隧道地质灾害预警体系中岩溶裂隙水综合预报技术研究

岩溶裂隙水普遍存在于岩溶地区,其运动是造成岩溶地面塌陷等地质灾害的根本原因,有效的岩溶裂隙水预判技术能为隧道工程提供安全保障。结合岩溶裂隙水的性质、分布规律等特点,本文列举了TSP预报法、地质雷达、EH-4高频大地电磁测探三种主要岩溶裂隙水地质灾害超前预报方法。借助实际工程案例,对三种方法的原理、数据采集和处理及适用范围进行深入分析,通过对比研究,综合评价三种超前预报技术的优缺点,助力提高隧道地质灾害预警体系中的综合预报技术水平,为岩溶地区的可持续发展提供有效技术支持。

岩溶裂隙水与不良地质情况超前预报研究

在岩溶地区隧道施工过程中,经常遇到突水、突泥等无法预料的地质灾害,给施工安全带来了重大灾难和无法估计的经济损失。为了保证岩溶隧道施工安全,对岩溶裂隙水与不良地质体的发育情况进行准确及时的超前预报,是当前岩溶地区隧道设计与施工中亟待研究与解决的关键问题。首先,对隧道建设过程中岩溶裂隙水与不良地质情况超前预报和综合预报体系的研究现状进行详细的介绍,指出岩溶裂隙水与不良地质情况超前预报中存在的主要问题,总结隧道建设过程中地质缺陷超前勘探方法和高压大流量岩溶裂隙水超前预报方法;然后,重点介绍TSP超前地质预报系统探测溶洞、陆地声纳法探测断层、地质雷达探测地下水和红外探水法探测岩溶裂隙水等工程实例。最后,总结预报各种不同地质体的有效方法和将要开展的研究热点和难点,并对下一步所要开展的工作进行深入探讨,对我国在岩溶裂隙水和不良地质体探查的理论和技术创新方面给予一定的帮助和指导。

复信号分析技术在地质雷达预报岩溶裂隙水中的应用研究

对岩溶裂隙水进行及时准确的预报,是当前岩溶隧道设计和施工中亟待研究和解决的关键问题。复信号分析技术能够提取多个参数进行综合判断,基于此优点,尝试将复信号分析技术引入到地质雷达探查水体的研究中。对雷达数据中的水体异常分别从振幅、频率和相位等方面进行综合判断,克服了以往判断依据单一的缺点,为利用地质雷达进行岩溶裂隙水预报提供了一种切实可行的方法。首先,介绍了复信号分析技术的原理,阐述了在地质雷达信号处理中引入复信号分析技术的必要性;然后探讨了基于复信号分析技术的地质雷达预报岩溶裂隙水的可行性,得出了判断水体的依据。最后结合工程实例,对地质雷达数据进行了复信号处理,并对岩溶裂隙水进行了综合判断。与开挖结果对比显示,复信号分析技术的运用较大的提高了岩溶裂隙水预报的准确性和可信性。

隧道信息化施工岩溶裂隙水超前地质预报

隧道突水是岩溶地区隧道信息化施工过程中经常遇到的一类地质灾害,给施工安全带来了重大危害和经济损失,因此,对隧道掌子面前方的岩溶裂隙水进行准确及时的超前预报,是岩溶地区隧道动态设计与信息化施工中亟待解决的重要问题,具有重要的理论意义和重大的工程实用价值。总结了隧道信息化施工中岩溶裂隙水超前预报方法,重点介绍了在水文地质分析的基础上,综合运用TSP预报系统和红外探水法两种方法对某特长公路隧道岩溶裂隙水进行了工程实例探测,收到了良好的预报效果,对类似工程具有一定的指导意义。

宁夏南部“南北古脊梁”岩溶裂隙水流系统分析

运用构造控水分析、水化学同位素等方法 ,对宁南“南北古脊梁”岩溶裂隙水系统进行了深入的分析与讨论。该区储水空间以岩溶裂隙为主 ,岩溶水的空间分布明显受SN向大型断裂构造控制。岩溶地下水以大气降水起源为主 ,并表现为多元水混合而成。水质分布呈现南优北劣的分带特征 ,北部水 岩相互作用形式为溶滤 蒸发浓缩型 ,呈高矿化咸水 ,南部为溶滤 混合型 ,呈低矿化淡水。根据水动力场和水化学场特征 ,划分了 3个相对独立的岩溶水子系统。

地球化学模拟在南北古脊梁岩溶裂隙水系统划分中的应用

南北古脊梁是贺兰山经向构造体系的核心部分,为一条SN向的震旦系、寒武系、奥陶系地层隆起。寒武系、奥陶系地层主要为灰岩和白云岩,其间赋存有较丰富的岩溶裂隙水。由于埋深大,构造情况复杂,南北古脊梁的岩溶裂隙水的分布和径流规律至今仍不是十分清楚。本文利用地球化学模拟的方法,对南北古脊梁深埋岩溶裂隙水的系统划分和各部分之间的水力联系进行了研究。认为:系统Ⅰ和系统Ⅱ的边界应当在严湾和吕套之间,其边界为一条由第四系地下水补给形成的,地下水位较高的可移动地下分水岭;系统Ⅰ和系统Ⅲ之间存在水力联系,系统Ⅰ北端排泄口太阳泉的水量有46%来自系统Ⅲ的补给,在萌城泉和太阳泉之间可能存在一条导水断层形成的岩溶裂隙水的强径流带。

山东福山铜矿岩溶裂隙水充水矿井涌水量预测

福山铜矿位于山东省烟台市,围岩主要是大理岩,岩溶裂隙水为矿床直接充水水源。在分析研究区水文地质条件、岩溶发育特征和地下水流态的基础上,建立了地下水三维渗流模型,模型考虑了地下水在三个主渗流方向上的各向异性,将疏干巷道概化为排水沟,针对金属矿床开采水位降深大,边界流量随着降深的增大而增加,采用通用水头边界,随着降深的变化边界流入量依据水位值计算得到。利用群孔抽水试验资料和长期观测资料对模型进行识别和验证,最终对矿井疏干排水量和不同年份的正常涌水量进行预报,模拟结果为-80m、-200m、-300m、-400 m和-450 m水平平水年正常涌水量分别为7 500 m^3/d、14 060 m^3/d、28 070m^3/d、37 200m^3/d和41 600m^3/d。从岩溶发育特征和地下水流动特征看,在这类岩溶地区建立地下水三维渗流模型是可行的。

岩溶裂隙水的地质雷达信号分析与应用

从岩溶地质发展规律的角度分析了富水岩溶裂隙水的发展规律;研究了地质雷达电磁信号对岩溶裂隙水的反射特征和基于雷达信号的波速-介电常数关系的含水量估算方法;具体工程实例应用分析表明:地质雷达对隐埋在低含水量值的岩体中的裂隙水及裂隙岩体环境的分辨力良好,岩溶裂隙水含水量的估算方法可行。验证了基于地质规律认识的信号分析方法对岩溶裂隙水不良地质圈定和含水量估算方法的有效性。

核磁共振法寻找岩溶裂隙水的地质效果

核磁共振找水方法是目前唯一可用来直接找水的地球物理方法 .在武汉地区岩溶裂隙水的勘查中 ,以核磁共振方法为主 ,配合使用电阻率法 ,进行资料的综合解释 ,取得了令人满意的地质效果 .核磁共振工作结果显示 ,在勘探范围内地下水存在四个含水层 ,其中深部的两个含水层为承压含水层 ,自旋—自旋弛豫时间反映出含水层孔隙度较大 ,地下水连通情况较好 ;电阻率资料反映 ,承压含水层对应着高阻基岩赋存的部位 ,推断是碳酸盐岩类岩溶裂隙水含水层 .钻探验证了两种物探方法的推断结果 ,打出了优质地下水 ,单井日出水量超过 10 0 0t .

岩溶裂隙水地区某水库的渗漏计算

本文采用“斯诺法”和“最优化反求法”相结合的方法,求黄河上游某水库西岸岩溶裂隙含水介质的渗透张量,然后对水库的渗漏进行计算和评价:计算结果与实际情况吻合较好;碳酸盐岩地区,裂隙中充有泥沙岩体的渗透性将迅速降低;黄河地带水库蓄水后的渗透性有所增强.

淮北矿区五沟煤矿太原组上段灰岩岩溶裂隙水富水性及径流特征

五沟煤矿太原组上段灰岩岩溶裂隙水是矿井主采煤层(10煤)的主要充水含水层。通过对矿区水文地质边界条件、地面抽水试验和井下放水试验的分析,认为矿区水文地质边界受制于周边的较大型隔阻水断层,从而形成了较封闭的地下水系统;太原组上段灰岩含水层的富水性在平面上具有不均一性,在垂向具有随着深度的增加,岩溶发育有减弱的趋势,基本上属弱富水含水层,仅在局部构造发育带为中等富水含水层。利用利用surfer软件,绘制出矿区太原组灰岩水位等值线图;从图上可以看出,矿区目前太原组含水层水位标高总体呈北高南低,中间高两边低的态势,并在井田西南部形成以水5孔及J5-1孔为中心的低水位区。该研究对目前矿井防治水工作具有重要的指导意义。

关角隧道斜井岩溶裂隙水处理技术探讨

文章以西格二线关角隧道3#、4#斜井涌水处理为例,详细介绍了注浆堵水方案、注浆工艺、抽排水设备的配置;并根据灰岩岩溶裂隙水的涌水特征,总结、探讨了斜井施工中堵、排水措施的水量选择标准和注浆措施的选取标准,可为其它类似工程设计、施工提供工程借鉴与参考。

齐岳山隧道岩溶裂隙水超前预报与治理研究

岩溶隧道灾害预报与治理是隧道快速安全施工的重要技术保障，以沪蓉西高速公路齐岳山隧道为工程背景，通过地质调查和分析，研究了隧址区岩溶发育规律，利用TSP地震波探测方法，对YK329＋285-YK329＋237高风险岩溶发育段进行了预报，基本探明了掌子面前方岩溶发育和含水情况，为及时制定处理预案提供了科学依据。针对该段开挖揭露后岩溶裂隙水的涌水情况，在准确探测出岩溶裂隙水的基础上，采用复合注浆技术，进行了岩溶水的注浆封堵。

太行山北段岩溶裂隙水的富水性及其电性特征-以保定西部山区为例

为揭示太行山北段岩溶裂隙水富水性分布规律,采用电阻率、极化率、半衰时和偏离度分析不同含水层介质结构、不同含水岩组和不同地下水系统岩溶裂隙水与电性参数的关系,探讨研究区岩溶裂隙水富水性的影响因素及其电性响应特征。结果表明:含水层介质结构按照溶蚀孔洞型→断层型→褶皱型→岩体阻水型的排列顺序,半衰时值分布范围依次降低,而偏离度值分布范围依次升高;四种电性参数对奥陶系含水岩组、蓟县系含水岩组具有较强的分辨能力;极化率、半衰时和偏离度难以识别拒马河、界河-唐河以及瀑河-漕河三种岩溶裂隙地下水系统类型;奥陶系含水岩组的富水性优于蓟县系含水岩组;就含水层介质结构而言,溶蚀孔洞型富水性最佳,断层型和褶皱型次之,岩体阻水型富水性最差。

北京市丰台区东高地岩溶裂隙水与第四系地下水的水力联系

专家一般认为东高地地区寒武系岩溶裂隙水的补给来源以上游的侧向径流为主,与第四系地下水没有明显的水力联系;通过近来地下水位动态监测和岩溶裂隙水的同位素成分研究,我们认为寒武系岩溶裂隙水与第四系地下水之同有着明显的水力联系。

地质雷达在岩溶裂隙水预报中的应用

探讨了利用地质雷达技术进行岩溶裂隙水探测的技术方法,结合雷达探测远离分析了岩溶裂隙水的探测可能性。基于电磁波传播理论,研究了电磁波在含水构造界面上的反射能量分配规律。最后结合工程实例,对地质雷达数据进行了处理,并对岩溶裂隙水进行了综合判断。与开挖结果对比显示,应用地质雷达可较大地提高岩溶裂隙水预报的准确性和可信性。

MRS不同叠加次数对岩溶裂隙水的探测研究

为了解决广西大石山区的部分人畜饮水问题,利用核磁共振(MRS)探测岩溶裂隙水。介绍了MRS地下水探测的基本原理,通过试验优选MRS采用脉冲矩动态叠加技术的叠加次数,选择叠加次数16次、24次(测试时间约1 h)和36次作为实验对比研究,从中选择较优的叠加次数,测试结果认为24次叠加较优,既可保证探测精度,又可提高工作效率。

EH-4大地电磁测深系统在山东临淄地区岩溶裂隙水勘查中的应用

EH-4大地电磁测深系统是较为先进的电磁法勘探仪器,因其轻便高效、勘探深度大和反映直观的优点而广泛应用于矿产勘查和工程水文勘查中。山东淄川地区岩溶裂隙水勘查中,通过EH-4电磁测深工作并结合实地水文地质调查,在确定了构造带的水源补给及赋水条件的情况下,找到了含水断裂带或裂隙带,根据地质体的电性差异来测定构造带的宽度、延深、产状及赋水性,资料显示异常清晰、显著,且与钻探验证结果位置吻合,取得了较好效果。也为EH-4系统在深部水文勘查中的应用指明了方向。

应用电探寻找岩溶裂隙水效果浅析

介绍了应用电法勘探于贵州省织金县城关片区寻找岩溶裂隙水的效果 ,并根据其实测结果分析证明 :电法勘探、水文地质测绘和钻探工程三者密切结合 ,能够较好地解决利用钻探在岩溶山区开采岩溶裂隙水时布设水源钻孔位置难的问题。

鲁中南山区岩溶裂隙水富水带类型及分布特征

本文在阐述了鲁中南山区构造特征的基础上,分析了该区的地层(含水层)分布、地下水补给、富水带分布、热储层分布和地下岩溶发育等特征。重点讨论了富水带分布特征,提出了鲁中南山区主要五个富水带类型,即旋卷构造各旋回层中间部位富水带、旋卷构造派生的张性断裂富水带、构造复合部位富水带和各旋回层分支断裂富水带及形成热储层的部位等。