基于探地雷达的小保当煤矿斜井井筒围岩富水区探测

斜井井筒是特殊的地下工程结构,直接连通地面和井下,承担着矿井运煤、运料、通风和行人的重要任务,是煤矿安全高效生产的一个重要环节。但斜井井筒围岩富水区分布一直是影响斜井稳定性的一个重要因素。基于此,为了探清小保当煤矿斜井井筒围岩富水区的分布情况,本文采用探地雷达探测的方法,分别对小保当一号煤矿和二号煤矿的主斜井井筒、副斜井井筒围岩富水区进行探测。首先,利用探地雷达稳定电流在不同介质下电流传播的差异性对斜井井筒进行探测。将探测到的雷达数据经过信号处理,得到细节较好且便于判断的剖面图。然后,通过剖面图大致圈定井壁后方围岩不良地质体的范围。随后与现场实测渗水区域进行对比分析,排除其他不良地质体(如地层交界处、围岩岩性变化交界处、壁后空区、断层和裂隙等地质构造),从而得到围岩潜在的富水区分布情况。实践表明,应用此方法判别井筒围岩富水区和实际钻孔勘探相比误差较小,能相对准确地得出富水区分布。本文研究可为煤矿井筒稳定性防护提供重要参考和有力支撑。

两河口水电站库区特大桥边坡稳定性复核与治理

两河口水电站库区哈格达沟特大桥建成后,经勘探复核发现右岸桥基边坡存在软弱破碎层面,电站蓄水后岸坡在库水反复升降浸泡软化及消落的作用下,存在蠕滑变形并局部失稳的风险。综合考虑岸坡岩体和桥梁基础在水库消落运行环境下的相互作用,构建了特大桥右岸边坡稳定性计算模型和设计工况,同时采用摩根斯坦-普莱斯法复核了该部位桥梁及岸坡稳定性。结果表明,蓄水后右岸边坡桥位区浅层卸荷松动岩体可能产生变形失稳。为了预防岩体变形失稳对桥梁墩台的影响,提出了“抗滑桩+锚索”“框格梁+锚索”的综合加固方案。经过处理后的哈格达沟特大桥经受住了近100 m的库水位抬升考验,各项监测数据均满足设计要求,边坡无明显变形,保障了复建道路在蓄水期、水库运行期安全稳定运行。该库区特大桥梁岸坡处理案例可为同类工程处理提供借鉴。

照金煤矿泥砂溃涌灾害形成及防治

针对煤层顶板溃水溃砂灾害,其形成条件多为浅埋薄基岩煤层赋存,当冒落带波及到基岩上覆含水的第四系松散砂层含水层时,在高水压动力条件下水砂一起溃入井下开采空间。根据照金煤矿“4·25”事故发生条件与对普遍认识的“溃水溃砂”灾害完全不同,该事故发生在煤层深埋条件下,溃入井下的物质以泥岩类为主,总体涌水量有限。根据区域及矿井水文地质条件分析,煤层直接顶地层富水性极弱,天然状态下不存在发生该类型灾害性事故的水动力条件。综合现有研究成果,尚未有专门针对深埋煤层综放开采顶板泥砂溃涌灾害形成机理的研究。内蒙古、东北少数矿井曾发生深埋条件下的溃水溃砂事故,但其溃出物质仍以松散流砂为主,是由胶结不良地质体造成,与本次表象和机理均不相同,相应的防治措施则不同。

一种隧道水体不良地质体超前地质预报方法——瞬变电磁法

本文在现有隧道超前地质预报方法的基础上,引进了一种新的隧道超前地质预报的方法—瞬变电磁法。该法对低阻含水断层、充泥充水溶洞、含水含泥破碎带等水体不良地质体反映灵敏。通过对瞬变电磁法在隧道探测中关键技术的研究,解决了隧道背景影响和装置自身过渡过程影响等关键技术问题,成功地将瞬变电磁法用于隧道超前地质预报。通过对实例验证结果表明,应用瞬变电磁法进行隧道水体不良地质体超前地质预报是有效的。

三峡库区黄土坡临江滑坡体水岩(土)相互作用机理

水岩(土)相互作用与滑坡地质灾害的形成密切相关。选取仍处于变形阶段的三峡库区黄土坡临江滑坡体为研究对象,以从滑坡不同部位采集的8类滑坡不良地质体(包括滑带土、软弱层、软岩等)为研究样本,追踪测试各样本的矿物类型及含量、化学组分及颗粒级配等指标。经分析,各类不良地质体之间具有明显的同源性特征,在水岩(土)相互作用下,主要滑坡不良地质体的成因及转化过程得以清晰呈现。随后,另取主滑带附近垂直方向上的岩土体样本为例,结合试验数据,深入分析并直观展现了水岩(土)相互作用对岩土体微观结构和力学性能弱化的影响。本研究深入探讨了黄土坡临江滑坡体中的水岩(土)相互作用机理,研究成果对于了解相似滑坡灾害的形成过程和有针对性制定滑坡防治方案具有重要参考价值。

高水头下不良地质体防渗补强技术研究与应用

针对200 m以上水头下复杂不良地质体的防渗补强技术难题,研发了高强度、高浸润渗透性、高粘结性、可操作时间长、胶凝时间精确可调和环保性能优良的CW系高性能环氧树脂灌浆材料,开发了针对不同受灌体和灌浆工况的水泥-化学复合灌浆精细控制工艺和配套灌浆设备,并形成了高水头下不良地质体处理成套技术。该技术已成功应用于溪洛渡、向家坝、清远抽水蓄能等重点水利水电工程,也可推广应用到交通、矿山等行业,具有广阔的应用前景。

岩溶山区铁路工程地质选线分析——以宜万铁路野三关地区为例

野三关地区岩溶、岩溶水和大型不良地质问题复杂,通过对控制岩溶发育因素的分析,总结了岩溶地区铁路选线的原则。宜万铁路工程实践表明,经地质选线、经济论证综合比选推荐的线路走向和位置是成功的,具有推广借鉴价值。

瞬变电磁法对隧道含水不良地质体的探测规律

瞬变电磁法是一种对水体较为敏感的预报方法,为探索瞬变电磁法对探测隧道含水不良地质体的探测规律,通过现场大量瞬变电磁法探测实例,总结其对涌水通道、含水溶洞、含水裂隙的反应规律,以及后方低阻体对探测的干扰影响。结果表明,当探测前方存在含水通道时,视电阻率等值线会在其含水通道所在区域明显降低,且呈条带状分布,条带宽度与管道分布有关;当探测前方存在含水溶洞时,视电阻率等值线会在溶洞所在区域发生弯曲甚至闭合,且视电阻率值较其他区域明显降低;当探测前方内存在多处含水裂隙(溶隙)时,视电阻率等值线会在含水裂隙区域发生小范围的闭合,且视电阻率值降低;当掌子面附近后方存在金属低阻体及大量地面积水时,可能出现假异常"低阻闭合环"。并提出在瞬变电磁法探测预报过程中强调重视两点,一是探测环境,二是地质分析与成果图件相结合的解释方法。

基于卷积神经网络的隧道富水破碎带地质超前预报图像解译方法

针对地质雷达图像解译依赖于专家经验、费时费力且易受主观因素影响精度的问题,提出基于卷积神经网络理论算法针对超前预报中富水破碎带自动化定位预测方法:设计了残差网络结构、损失函数与训练策略;通过对云南文马高速公路中3条重点隧道的地质雷达图像进行收集筛选,构建了富水破碎带深度特征提取的超前预报网络模型;在Pytorch深度学习框架下,采用训练预热策略及自适应矩估计(Adam)优化器实现了模型参数稳定收敛的高效训练.通过测试验证及对比实验,表明这种方法对隧道地质雷达图像中的富水破碎带不良地质体特征具有较好的检测精度.文马高速望城坡隧道实践证明,该方法可辅助判定隧道施工过程中富水破碎带,识别定位不良地质区域及概率置信度,为实际工程提供决策依据.