電磁成像技術(shù)在高原隧道工程勘察中的應(yīng)用

eh4電磁成像系統(tǒng)是csamt與mt結(jié)合的雙源型電磁法數(shù)據(jù)自動采集和處理的物探系統(tǒng)。本文介紹了eh4電磁成像系統(tǒng)的原理、特點(diǎn)、工作方法和資料處理。通過對寧武高速公路s4段隧道勘察,結(jié)合其它手段,成功解譯出了隧道的軟弱層、地下水及斷層破碎帶的位置。同時說明,該方法可對隧道的軟弱層、地下水及斷層破碎帶的賦存進(jìn)行超前的宏觀預(yù)測。

近些年來，大地電磁法勘探方法在公路隧道勘察中得以推廣應(yīng)用，并取得顯著成效。本文以莆永高速公路白土巖隧道為例，探討大地電磁法勘探的影響因素和成果分析，為大地電磁法勘探方法在公路隧道工程勘察中的應(yīng)用提供借鑒。

近些年來,隨著我國地面交通建設(shè)的不斷完善,一條條隧道工程實現(xiàn)了竣工通車,正所謂天塹變通途。隧道建設(shè)是一項事關(guān)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的民生工程,但在建設(shè)的過程中卻要面臨著種種復(fù)雜的地質(zhì)問題。從最初的擬建到后期的竣工驗收,整個工程勘察過程均需要借助物探方法,以便于針對不同的地質(zhì)情況采取相應(yīng)的施工工藝,確保隧道工程的使用安全。論文闡述了工程物探技術(shù)在隧道建設(shè)各個階段所發(fā)揮的作用,期望在今后的施工中,該項技術(shù)能夠得到進(jìn)一步的完善。

對于長大深埋鐵路隧道的工程地質(zhì)勘察,音頻大地電磁(amt)已經(jīng)成為目前最為行之有效的物探勘察手段之一。音頻大地電磁(amt)測深法利用天然電磁場信號為場源,觀測天然電磁場的時間序列信號,然后將時間序列數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為頻率域數(shù)據(jù),進(jìn)而計算出每個頻點(diǎn)的電阻率值和相位阻抗。野外采集的時間序列原始數(shù)據(jù),經(jīng)過robust處理和帶地形的二維反演,能真實反應(yīng)地下的地質(zhì)信息。通過近幾年在青海某鐵路隧道等工程的應(yīng)用,取得了較好的效果。

近些年來，隨著我國地面交通建設(shè)的不斷完善，一條條隧道工程實現(xiàn)了竣工通車，正所謂天塹變通途。隧道建設(shè)是一項事關(guān)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的民生工程，但在建設(shè)的過程中卻要面臨著種種復(fù)雜的地質(zhì)問題。從最初的擬建到后期的竣工驗收，整個工程勘察過程均需要借助物探方法，以便于針對不同的地質(zhì)情況采取相應(yīng)的施工工藝，確保隧道工程的使用安全。論文闡述了工程物探技術(shù)在隧道建設(shè)各個階段所發(fā)揮的作用，期望在今后的施工中，該項技術(shù)能夠得到進(jìn)一步的完善。

近些年來，隨著我國地面交通建設(shè)的不斷完善，一條條隧道工程實現(xiàn)了竣工通車，正所謂天塹變通途。隧道建設(shè)是一項事關(guān)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的民生工程，但在建設(shè)的過程中卻要面臨著種種復(fù)雜的地質(zhì)問題。從最初的擬建到后期的竣工驗收，整個工程勘察過程均需要借助物探方法，以便于針對不同的地質(zhì)情況采取相應(yīng)的施工工藝，確保隧道工程的使用安全。論文闡述了工程物探技術(shù)在隧道建設(shè)各個階段所發(fā)揮的作用，期望在今后的施工中，該項技術(shù)能夠得到進(jìn)一步的完善。

中心回線瞬變電磁測深法(tem),受地形及旁側(cè)地質(zhì)體的影響相對較小,對低阻體反應(yīng)敏感;更為重要的是其發(fā)射、接收均不接地,可以避免其它電磁法或電法接地不良對野外工作的嚴(yán)重影響。使用中心回線瞬變電磁測深法對鐵路深埋隧道進(jìn)行工程地質(zhì)勘察,就筆者所知在國內(nèi)還是第一次。通過與前期csamt法及后期綜合測井資料對比,其效果非常明顯。同時筆者也發(fā)現(xiàn)對電阻率較高的地質(zhì)體,由于渦旋電流衰減過快,晚期磁場觀測不到,其應(yīng)用效果不佳。通過本次工作,拓展了中心回線瞬變電磁測深法在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用領(lǐng)域,特別是對鐵路隧道中的斷層、破碎帶等不良地質(zhì)體的勘察。

鐵路隧道周圍一定范圍內(nèi)的巖溶洞穴及斷層構(gòu)造,都將對隧道施工產(chǎn)生安全隱患,本文闡述采用eh?4電導(dǎo)率成像系統(tǒng)的高頻大地電磁法能夠準(zhǔn)確快速的探測一定深度范圍內(nèi)的溶洞、斷層等地質(zhì)構(gòu)造,對施工區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和巖溶的賦存狀態(tài)進(jìn)行超前的宏觀預(yù)測,并將野外的成功實例進(jìn)行分析。

工程勘察鉆取的巖芯,無法直觀、準(zhǔn)確的反映地下巖層的原始狀態(tài)時,利用智能鉆孔電視成像技術(shù),解決這一難題,即應(yīng)用該技術(shù)可以直觀、準(zhǔn)確的反映鉆孔內(nèi)巖土層的初始狀態(tài)。

文章簡要介紹了eh-4電導(dǎo)率成像技術(shù)的原理,利用其在貴州西線高速公路槽箐頭隧道和惠水縣團(tuán)坡水電站引水隧洞的工程地質(zhì)勘探中,均收到了較好的勘探效果,表明eh-4電導(dǎo)率成像技術(shù)具有探測深度大、不受高阻屏蔽、勘探精度及工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。

該文以某鐵路隧道工程勘察為例,重點(diǎn)介紹了音頻大地電磁法數(shù)據(jù)的采集、處理、二維反演和復(fù)雜地形條件下對斷裂構(gòu)造、巖溶的勘探效果。實例表明,amt法在隧道地質(zhì)勘探中效果良好,為隧道的開挖提供了依據(jù)。

物探ct成像技術(shù)是目前最為先進(jìn)的工程物探技術(shù)之一,其技術(shù)基于地下介質(zhì)的物性差異,利用各種波源透視探測目的體及地質(zhì)現(xiàn)象的一種地球物理方法,可集多種功能于一體,以成本低、準(zhǔn)確性高、容易判讀等特點(diǎn)備受青睞。本文論述了電磁波ct成像技術(shù)的工作原理和方法,并介紹了某防水工程場地電磁波ct成像勘查應(yīng)用實例及效果。

電磁波ct成像技術(shù)是基于地下介質(zhì)的物性差異,利用各種波源透視探測目的體及地質(zhì)現(xiàn)象的一種地球物理方法,文章介紹了電磁波ct成像技術(shù)的原理和工作方法、某防水工程場地電磁波ct成像勘查實例及應(yīng)用效果。

本文從eh4測深原理出發(fā),介紹了野外數(shù)據(jù)采集的技術(shù)方法和資料分析處理過程,并結(jié)合幾個工程地質(zhì)勘察實例,說明該法的應(yīng)用效果,并對該法的局限性進(jìn)行了探討.

eh4電磁成像系統(tǒng)是一套雙源型電磁法數(shù)據(jù)自動采集和處理的物探系統(tǒng),它是csamt和mt的結(jié)合體。本文介紹了eh4的原理、特點(diǎn)、工作方法和資料處理。該系統(tǒng)首次運(yùn)用于高速公路長大深埋隧道勘察中,結(jié)合其他手段,成功解譯出了隧道的軟弱層、地下水及斷層破碎帶的位置,為劃分隧道圍巖類別提供了較好的依據(jù),同時也為高速公路長大深埋隧道提供了一種新的勘察方法。

我國不同地區(qū)的地質(zhì)條件不同，由于自身原因，一些復(fù)雜的邊坡工程很容易發(fā)生多種崩塌、落石等自然災(zāi)害。多變的地質(zhì)條件在很大程度上影響了地質(zhì)工程勘探工作，對地質(zhì)勘察的工作人員來說也是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。電磁波層析成像技術(shù)是一種新型的地質(zhì)勘察工具，它可以在地質(zhì)邊坡工程區(qū)域進(jìn)行全方位的層理分析，運(yùn)用科學(xué)技術(shù)手段判斷該地區(qū)的地質(zhì)條件。在工作過程中，運(yùn)用電磁波層析成像技術(shù)對勘察的地質(zhì)巖層和巖體的地質(zhì)工程問題進(jìn)行分析，全面分析電磁波層析成像技術(shù)提供的數(shù)據(jù)，進(jìn)而為工程的推進(jìn)提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)保障。

安平高速公路的關(guān)鍵節(jié)段工程——狗脊關(guān)隧道，區(qū)域水文地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層較為發(fā)育。文中通過介紹eh4電磁成像系統(tǒng)在該工程項目中隧道的軟弱層、地下水及斷層構(gòu)造帶位置確定的成功應(yīng)用，表明利用該系統(tǒng)在特長深埋隧道勘察中能夠快速有效的識別并圈定數(shù)百米范圍內(nèi)的不良地質(zhì)體，從而為隧道的設(shè)計、施工等提供決策依據(jù)。

隨著bim的三維設(shè)計方法和可視化技術(shù)的高速發(fā)展,將給土木工程各專業(yè)帶來全新的變革。而隧道工程相較于建筑業(yè),由于其具有復(fù)雜的環(huán)境特性,致使其bim技術(shù)發(fā)展較為遲緩。而隧道工程地形模型的構(gòu)建,往往與地質(zhì)鉆孔勘探脫節(jié),致使一些地質(zhì)信息在模型中缺失,針對這一問題本文提出了一種解決思路,就是通過revit體量來構(gòu)建地質(zhì)模型,在模型構(gòu)建過程中將地質(zhì)鉆孔勘探信息融入到模型之中。

針對目前在復(fù)雜地質(zhì)條件下邊坡勘察工作中日益普及的電磁波層析成像技術(shù),在簡述技術(shù)原理、特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出與技術(shù)相應(yīng)的地球物理場特征描述和現(xiàn)場測試方法,然后結(jié)合貴州實例深入分析技術(shù)具體應(yīng)用.

隨著物探技術(shù)的發(fā)展,三維物探成像技術(shù)以其能形象、直觀的反映出地下介質(zhì)的形態(tài)和空間展布優(yōu)勢,已廣泛應(yīng)用在油氣、煤炭勘探領(lǐng)域,而水電、鐵路、城市建設(shè)等工程物探領(lǐng)域尚處于二維成像階段,研究和探索三維成像技術(shù)在工程物探中的應(yīng)用,能有效提高工程物探解決實際工程問題的能力。

針對營達(dá)高速公路花冠隧道工作面前方地質(zhì)構(gòu)造問題,為隧道工程的安全施工提供更為準(zhǔn)確的物探資料,采用地震層析成像技術(shù)的原理,介紹了該方法在隧道超前地質(zhì)預(yù)報工作的準(zhǔn)備事項、工作流程及注意事項。通過在花冠隧道超前地質(zhì)預(yù)報工作的應(yīng)用研究,表明該方法在隧道超前預(yù)報中探測范圍廣,隧道上下、左右探測距離能達(dá)到50m,前方探測距離能達(dá)到150m；并通過三維成像方法能將隧道工作面前方地質(zhì)構(gòu)造異?？臻g位置直觀地表現(xiàn)出來。提高了隧道超前地質(zhì)預(yù)報成果的解釋準(zhǔn)確度及精度。

隧道超前預(yù)報中,傳統(tǒng)的二維成像技術(shù)應(yīng)用普遍,但二維成像結(jié)果只能識別不良地質(zhì)體,無法對其進(jìn)行定位及定量判斷。介紹了三維成像技術(shù)原理及數(shù)據(jù)采集方法,并通過在云南某隧道中的成功應(yīng)用,證明了三維成像技術(shù)在實際操作過程中具有可操作性,探測結(jié)果直觀可靠,可有效地對不良地質(zhì)體進(jìn)行定位及量化分析,可為隧道支護(hù)提供指導(dǎo)性的建議。