复杂地质条件下的铁路隧道勘探PPT推荐.ppt

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3长大深埋隧道工程地质综合勘察技术应用研究长大深埋隧道工程地质综合勘察技术应用研究综合勘察方法就是根据地形、地质条件、勘察阶段、工程类型等，采用多种勘察手段密切配合，使取得的地质资料相互验证、取长补短，以最少的勘察工作量达到最佳的勘察效果;

并在地质资料整理过程中采用综合分析方法，将不同手段取得的地质资料进行对比分析，使获得的地质资料更加全面、准确，为设计和施工提供可靠的地质资料。

综合勘察技术包括遥感技术、大面积地质调绘、综合物探、地质钻探、综合测井和试验等。

4一、遥感技术一、遥感技术遥感图像资料新和图像的连续性好，它所提供的各种信息具有较高的现实性和可利用价值研究地质构造，尤其是断裂构造的重要工具。

事实证明，结合必要的野外调绘，遥感技术和手段是进行工程地质调查、勘察的一种最重要方法，它具有非遥感工程地质调查无可比拟的优越性。

对沿线越岭长大隧道采用三维可视化方法及高分辨影像进行遥感解译，特别是重点对长大隧道的断裂构造、不同岩体接触界限以及不良地质体空间分布的高精度解译，通过线性构造的准确定位，指导大面积地质调绘路线的设计、观测点、物探测线与钻探孔位的布置。

其解译精确度可以达到20m，解译正确率达到90%以上。

5二、大面积地质调绘二、大面积地质调绘工程地质测绘是工程地质勘探的前提和基础。

在对区域地质和遥感判释资料进行详细分析研究并建立沿线主要地层层序和构造轮廓的基础上，开展山区铁路长大、深埋隧道的大面积地质调绘工作。

主要调绘内容为:

地层岩性的分布、特征、时代划分及其组合关系;

褶皱、断裂构造的展布、规模、性质及其对工程的影响;

节理裂隙的发育特征;

滑坡、岩堆、危岩、落石、采空区和岩溶等不良地质和特殊岩土的分布范围和规模等。

6三、综合物探三、综合物探常用的物探方法有地震折射波法、地震反射波法、瞬变电磁法、高密度电法、音频大地电磁（EH4）法、及高频大地电磁测深（HMT）等。

在遥感和大面积地质调绘的基础上，采用瞬变电磁法、音频大地电磁法、高频大地电磁测深法，并辅以地震折射和高密度电法，大致确定地质构造形态、部分断层的位置和产状，圈定了大的岩溶异常区，为隧道的深孔布置、地质资料的修正和岩溶发育规律特征的分析、隧道工程地质和水文地质条件的分析判断提供了依据，有效地缩短了勘探工期，大幅度地降低了勘探成本。

7四、工程地质钻探和综合试验、测试四、工程地质钻探和综合试验、测试1工程地质钻探结合综合物探的勘探成果，针对性地布置适量的深孔钻探的选择和确定主要是为了解决如下几个主要地质问题:

物探反映的重大异常区的验证，重大隐伏暗河、采空区等的探查，区域性大构造、断层的产状、破碎（软弱）程度、富（导）水性，地应力测试、瓦斯测试、水文试验以及单孔或多孔孔内测试，重要地质界面的控制等。

2综合试验、测试综合试验、测试工作分为孔内和孔外两类。

通过上述试验、测试结果，可为隧道围岩类别的划分、岩土体物理力学指标的选取以及岩体风化程度的划分、隧道风险评估等的施工设计和施工安全预警提供准确的依据。

89结论结论山区铁路长大、深埋复杂隧道的综合勘察是在充分搜集、分析研究既有区域地质资料的基础上，以遥感判译为先行，以大面积地质测绘和水文地质调查为基础，结合综合物探的勘探成果，针对性地布置适量的深孔钻探为主要勘探手段，并辅以必要的孔内测试试验等的综合性的勘察试验方法，以查明重大的工程地质问题。

综合运用各种勘察手段相互指导、相互验证、取长补短，可以有效提高长大隧道的工程地质勘察质量。

10综合勘察技术可以有效地控制山区复杂隧道的地层分布、构造形态、断层要素、深部岩溶的发育位置、岩体应力、有害气体等工程地质问题。

明显地缩短了勘探工期，大幅度地降低了勘探成本。

参考文献川藏铁路修建迷局，2010；

卿三惠，西南铁路工程地质特征及成就，2005；

谭远发，长大深埋隧道工程地质综合勘察技术应用研究，2012；

赵文星，综合勘探在隧道工程地质勘察中的应用，2007；

张举贤浅谈长大深埋隧道工程地质勘察中地质对物探的配合2006；

许再良等太行山特长隧道综合勘察技术的应用与效果2007；

严加永高密度电法的进展与展望，2012；

段圣龙，EH-4高频大地电磁测深勘查采空区的效果分析，2011；

朱颖等，西南铁路地质灾害与勘察防治技术成就，2008；

王喜迁，高密度电法在岩溶探测中的应用，2011；

张光保，高密度电法在铁路岩溶勘察中的应用，2009；

叶唐进等，高密度电法在云桂线铁路岩溶路基勘察中的应用，2012；

杨军杰，岩溶区客运专线桥梁桩基地质勘察方法与技术浅析，2011；

高密度电法在铁路勘察中的应用高密度电法是基于普通电法勘探的最新改进方法，具有工效高、数据采集密度大且可根据不同的地形选择不同的勘探方法等多种优点，现已逐步应用在铁路岩溶路基勘察中。

12高密度电法的原理高密度电法的基本工作原理与常规电阻率法大体相同。

它是以岩土体的电性差异为基础的一种电探方法，根据在施加电场作用下地中传导电流的分布规律，推断地下具有不同电阻率的地质体的存在情况。

根据实测的视电阻率剖面，进行计算、分析，便可获得便可获得地下地层中的电阻率分布情况，从而可以划分地层，判定异常等。

就岩溶勘探而言，通常空腔岩溶为高阻，充填岩溶为低阻，渗水破碎带为低阻。

不同岩性其电阻率值也不同，以此可对岩溶和地层岩性等作较好的判断。

该法可依据获得的地下介质电阻率的分布情况，了解隧道围岩的性质和分布范围，推测断层构造和岩溶构造的空间分布及其发育特征等。

13高密度电法的成果解释14高密度电法的成果解释15高密度电法的成果解释16现场勘探及结果分析高密度电法相较与传统钻探及普通电法勘探，不仅效率高、操作简单、使用方便，且对地下土石界面及溶洞的判释准确有效，建议在高速铁路路基岩溶勘察中推广应用。

高密度电法勘探结果及分析现场地质钻探及对比分析1718超高密度电阻率法超高密度电阻率法勘探系统优势FlashRES64多通道、超高密度直流电阻率法勘探系统，其关键优势在于：

（1）64道数据同时采集，大大提高采集效率；

（2）打破常规的采集装置，可用泛装置进行采集；

（3）采集数据量巨大，具有更高的解释精度；

（4）可用于地表、井-地、井-井勘探，实现全方位勘探；

（5）现场监控系统可对采集数据进行实时监控；

（6）高精度、高性噪比（50/60噪声压制）；

（7）国际领先的2.5维反演软件；

（8）内置温度传感器；

（9）大存储容量，几乎无存储限制；

（10）自动SP校正。

19FlashRES64多通道、超高密度直流电阻率法勘探系统的主要应用领域

（1）利用井间和井-地电阻率法，可为桥隧等工程提供较详细的地质构造信息；

（2）在铁路和公路勘察，寻找路基下的空洞和不稳定区，检测工程质量；

（3）在金属矿山巷道内勘测巷道四周及巷道之间的金属矿藏的分布状况；

（4）寻找地下埋藏有害物、地下空洞、采空区和墓穴等；

（5）寻找地下水资源、大坝漏水区；

（6）矿山帷幕注浆工程效果检测；

（7）探测灰岩中的溶洞和岩溶发育状况。

超高密度电阻率法具有数据信息丰富，对地下物质体分辨率高等优点，在探查地地下空洞及水囊时采用超高密度电阻率法进行普查，然后再做进一步的钻探，必能起到事半功倍的效果。

20EH4电磁成像系统EH4系统是由美国EMI公司和Geometrics公司联合推出的新一代电磁探测仪器，它能观测到离地表几米至1000m内地质断面电性变化信息。

它利用宇宙中的太阳风、雷电等天然电磁场信号作为激发场源，该场源不存在近场区和过渡场区。

音频大地电磁法具有抗干扰能力强、横向分辨率高、高阻屏蔽作用小、勘探深度范围大等特点。

野外工作连接图21EH-4电磁成像系统的原理根据电磁场理论,当平面电磁波垂直入射到均匀各向同性介质时,通过测量相互正交的电磁场分量、和、,利用式

（1）和

（2）可确定介质的电阻率。

若介质为非均匀的,则计算的电阻率为视电阻率。

22f为频率,Hz;

是电阻率;

E是电场强度mv/km;

H为磁场强度,nTEH-4电磁成像系统的原理勘探深度z可通过下式计算得出:

式中:

称为趋肤深度或穿透深度,它表示入射到介质中的电磁波振幅衰减到初始值的1/e时的深度,其计算公式如下:

由上式可知,趋肤深度将随电阻率（）和频率（f）变化,测量是在和地下研究深度相对应的频带上进行的。

23EH-4电磁成像系统的原理一般来说,频率较高的数据反映浅部的电性特征,频率较低的数据反映较深的地层特征。

因此,在一个频带上观测电场和磁场信息,并由

（1）式和

（2）式计算出视电阻率计算出视电阻率,就可就可以确定该频段所以确定该频段所对应的对应的深度范围内介质的电性特深度范围内介质的电性特征和地下构造征和地下构造,这就是EH-4勘探系统的基本原理。

24EH-4高频大地电磁测深勘查采空区EH-4高频大地电磁测深系统往往可以适用于各种不同的地质条件和比较恶劣的野外环境,并能取得较好的工程效果。

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