貌等方面分析了岩溶发育特征及分布规律,对测区岩溶发育强度进行分级,对岩溶空间分布与隧道的关系和岩溶地基稳定性作出初步评价,为工程设置安全性和线路方案合理性评价提供可靠依据。     

黔张常铁路驼马店隧道突涌水系统辨识

为查明驼马店隧道DK48+918突涌水岩溶发育情况及岩溶水系统结构特征,首先对隧道涌水形式、涌水量、压力大小等涌水特征进行综合分析,得出岩溶隧道突涌水与隧址区岩溶发育情况、岩溶水系统结构特征密切相关。其次系统总结岩溶突涌水系统辨识的方法和技术,最后采用水文地质调查、物探、钻探、地下水示踪试验及高分辨率水文监测技术等对DK48+918突涌水进行系统辨识。研究表明:隧道施工揭露了管道流顶盖,因强降雨、原管路淤塞引发突涌水,涌水主要来源于隧道东北侧溶丘洼地及漏斗地表汇水,涌水随降雨量动态变化大,计算最大涌水量为5万m~3/d,瞬时最大涌水量可达1万m~3/h。     

在建铁路隧道和路基基底岩溶物探技术探讨

研究目的:2013年11月17日中国铁路总公司工管中心下发《关于开展在建铁路隧道、路基基底岩溶探测工作的通知》,要求对在建铁路的隧道和路基基底岩溶开展物探。近3年来在贵广等线的在建铁路上通过开展大量的物探工作,在取得一些效果的同时也发现诸多问题,如物探成果资料难以满足岩溶病害整治设计的需要等,因此本文研究探讨所存在的问题,从而为物探工作正确定位和改进今后隧道和路基的岩溶探测方案提供依据。研究结论:(1)对于在建铁路隧道和路基基底岩溶物探,由于现场难以具备地球物理勘探前提条件、所选物探方法的局限性以及采用物探不能直接探测地下裂隙水等原因,只能部分解决隧底和路基基底的岩溶探测问题;(2)物探属于间接性勘探手段,并且为排除物探结果的多解性,应采用综合岩溶勘探手段,即选择30%的物探异常进行开挖揭示或验证性钻探;(3)当验证钻探资料表明岩溶特别发育时,应选择跨孔电磁波(地震波)层析成像法对岩溶进行比较精细的探测,为后续隧道和路基岩溶整治设计提供可靠的基础资料;(4)本研究成果可用于铁路隧道和路基的岩溶探测领域。     

大方山隧道岩溶水分带综合分析

研究目的:岩溶发育的垂直分带性已得到普遍认同,目前多数研究主要集中在分带现象的描述及如何规避岩溶风险进行选线上,而针对实际工程项目如何进行分带,采用何种方法进行分带的研究则较少。本文通过对大方山岩溶隧道采用工程地质及水文地质调绘、物理勘探、钻探等综合勘察方法,对隧道所在位置地下含水的强弱,泉点、暗河、岩溶洼地之间地下水相互关系,岩溶地下水的补给、径流、排泄条件,雨季、旱季岩溶洼地及隧道洞身地下水位测量等进行综合分析,以确定隧道所处分带。研究结论:(1)岩溶地下水分带应根据岩溶发育情况采用综合手段开展,遵循遥感、地质测绘、物探、钻探、监测、测试等各项工作的程序,循序渐进,相互配合;(2)大方山隧道岩溶段落地下水可划分为季节交替带和水平循环带;(3)根据地下水分带结果结合水文地质单元及选用相应的计算方法预测隧道涌水量,对施工时涌水、突泥风险进行预判;(4)本研究成果可对岩溶地区隧道所处地下水分带、涌水量计算方法的选定以及水量预测提供指导作用。     

综合物探在南岭隧道岩溶病害调查中的应用

京广铁路南岭隧道K1926~K1928地段岩溶病害整治前期,为查明病害的发育程度,延展方向及可能对隧道洞身的影响,采用了综合物探方法。根据综合物探所取得的成果,查明了该地段洞身附近岩溶、构造及地下水系的发育及延展方向,为后期的整治工作提供了重要依据。