凝灰岩地区山岭隧道勘察物探解译技术探讨

物探技术是隧道勘察工作中重要的技术手段,通过获取连续的地下深部岩体地球物理特征差异,探测隧道洞身段断层破碎带、节理密集带、岩性变化带等不良地质体的埋深和规模。本文基于某油气管道工程多处越岭隧道勘察工作实践,对勘察发现的物探低阻异常带进行分析和地质解译,通过地质测绘与钻孔相互验证进行物探再解译,探讨凝灰岩地区越岭隧道勘察物探解译规律,为该地区类似隧道工程勘察物探解译工作提供参考。     

超声波成像钻孔电视在工程勘察中的应用

介绍了超声波成像系统的工作原理,利用超声波成像钻孔电视对大亚湾场址的4个钻孔进行了测试,并统计了结构面产状、间距和RQD,与岩芯和地面结构面统计结果进行了系统对比研究。超声波成像系统具有以下几方面的优点:它可以对地表露头和岩芯结构面统计结果进行校正和补充,评价深部岩体质量;其次,还可以针对不同类型仪器来选择其探头在钻孔中的安装位置,确定最大主应力方向,以及对部分工程质量进行检测。超声波成像钻孔电视已在工程勘察、水利工程、土木工程和采矿工程等领域得到了广泛的应用,是地学界非常有用的一种勘探技术。     

CT成像技术在芹菜垭隧道超前地质预报中的应用

芹菜垭隧道是"柏火线"的关键工程,围岩节理发育,地质构造复杂,岩体破碎.施工中为减少和避免地质灾害发生,采用CT成像技术对隧道工程地质进行了超前预报.CT成像技术利用地震波走时资料反演地质体内部结构和吸收系数分布.探测结果表明:CT成像技术采用空间观测系统有效提高了速度分析精度和构造定位精度,成功地解决了芹菜垭隧道地质超前预报问题.     

超声波钻孔成像技术在岩体质量定量评价中的应用

岩体质量分级工作是各类重大基础设施工程前期工程勘察阶段的重要基础研究工作,利用传统的人工岩芯编录开展岩体质量评价已无法满足日益精细的定量化工程建设需要。超声波钻孔成像技术可以精确测定钻孔所揭露各类结构面的产状信息、赋存状态和分布特征,极大地改善传统人工方法中的不足之处。本文提出利用超声波钻孔成像技术代替传统的人工编录和测定岩芯参数的方法,基于高精度的超声波钻孔成像数据计算岩体质量指标IRMI、结构面密度、体积节理数J_v、软弱结构面影响系数K₂等定量化指标,可以极大地提升岩体质量评价结果的精度和定量化水平。研究工作利用一个钻孔展示了这种新方法的可行性和优越性。研究案例表明,通过该技术得出的岩体质量指标更加准确、高效,在岩体质量评价上适用性较强,为今后岩体质量评价向定量化、高精度方向发展提供了新的技术方法。     

综合钻孔探测技术在水下隧道围岩结构勘察中的应用

目前,常规水下隧道围岩结构勘察结果不够精细,单一勘测技术很难取得好的勘探效果,为了在充分利用有限勘察钻孔的情况下,获取更多有效的地质数据,在大连地铁海底隧道前期勘察中,采用了钻孔摄像技术、钻孔雷达技术与钻孔声呐技术相结合的综合钻孔探测技术,三种技术优势互补,相互验证,综合解译,在水下隧道围岩结构的不良地质体及贯穿溶洞的规模勘察中发挥了重要作用。应用结果表明:钻孔摄像技术能够有效观测孔内岩体的结构特征;钻孔雷达技术能够有效判断出钻孔外围可能存在的异常结构体;钻孔声呐技术能够有效发现和测量出贯穿钻孔的溶洞。综合钻孔探测技术能够实现勘察钻孔区域范围内的岩体结构精细勘察,有利于提高勘探结果的准确性与可靠性,对今后类似的水下隧道工程勘察具有借鉴性。     

虎跳峡龙蟠右岸斜坡变形的地质力学机制探讨

龙蟠为拟建虎跳峡水电站的比选坝址之一，其右岸斜坡发育大规模的松动变形岩体。结合晟新钻孔、平硐等工程地质勘察和CSAMT法物探资料，在分析区域地质环境效应和剖析斜坡岩体变形特征的基础上，否定了该斜坡为“古滑坡”的定论，并基于其特殊的斜坡地质结构和特殊的地质孕育环境提出了斜坡岩体变形的地质力学机制：断裂活动的构造挤压作用造成了近岸岩体的深层破碎；区域构造应力场的转化使岩体呈先压后拉的受力效应，地壳抬升、河流下切使深部岩体卸荷一拉裂和斜坡后部反倾的软硬相间地层发生了弯曲一蠕变和局部倾倒变形；以坡脚深厚覆盖层压缩和塑性变形为主因，斜坡后期主要表现为岩体的局部错滑、扩容等自适应性结构调整和追踪顺坡向结构面的累进性破坏变形，但尚未形成贯通性剪切变形带。龙蟠斜坡的地质结构和变形模式在虎跳峡工程区具有代表性，因此，该结论不仅为虎跳峡电站龙蟠坝址抉择提供了理论依据，也为分析库区斜坡成因演化和评价其稳定性奠定了基础。     

不连续介质岩体隧道三维数值模拟分析

结合东北地区某隧道工程的地质条件和工程特点,考虑岩体结构面的分布,利用自行开发研制的GeoSMA1.0系统建立了三维数值模型,并对该隧道的稳定性进行了分析,为该工程的设计和施工提供借鉴.     

大口径钻探在水利工程建设中的应用

在水利水电工程建设中,工程地质勘察是必不可少的重要环节。工程地质勘探、基岩的物理力学性质、工程地质和水文地质条件等等,都是勘察研究的主要内容。特别是,在遇到对工程安全具有危害的产状缓平的软弱岩层和构造复杂的破碎岩石,往往用一般钻探方法无法取得岩芯;靠打平洞、挖竖井或槽探,则时间长,耗费大,还容易发生人身事故,况且由于开挖爆破,破坏了岩体的原来结构,取不到可靠的地质资料,直接影响     

深部岩体的构造和变形与破坏问题

随着经济建设与国防建设的有断发展，地下空间开发不断走向深部，如逾千米乃至数千米的矿山（如金川镍矿和南非金矿等）、水电工程埋深逾千米的引水隧道、核废料的深层地质处置、深地下防护工程（如700m防护岩层下的北美防空司令部）等。伴随着深部岩体工程响应发生了一系列新的特征科学现象，这些特征科学现象与浅部岩体工程响应相比具有迥异的特点，而且用传统的连续介质力学理论无法圆满地进行解释，从而引起了国际上岩石力学工程领域专家学者的极大关注，成为近几年该领域研究的热点。根据深部岩体的构造特点、高地应力及含能和非协调变形的特点，围绕深部岩体工程响应发生的静、动力特征科学现象，提出了深部岩体的构造和变形与破坏需要研究的科学问题。     

综合地球物理方法在巫洋隧道勘察中的应用

福州永泰三环公路巫洋隧道为长大埋深隧道,其勘察除利用了钻探方法,同时采用了高密度电法和EH4电磁成像系统等综合物探方法,划分了长大埋深隧道的地层界限、确定了断层破碎带的位置,为隧道围岩级别划分及工程地质条件评价提供了依据,也为长大埋深隧道提供了一种新的综合勘察方法。     

天古崖隧道施工实践

详细论述了岢岚-瓦塘铁路专用线天古崖隧道在垂直构造节理发育，局部构造裂隙发育，岩体破碎，岩溶发育的地质条件下的施工方案和技术措施，以积累隧道施工经验，保证隧道的安全、快速施工。     

多种勘察技术在马峦山隧道断层勘察中的应用

在山岭隧道工程中,断层对工程区围岩稳定性和施工安全具有重大影响,在勘察阶段查清线址范围内断层的空间展布特征对于指导设计、施工具有重要的意义。依靠传统地质调绘、钻孔取心勘察等方法难以验证地表以下深埋断层构造特征参数。本文结合深圳马峦山隧道工程勘察,在传统勘察手段的基础上,综合运用物探及孔内成像技术对隧道线位区域内断层分布特征进行了精确勘察,确定了断层的产状、倾角、走向等地质特征,分析了断层分布与隧道线位的空间相对位置关系,评价了断层对工程的影响,提出了围岩分级方案,为项目拟建线位的稳定、设计、施工提供了有力支持,实际施工过程验证了勘察结果的正确性。     

北京市水电物探研究所

TGP系统在隧道洞壁钻孔中布置接收与激发装置．实现隧道地震反射波和绕射波采集。现场预报测量时间短．预报距离大，以地震波偏移图、回波点位置图、极化分析图及估算介质速度图等实现对构造破碎带、岩性接触带、软弱岩层带和岩溶发育带等不良地质条件的推断和隧道围岩工程地质性质评价。     

黑山隧道震旦系围岩地质特征分析

由于黑山铁路隧道中的混合岩、砂岩、砂岩夹泥岩、砾岩、砾岩夹泥岩受地质构造、高地应力和地下水的影响,岩体较破碎,局部地段岩体破碎,拱部围岩稳定性相对较差,围岩级别及支护措施调整较多。本文通过对黑山隧道工程工程地质、水文特征、地应力、岩体特征等情况的研究,分析围岩调整原因及施工措施并得出了相关的结论,为黑山隧道工程施工中遇到的主要地质问题提供了解决依据。     

中国锦屏地下实验室二期工程安全原位综合监测与分析

 中国锦屏地下实验室是目前世界上埋深最大的实验室。以中国锦屏地下实验室二期(CJPL–II)工程为研究对象,通过变形、开裂、弹性波、扰动应力、微震、声发射、三维激光扫描、岩体结构面遥测、爆破振动测试等原位综合监测手段,实时获取深部地下实验室开挖全过程的岩体响应及其演化特性,实现对深部岩体微观到宏观多尺度破裂、隧洞表面到岩体深部变形的综合监测。研究工程场址的地质辨识方法,给出深部复杂地质结构条件下的地质分区,结合真三轴、结构面实验和地应力测试,揭示各实验室开挖过程中不同的变形特征和破坏模式,实时捕获了深部工程灾害变形破裂的前兆信息,有效预警了岩爆和塌方工程灾害,确保了实验室施工全过程的工程安全。研究成果和基础数据为中国锦屏地下实验室安全建设运行、探讨深部岩体力学与工程科学难题均具有十分重要的意义。     

地铁隧道缓冲爆破技术在软弱岩层中的应用

在软弱岩层中进行城市地铁隧道爆破开挖容易造成周围岩体松弛,出现围岩松动、超挖甚至塌方等危害。以新疆乌鲁木齐地铁1号线10标段区间隧道施工为背景,通过爆破破碎效果研究,得出了爆破施工对周围岩体的影响范围及大小,结合围岩的物理力学性质及地铁隧道复杂的环境条件,提出了地铁隧道穿越软弱岩层缓冲爆破施工措施,保证隧道周围软弱岩层的稳定及施工安全。研究成果可为今后类似工程在爆破开挖及围岩稳定性控制等方面提供理论依据及实践经验。     

基于钻孔电视和声波测试的某地下水封洞库岩体质量初步评价

钻孔电视测试和声波测试作为定量或准定量的测试手段,可为岩体质量评价提供准确的数据,已被广泛应用于地下工程勘察中。在某拟建地下水封洞库选址勘察中,对拟选库址区布置的两个钻孔进行了钻孔电视测试和声波测试,获取了大量有效可视的钻孔岩芯定量数据和岩体波速数据。通过数理统计的方法对这些测试数据进行了分析,并运用改进的地下水封洞库岩体质量分级体系(UWCQ)对钻孔深部岩体质量进行了初步评价,评价结果可为洞库选址和后续设计提供重要决策依据。     

TSP超前地质预报地震波反射特性研究

深埋隧道工程地质和水文地质条件复杂多变,盲目施工常会造成突水、突泥(涌砂)和塌方等安全事故,深入细致的超前地质预报工作是隧道信息化设计和施工的重要依据之一.以高风险岩溶隧道沪蓉西高速齐岳山隧道为工程背景,结合地震波传播理论和TSP超前地质预报实践,研究了岩溶隧道内断层破碎带,泥夹石充填型、软弱夹泥充填型、地下水充填型和无充填型溶洞,以及富水岩层的地震波反射特性;提出了以深度偏移为主要依据,并结合反射层图、反射事件表、纵横波速和岩体物性参数分析的预报方法,该方法可以有效提高TSP对断层破碎带、溶洞、和地下水的超前地质预报效果,对类似工程具有一定的借鉴意义.     

综合物探在某隧道病害处理中的研究及其应用

在隧道病害处理勘察时,电磁波CT是最有效的物探勘测方法之一,它能较准确的反应出地下地层的基本情况。在成果分析时,需要结合钻孔资料作为参考,但当钻孔取芯率低,不能提供钻孔资料时,往往会大大降低物探资料的准确性。某隧道病害处理项目,电磁波CT法很好的反应出了孔间岩体破碎的区域,在精细划分岩体破碎程度上,由于钻孔取芯率太低,无法提供物性参数。为解决这个问题,在勘测时,加入了钻孔电视法。根据钻孔电视提供的物性图像,再结合电磁波CT成果,通过两种方法的联合,大大消除了物探资料的多解性,既提高了数据的可靠性又满足了对分辨率的要求。     

地质雷达在凤凰山隧道中的应用

以山西凤凰山隧道工程为例,通过采用美国劳雷公司SIR-3000型地质雷达对隧道掌子面的测试,成功的预报了隧道掌子面前方的岩层含水区及裂隙破碎带的区域,为提高黄土隧道的施工安全性和可靠度提供了必要的基础信息。