滇中引水隧洞工程典型致灾地质体雷达波场与时-频特性分析与应用

滇中引水隧洞工程致灾地质体复杂多样,极大增加超前探测结果解译难度。为此,基于致灾地质体分布特征和电性参数特征,分别建立充填不同介质的溶洞、含水体及软岩3种典型致灾地质体理论模型,采用时域有限差分正演和基于S变换改进的广义S变换,开展雷达波场数值模拟和时-频特性研究。雷达波场特征为:溶洞顶界面出现弧形反射,且充水溶洞振幅能量强于充气溶洞振幅能量;在含水体发育区域,出现多条水平状强振幅反射同相轴;在软岩发育区域,软岩顶、底界面呈水平强振幅反射;含水溶洞、含水体及软岩的顶界面反射波均会出现相位反转现象。雷达信号时-频特性为:当信号经过溶洞和含水体发育区域时,其中心频率集中在某一低频范围内;当信号经过软岩发育区域时,其中心频率分布较为分散,在高频和低频区间均有分布。依据滇中引水工程4个成功探测实例,通过分析雷达实测信号的波场、时-频分布、单道信号和功率谱衰减特征,与其相应数值模拟结果特征基本一致,证实数值模拟结果的可靠性。研究结果为隧洞典型致灾地质体探测、特征识别与防治处理提供了科学依据,具有重要理论意义和工程应用价值。

探地雷达的常见干扰和不良地质体的超前预报在隧道工程中的应用

为了在隧道工程中准确应用探地雷达进行超前预报,针对可能遇到的常见干扰和典型不良地质体,探讨了常见干扰的成因及其对资料解译的影响,确定常见的干扰剖面图,并分别对天线耦合干扰和金属物干扰进行举例分析,提出探地雷达在采集数据过程中避开干扰的注意事项。列举3个工程实例,分别介绍了探地雷达对溶洞、断层裂隙水、软弱夹层等不良地质体的预报研究,通过分析其典型雷达剖面图的波形、频率、振幅等特征,依此推断出隧道开挖掌子面前方潜在不良地质体的类型以及位置、构造走向等空间分布特征。该结果与实际开挖揭示的不良地质体的分布范围基本一致,验证了探地雷达在预报隧道常见不良地质体的可行性和有效性。通过总结分析常见雷达干扰图像和典型不良地质体剖面图,有助于物探工作者对复杂地质体进行更精确地解释,确保隧道施工安全。

煤火区浅部松散煤体及采空区的探地雷达响应特征

探地雷达对浅层勘探具有较高分辨率,为煤田火区浅部松散煤体或采空区等典型火源地质结构探测提供了重要手段。然而如何识别各种火源地质结构体,确定火区重点范围还存在一定的理论不足。基于电磁波理论,采用时域有限差分法正演模拟了火区典型地质体地电模型雷达响应,其特征表现为:松散跨塌煤体对应雷达响应绕射波严重,其内部波形紊乱;空洞区顶界面回波能量强,较为连续,其内部无绕射。正演模拟和现场测试研究表明:探地雷达对识别浅埋火区煤层松散跨落程度,圈定火烧重点区域,减少灭火成本和火区开采安全事故具有重要的现实意义。

大坪里隧道不同围岩条件下的TSP探测

TSP技术广泛应用于隧道地质超前预报工作。本文总结了变质岩和火山岩区不同围岩条件下,TSP探测技术的应用特点,TSP技术适宜长距离不良地质段超前地质预报。提出了提高超前预报质量和精度的技术基础、工作途径、有效措施。

TSP在隧道工程施工中的常见干扰和对岩体裂隙水及软弱夹层等的预报研究

针对TSP在隧道工程施工探测中可能遇到的常见干扰和典型不良地质体,探讨了常见干扰的成因及其对资料解释的影响,确定干扰信息在原始数据上的反映,并分别对由于震源和接收器等引起的典型质量不佳数据进行分析,提出TSP在采集数据过程中避开干扰的注意事项.列举两个工程实例,分别介绍了TSP对岩体裂隙水、软弱夹层等不良地质体的预报研究,通过分析其典型围岩力学参数成果图、纵波偏移剖面图和2D成果图等特征,依此推断出隧道开挖掌子面前方潜在不良地质体的类型以及位置、构造走向等空间分布特征.该结果与实际开挖揭示的不良地质体的分布范围基本一致,验证了TSP在预报隧道常见不良地质体的可行性和有效性.通过总结分析常见TSP干扰的成因和典型不良地质体TSP成果图,有助于为物探工作者对复杂地质体进行更精确地解释提供参考,确保隧道施工安全.