地质雷达在岩溶隧道超前预报中的应用

地质雷达是一种广泛用于地质探测的高频电磁脉冲波技术.针对湖北大广南高速公路建设中紫荆山岩溶隧道实际工程,为了探明隧道周边岩溶等不良地质体,采用地质雷达中连续测量方法进行信号采集,并通过增益调节、滤波处理等方法对采集信号进行处理.通过结合裂隙、溶洞、富水岩体三个典型实例,分析并总结了它们的地质雷达反射波的具体特征,分别表现为节理裂隙反射波同相轴杂乱、岩溶裂隙反射波的带状分布、溶洞反射波的 “双曲线反射”、富水岩体反射波的主频显著降低和能量迅速衰减等.这些特征有助于断定出不良地质体的具体位置和规模,从而为保障隧道的安全施工提供了一定依据.     

TBM掘进前方不良地质与岩体参数的综合获取方法

TBM在穿越断层、破碎带、岩溶发育区等不良地质时有时出现突涌水、塌方、卡机等灾害事故,导致TBM掘进效率低下、工期延误甚至是TBM机械损坏和人员伤亡。出现上述问题的一个主要原因就是TBM工作环境极为复杂,难以提前获取前方不良地质与主要岩体参数。因此,提出了一套以地球物理超前地质预报和基于“岩-机关系”预测岩体主要参数的解决方法。在该方法中,采用三维地震超前预报技术远距离识别和预报断层、破碎带、大型溶洞等不良地质;采用三维激发极化获取掌子面前方含、导水地质构造;采用机器学习的手段挖掘TBM机械电液参数与主要岩体力学参数的关系,并初步实现了TBM前方岩体单轴抗压强度的预测。以上述三种方法为核心,提出了TBM前方不良地质与主要岩体参数的综合获取方法及其流程,在实际工程中得到了验证。实际案例表明,综合获取方法可为TBM安全、高效掘进提供前方不良地质和单轴抗压强度信息,并为TBM掘进方案决策提供依据。     

地质雷达在米亚罗隧道超前地质预报中的应用

地质雷达是浅层地质勘探的有效方法,应用于预报裂隙带、断层破碎带、富水区围岩、岩溶洞穴等不良地质灾害。本文结合米亚罗隧道施工进行超前地质预报,通过对雷达波穿越该隧道不良地质的反应特征的分析,对不良地质和掌子面前方岩体构造情况做出准确预报,为保障施工安全提供有效指导。     

高风险岩溶隧道突水突泥灾害前兆规律与应用研究

隧道突水突泥会对工程建设带来巨大的安全隐患和经济损失,逐渐成为高风险岩溶隧道施工急需解决的关键科学技术难题。在系统收集整理大量岩溶隧道突水突泥实例的基础上,总结出包括地下水、岩组、地质结构面、岩层产状、沉积期古剥蚀面、地形地貌和降雨等7大主要地质影响因素,研究了岩溶水体和不良地质体在地球物理场上表现出的响应特征,即在地震波、电磁场的传播过程中,遇到该类介质时某种特殊的前兆信号信息,解译岩溶水体和不良地质体在地球物信息场上的响应特征,辨识导致灾变的前兆信息,并在实际隧道工程施工中得到了成功的应用,对建立突水突泥预测预报方法具有非常重要的理论价值和工程指导意义。     

石家峡水库坝址区岩体抗滑稳定分析及处理方法研究

坝基和坝肩岩土体的抗滑稳定性对水库枢纽工程的安全运行及工程投资起至关重要的作用,石家峡水库为混凝土重力坝,坝肩、坝基工程地质条件较为复杂,右岸下部溶蚀裂隙及褐铁矿化、碳酸盐化蚀变发育强烈,对坝基、坝肩的滑移稳定将产生较大影响。文中运用极射赤平投影和理论计算方法,对两岸岩体中各种结构面进行抗滑稳定性分析,并对抗滑不利的部位提出了固结+帷幕灌浆处理措施,解决了坝体及岸坡岩体抗滑稳定问题。     

高速公路岩溶隧道综合超前地质预报研究

岩溶地区隧道等地下工程施工过程中,对掌子面前方不良地质体的发育情况进行准确及时预报,是当前隧道设计施工中亟待研究与解决的关键问题.本文首先总结分析了各种常用的超前地质预报方法的优缺点,在岩溶隧道中继承、发展前人超前地质预报的思想;然后重点介绍和分析了成功的隧道超前地质预报工程实例.在坚持长短结合、地质与物探结合、合理搭配、贯穿全程的基本原则下,综合超前地质预报技术和方法能很好地预报掌子面前方岩溶的位置、规模、形态和填充情况,验证其适合复杂地质条件下岩溶隧道的超前地质预报工作.此工作对岩溶地区高速公路隧道超前地质预报工作提供一定的帮助和指导.     

别岩槽隧道大型突水溶腔综合地球物理特征分析

别岩槽隧道为建设中的复杂岩溶风险隧道,曾发生溶腔突水事故,该隧道在勘测设计阶段采用了综合物探技术对隧道不良地质体进行普查,在隧道施工阶段又采用超前地质预报手段配合施工掘进。本文通过该大型突水溶腔地面及洞内综合物探异常的分析,总结出如何利用综合地球物理特征,提高在复杂岩溶隧道的勘测设计及施工中对该类危害巨大的不良地质体的认知能力,从而指导施工,最大程度规避地质灾害。     

综合物探在某水库坝基勘测中的应用研究

为满足混凝土重力坝对坝基岩体的基本要求(需建在坚硬基岩之上),需要查明坝址区基础岩体顶面以上覆盖层厚度及变化情况,并探查建基岩体内部是否存在地质缺陷。文中详细介绍了高密度电法、地震映像法、瑞雷波法等物探技术在山西某水库大坝坝基勘测中的应用情况,基本查明了第四系覆盖层厚度的变化规律,揭示了坝基岩体中的风化凹槽,取得了翔实的技术资料,为水库工程设计提供了可靠的科学依据。该实例表明合理利用各种物探方法的技术优势,可以达到取长补短、相互验证的功效,进而提高物探测试成果的可靠性和准确性,为工程建设与安全保驾护航。     

地质雷达信号的Kirchhoff偏移技术在小型充填溶洞探测中的应用

在岩溶地区隧道施工中,岩体原始应力场遭到破坏,常引起富水岩溶区充填型溶洞的突泥或突然坍塌,成为主要的施工风险源。由于地下介质的复杂性和电磁波在介质中的衍射和绕射,使得探测目标的位置相对真实位置出现偏移,降低了预报的准确性。针对以上问题,首先进行了富水岩溶区域型充填溶洞不良地质的发生发展规律研究;然后分析了基于中心差分解的Kirchhoff偏移理论,表明其在重建反射信号记录剖面和得到剖面的精确空间形式方面的可行性;以一个钢筋混凝土结构中主钢筋的探测应用为例验证了偏移方法对探测目标定位的提高作用;最后,以一个隧道为实例,结合地质发展规律,通过对物探方法多解的排除分析,较准确地探测出了充填小溶洞的空间位置分布,证明了在地下复杂介质中基于偏移技术的富水岩溶区域不良地质的短距离预报方法是有效性。     

微动技术在大连地铁岩溶勘察中的应用

大连地铁5号线沿线区域岩溶发育,前期勘察阶段受勘察手段和钻孔间距限制,存在较多岩溶勘察空白区域,给地铁盾构施工带来极大的地质隐患和技术风险。因此采用微动新技术,查明复杂城市环境条件下地铁沿线隧道洞身影响范围内岩溶的分布及发育情况。在微动解译的岩溶异常靶区布置钻孔验证,同时采用高精度跨孔地震CT对岩溶规模进行扫描。对比分析表明,微动二维视S波速度剖面能够直观、准确地显示地下地质体高低速地球物理性质,对低速岩溶地质体的规模、形态刻画精度与钻探揭露、地震CT探测精度基本一致。由此可见,微动是一种抗干扰能力强、场地适用性广、成果解释可靠的新方法,尤其适用于复杂城市环境下地质勘察工作,具有经济、高效、无损、快速的特点,建议在城市轨道交通不良地质体勘察工程项目中推广应用。     

引汉济渭工程三河口水库拱坝坝基岩体质量特征与建基面优化选择

研究坝基岩体质量有助于合理选择建基面,为工程设计、施工和安全运行提供科学依据。以引汉济渭工程三河口水库拱坝坝基岩体为研究对象,通过对坝基开挖揭露的岩体重新进行勘探试验,利用勘探孔进行孔内电视、纵波波速及变形模量等测试工作,对坝基岩体风化特征、结构特征、变形模量与纵波波速关系等问题进行综合分析研究,特别是对坝基局部的断层破碎带及碎裂岩体能否利用等问题进行了具体分析,并对坝基岩体质量进行了工程地质分类,选出了符合实际的建基面,使大坝建基面高程由原来的501.0 m抬升至504.5 m,优化了坝基开挖深度,减少了坝基处理难度与混凝土浇筑量,缩短了工期,节约了工程投资。     

TSP在岩溶区山岭隧道预报中的应用研究

岩溶隧道水文和工程地质条件复杂多变,难以在勘察阶段探明可能引发施工期地质灾害的不良地质体的具体位置、规模和性质. 为了避免因盲目施工而造成的突水、涌泥和塌方等事故的发生,迫切需要对施工期的隧道超前地质预报进行研究. TSP隧道地震预报系统可以有效预报掌子面前方100～150m以内地质体的位置、规模和性质. 采用TSP超前地质预报技术对岩溶隧道进行探测,并对多个成功预报实例进行深入分析,归纳了溶洞和暗河等在TSP中的具体反映,总结出洞穴和暗河的判识规律,对类似地质条件下的超前地质预报工作具有一定的指导意义.     

层次分析法在岩体工程地质特性评价中的作用

研究坝基岩体工程地质特性的分区(带)特征及控制因素,用系统工程中的层次分析方法,提出用工程地质特性权数I和Id评价岩体,指导工程设计、坝基开挖深度、处理范围等。     

软岩地基上修建重力坝的探讨

结合黄河上某水利枢纽坝址区的地质情况,讨论在软岩地基上,尤其是有软弱夹层存在的岩石地基上修建重力坝可以考虑采取的几种方案.选取几个设计工况,对方案2的断面形式分别采用材料力学法和有限元法进行应力计算,在坝体表面和内部均未出现较大拉应力,满足设计要求.     

水库坝基综合地球物理勘察技术与应用

水库坝基地质条件关系到大坝建设质量,其前期的勘察工程至关重要。目前,利用物探与钻探工程相配合,可以获得坝基土岩介质较为丰富的勘察资料。结合地震折射波和并行电法对新建水库坝基进行勘察,确定了土层埋深、岩体风化带等特征参数,为坝基处理与施工提供可靠的依据。应用实践表明,利用综合物探方法可以提高对地质异常的判断能力,效果良好。     

高拱坝可利用岩体标准的确定

为确定高拱坝可利用岩体及其标准,以拉西瓦水电站双曲薄拱坝为例,考虑到建基岩体的自身稳定和上部结构的安全,从岩石强度和岩体承载条件、建基岩体的变形模量条件、岩体风化及坝顶以上高边坡条件、岸坡应力环境条件等4个方面,分析了高拱坝可利用岩体及标准.     

林溪水库帷幕灌浆效果分析

林溪水库主坝坝址工程地制裁条件较差,坝基渗漏严重,经过坝基防渗补强灌浆,加强了坝基质量,减少了渗漏,经三年多的水库运行观测和对灌浆效果的分析评价,认为设计符合实际,灌浆效果显著,达到了防渗补强之目的。     

基于非线性有限元的高拱坝坝肩稳定性分析-研究生论坛

处于复杂地质条件下的拱坝,坝肩岩体稳定性问题是其发生事故的重要原因之一。某水电站拱坝右坝肩发育有靠近坝体的蚀变集中带及沿该集中带的多条断层,左坝肩在坝肩槽不同高程有多条断层出露,地形地质复杂。为了正确合理地研究其坝肩岩体的稳定特性,根据水电站坝址区地形地质条件,充分考虑拱坝左右坝肩的主要断层及蚀变带等不利地质构造,建立三维有限元模型,模拟拱坝及坝区岩体在正常运行及温降工况下的应力场,采用点安全系数法分析坝肩岩体在加固和未加固的情况下的稳定性,并运用综合强度储备法评价坝肩的极限承载能力。研究结果表明,坝肩岩体点安全系数均处于合理范围内且相对较高,综合安全系数相对较大,说明坝基加固措施合理有效,坝肩具有较强的承载能力。     

大坝建基岩体物理探测方法应用

大坝建基岩体弹性波检测工作是检测建基岩体施工质量的重要手段,是保证设计要求,确保坝体安全的重要措施,通过地震波法、超声测井法、声波跨孔法等多种综合物探方法的检测,提出岩体量化的物理参数,在大坝特定的基岩条件下,为工程界定建基岩体的质量提供有价值的判据。工程上较常用的有弹性波法评价建基岩体质量、声波波速随钻孔深度变化的曲线来确定爆破影响带、了解断层破碎带或裂隙密集带平面影响范围和垂向影响深度、通过基岩灌浆处理前后弹性波的变化来评价处理效果、其检测成果为工程质量评价和验收工作提供了重要依据。