跨孔电磁波CT技术在工程精细勘察中的应用

随着我国基建事业的高速发展和工程建设的全面推进,过去以钻探、常规电法为主的传统勘察手段越来越难以适应日益复杂化、精细化的工程勘察需求,尤其在深埋管道、不规则发育岩溶等典型地质体探测精度较差;而跨孔电磁波CT技术具有分辨率高、反演直观的技术优势,因此本文系统开展了基于精细处理的跨孔电磁波CT(Compated Tomogrophy)技术在3个工程精细勘察中的应用研究。结合钻孔约束和验证情况,分别实现了深埋输油管道精细定位、局部岩溶及裂隙精细识别、大范围岩溶空间分布精细刻画勘察目标,分析认为探测效果较好区域精度可达到1.0 m以内。研究成果一方面验证了跨孔电磁波CT技术在深埋管道、不规则发育岩溶等目标地质体精细勘察的有效性,可为相近工程提供参考价值;另一方面揭示了跨孔电磁波CT技术在未来地下空间和结构体等多领域精细探测中具有广阔应用潜力。

大坝灌浆修复过程的跨孔雷达CT可视化检测

为实现大坝注浆过程的实时可视化检测,采用双通道跨孔雷达和自动定位控制系统,结合实时成像算法对狮子坪大坝的分层注浆过程进行了CT检测,追踪到了浆液扩散呈现的电磁波速和衰减异常,分析了浆液扩散范围及其稳定所需要的时间。通过对注浆前后电磁波速图像和衰减图像进行对比,发现注浆后介质的密实性和防渗性有较大的改善。试验结果表明,双通道跨孔雷达可实现大坝灌浆修复过程中的可视化检测,为坝体注浆过程的工程质量提供了一定保障。

跨孔弹性波CT法在桩底岩溶探测中的应用

某岩溶发育区的工程桩采用跨孔弹性波CT法测得桩底部岩土体的波速云图,对桩底地质条件进行评估,查明了桩端岩土层和溶洞发育情况。实践表明:跨孔弹性波CT法的物探测试手段具有数据直观的特点,可在溶洞等地下埋藏物探查方面推广应用。

跨孔弹性波CT法探测既有桩基缺陷的有效性研究

跨孔弹性波CT技术是岩溶地层勘察的重要物探方法,该方法用于既有桩基缺陷探测的研究较少。本文提出一种基于跨孔弹性波CT测试的既有桩基无损检测方法,选取某缺陷桩基开展跨孔弹性波CT法与其他无损方法的对比测试,并依托某桥梁事故案例进行该方法的应用研究,明确了该方法用于桩身缺陷探测的有效性。研究结果表明:桩基跨孔弹性波CT法反演的速度剖面能基本反映桩基水平受荷变形与缺陷情况,直观呈现桩身内部与周围岩土体的波速分布,实现不同方位和高覆盖率的桩身缺陷探测;该方法对桩身混凝土环向贯通裂隙、浇筑质量缺陷均具有较好的识别能力,但难以进一步判别低速区桩身缺陷的类别;该方法对摩擦桩桩端位置和嵌岩桩入岩位置具有良好的判别能力,但较难准确判别嵌岩桩的入岩深度。

跨孔地震波CT技术在煤矿多层采空区注浆效果检测中的应用

煤矿采空区造成地面建筑物建成后的下沉、变形等形式的破坏,易产生安全隐患。为确保地面建筑的使用安全,需要对采空区进行治理。因采空区注浆的隐蔽性,注浆效果检测是确保治理质量的关键,仅依靠单孔参数的检测,无法整体、客观地评价采空区注浆效果。采用跨孔地震波CT技术对检测区域剖面进行波速测定,并与单孔检测参数进行对比分析,使采空区注浆效果的评价更加全面、合理、准确。通过在塔山煤矿采空区治理注浆效果检测中的实际应用,证明该技术在注浆效果检测中具有一定的准确性,值得推广应用。

超声波CT探测技术在工程岩溶探测中的应用

采用超声波CT探测技术探测工程场区内的岩溶发育情况。探测结果表明,岩溶裂隙发育以覆盖层下的浅部岩溶为主(多数小于10.0 m),且多充填黏土,少数剖面存在深部岩溶裂隙发育。探测结果对下一步工程施工奠定了基础。

跨孔声波CT技术在新疆小热泉子铜矿勘查中的应用

为了在金属矿上推广井中声波CT技术的应用,在新疆小热泉子铜矿区进行了跨孔声波CT技术探测矿体的示范试验,取得了3对跨孔剖面的测量成果。试验结果表明,DST—4型声波CT勘查系统具备较高的实用性,获得两钻孔间平口距118.5 m的跨孔CT资料,证实了在大跨距条件下确定井间矿体的分布与探测井间盲矿的有效性。文章结合试验结果,讨论了CT资料解释和探测效果,提出了进一步改进方法技术的建议。

桥梁桩基底部溶洞的井间电磁波CT探测研究

岩溶区地质状况复杂,溶洞等缺陷可能会导致其无法承受桥梁转体施工过程中巨大的转体重量和非均匀压力。为保证岩溶区转体施工桥梁的安全和长期稳定性,有必要全面准确地探明桩基区域的地质状况。本文以龙岩大桥桩基区域溶洞勘探为例,探究了井间电磁波CT在岩溶区转体施工桥梁工程地质探测中的应用,并结合钻探资料进行地质分析。统计归纳了地下各种介质与电磁波吸收系数的关系,并详细分析了龙岩大桥桩基区域溶洞的空间位置、形态特征和充填情况等。经钻孔结果验证,井间电磁波CT探测技术能够全面准确地揭示桥墩等局部范围内的岩溶状况,提供可靠的工程建设地质资料。

跨孔电磁波CT探测在采空区帷幕注浆工程中的应用

受2007年山东华源矿业集团有限公司(简称华源)发生的"8·17"溃水淹井事故影响,也为确保孙村煤矿安全生产,孙村煤矿与华源约定以F6断层为界,华源淹井后采用原三立井进行排水,现保持水位+30 m,以确保华源水不会上升后通过浅部煤柱破坏区进入孙村煤矿范围内,从而引起孙村煤矿的透水事故,截至今,华源三立井排水已经持续长达13年的时间。但是目前华源三立井排水严重超标,影响了柴汶河水质,经过专家组论证,需在孙村矿实施华源水帷幕注浆隔离,对孙村煤矿和华源进行彻底隔离,华源三立井污水不再外排,以达到柴汶河水质提升目的。通过调研和现状技术分析,如今对采空区帷幕注浆效果检测暂无成熟技术,在充分分析探测环境和钻孔情况下,结合跨孔电磁波CT探测原理,提出应用跨孔电磁波CT注浆前采空区探测和注浆后帷幕注浆质量检测的系统方案,注浆前利用注浆孔进行跨孔电磁波CT,重点分析采空区分布范围,为注浆施工提供可靠资料,注浆后采用注浆前的CT探查方案二次探测,通过前后结果对比,分析帷幕段采空区注浆效果。通过该项目实践,跨孔电磁波CT探测技术在帷幕构筑不同阶段提供了有力技术支持,注浆前跨孔电磁波CT探测结果有效指导了注浆工作,注浆后跨孔电磁波CT探测成果有效评价了注浆质量。

弹性波CT技术在大足石刻岩体破碎带探测中的应用

大足石刻是中国现存的重要石质文物之一,具有重要的历史和文化价值,其中有的石刻造像曾被列为国家石质文物保护"一号工程";最近,文物保护部门又启动了对危岩体的加固和防渗工程。为确定大足石刻宝顶山大佛湾岩体中破碎带发育情况,应用跨孔弹性波CT技术对指定位置的工程岩体进行了探测。CT探测得到的岩体弹性波速成像清楚地揭示了两个钻孔之间岩体中破碎带的规模和产状,与岩体所在的区域地质构造应力场作用协调一致,证明了探测成像结果的可靠性,为大佛湾岩体的渗流和稳定性评估提供了依据。

基于井间电磁波CT在浅地层溶洞探测中的正反演

浅层溶洞探测是岩溶地区地铁工程建设中面临的主要地质难题。传统钻探手段不能完全解决特殊性溶洞的问题,运用井间电磁波CT成像新地球物理技术,在其基本原理的基础上,通过建立地质体理论模型,对3种反演算法成像图进行对比,得出联合迭代重建算法(SIRT)反演效果最好;利用SIRT研究双溶洞中心点之间不同距离对溶洞勘查的影响,得出当溶洞中心点之间的距离为8m及3m时,都能有效识别出2个溶洞的形状;当中心点距离为1m时,双溶洞在反演等值线图中呈现为1个溶洞异常。选用联合迭代重建算法(SIRT)并应用于某地铁线溶洞勘查项目中,取得了较好的应用效果。

跨孔弹性波CT技术在岩溶地质勘探中的应用

岩溶地质对建筑项目的结构设计、施工以及运营均会造成严重影响,并且常规地质勘探方法成本高、效率低、覆盖面窄,难以适应当前高要求、严标准的施工状况。基于某隧道工程,采用跨孔弹性波CT技术对场地进行了岩溶地质勘探,将跨孔弹性波CT测试与钻孔资料进行联合分析,综合解译、去伪存真,得到了较为准确的地质解释成果。试验表明,跨孔弹性波CT技术在岩溶勘探中准确度较高,建议推广。

弹性波CT在岩溶区桥梁桩基勘察中的应用

岩溶发育地区的桥梁桩基建设要面对复杂多变的地质问题,工程中可以通过跨孔CT探测场区内岩溶发育情况。以广州市某大桥工程的勘察结果为例,分析跨孔弹性波CT技术在桥梁桩基勘察中的应用效果,指出通过合理地布置钻孔和测线,可以利用CT探测指导钻探的施工和桩基持力层的判断。

管波探测法和跨孔弹性波CT法在岩溶场地勘察中的联合应用研究

为提升岩溶探测的准确性,以广东省惠州市某住宅项目为背景,采用管波探测法和跨孔弹性波CT法联合探明场地地下溶洞分布、发育、连通情形,将两者所得结果与钻孔所揭示的土层和溶洞分布进行对比分析,验证了管波探测法和跨孔弹性波CT法联合检测地下溶洞地质的可靠性。探测结果表明,管波法可对钻芯法的岩土体分层和土性情况进行验证,并对钻孔周围溶洞发育情况进行探测,避免了超前钻探方法一孔之见局限性;跨孔弹性波CT法的波速影像图可较易识别岩溶发育,但容易忽略基岩中零星分布体积较小的溶洞。联合应用管波探测法、跨孔弹性波CT法和钻芯法,能较全面地探测复杂岩溶场地的溶洞发育情况,有效提高探测结果的可靠性,为岩溶地区桩基础设计与选型提供科学指导。

跨孔弹性波CT在地质工程勘察中的应用

由于传统地质工程勘察方法在实际应用中具有较大的残差,为此提出跨孔弹性波CT在地质工程勘察中的应用。利用跨孔弹性波CT对地质工程勘察区域进行三维空间探测,获取到地质工程岩体信息,在此基础上将地质三维空间探测数据导入到网格模型中,对数据进行网格化处理和分析,形成地质工程三维空间模型图,了解到地质工程岩体空间分布情况和发育情况,以此完成地质工程勘察。经实验证明,基于跨孔弹性波CT的地质工程勘察方法勘察结果残差值小于传统方法,更适用于地质工程勘察。

电磁波CT法与钻孔电视在溢流坝帷幕区渗漏探测结合应用研究

笔者以跨孔电磁波CT法与钻孔电视在某水电站溢流坝帷幕区渗漏探测为实例进行研究,通过对大坝段灌浆帷幕区进行物探探测并结合地质情况进行分析,采用跨孔电磁波CT法在已有排水孔中逐段测试,查明了该坝段裂隙(溶洞)的空间分布情况,结合钻孔电视孔壁观测,确定了渗水位置及水源方向,为渗水处理方案的设计提供了充分依据。

两种跨孔层析CT方法在地质勘查中的对比应用

随着国家工程建设的快速发展,大量的工程项目须在地下地质较为发育区进行建设,因此地质勘查受到越来越多的重视。综合物探方法作为一种有效的勘探手段在工程地质勘查中被广泛应用。本文主要介绍跨孔电磁波CT和跨孔超高密度电阻率法两种跨孔层析CT方法的工作原理,并结合某工区地质勘查项目,分析两种物探方法在实际应用中的效果。

基于跨孔弹性波CT法的溶洞、破碎带探测应用分析

某项目位于岩溶发育地区,在前期勘察钻孔过程中遇跨径不一、分布不均的溶洞。为查明地下溶洞分布及发育情况,采用跨孔弹性波CT法进行探测,为后期施工提供了准确度较高的基础资料,表明跨孔弹性波CT法具有实际工程应用价值。

跨孔电磁波CT及剪切波测试方法在岩溶地质勘探中的应用

地质条件对道路的规划设计具有重要影响。文章针对实际道路工程,基于跨孔电磁波CT及剪切波测试方法对道路的岩溶地质阶段进行了地质勘探。研究结果表明,跨孔电磁波CT技术可以准确地识别出岩溶的位置,并且通过剪切波方法得出了2个钻孔的20 m等效剪切波速,分别为139.84 m/s和138.45 m/s,确定出场地类别为Ⅲ类,对类似工程具有借鉴意义。

城际铁路岩溶综合勘察方法研究

灰岩地区岩溶发育情况对城际铁路的施工及安全运营有重要影响,因此针对性进行高精度地质勘察十分重要。为降低复杂城区环境的影响、提高城际铁路岩溶勘察的精度与效率,依托某城际铁路,通过理论与实际探测效果对比,统计分析实际探测溶洞的大小并对比分析200 m长度试验区域跨孔地震CT、钻孔、等值反磁通瞬变电磁法(OCTEM)与微动4种方法的岩溶探测效果,研究不同孔间距对跨孔地震CT的探测效果,跨孔地震CT探测溶洞的分辨率,特定区域跨孔地震CT波速解释原则以及OCTEM、微动在不具备开展跨孔地震CT条件时的勘察效果。研究结果表明,跨孔地震CT工作中15 m孔间距相对30 m孔间距原始数据质量更高,岩溶识别率、分辨率更高,岩溶发育规模、空间位置形态的确定更准确,后期施工注浆及注浆用量的估算更可靠;15 m孔间距跨孔地震CT能够对2 m以上的溶洞进行精准揭示;在特定区域可以根据地震波速大小,将灰岩地区岩溶发育情况定量解释为风化层、溶蚀裂隙、溶洞以及较完整灰岩;在不具备跨孔地震CT工作条件时开展OCTEM和微动进行补充勘察,可以探明较大的溶洞,定性查明灰岩地区岩溶发育的程度。勘察方法具有勘察精度高以及不易受城际铁路沿线环境影响的特点,对城际铁路工程岩溶勘察具有重要意义,可在其他城际铁路岩溶勘察中推广使用。