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。

跨孔电磁波透视法在岩溶探测中的应用

跨孔电磁波透视在探测地下裂隙带、溶洞等方面具有独到之处。通过分析软土、土洞的发育规律以及它们与溶洞、溶槽的关系,可间接探测软土和土洞的分布。文中探测实例说明,充分了解场地的岩溶地质特征,可帮助我们优化设计、获取有效数据、识别异常,提高该方法的应用效果。

跨孔电磁波透视法在荷叶塘高架桥岩溶探测中的应用

荷叶塘高架桥桥位区岩溶强烈发育。为查明各桥墩位置深部岩溶发育的类型、规模,勘察中采用了跨孔电磁波透视法。结合钻探和跨孔电磁波测试结果对该桥桥墩位置深部岩溶发育的规律进行了分析,对跨孔电磁波测试的验证和效果进行了讨论。钻孔验证表明跨孔电磁波透视法探测精度较高。综合分析表明,可应用跨孔电磁波透视法成果作为确定桩基础持力层的辅助依据。

基于三维可视化的跨孔电磁波CT在岩溶勘察方面的应用

在众多三维建模软件中,基于Golden Software公司研发的Voxler三维建模软件可快速、有效地实现地球物理数据成果的三维可视化。本文简要介绍了跨孔电磁波CT在安徽某特大桥桥基础岩溶勘察中的应用,以探测成果为基础,通过Voxler软件,构建出地下岩溶的三维模型,准确地刻画出测区内岩溶的空间分布特征及形态大小。根据本次跨孔电磁波CT探测成果,围岩的吸收系数(β)介于0~3 dB/m,岩溶发育区的吸收系数(β)介于4.5~6 dB/m,呈高吸收异常反映;利用三维建模软件,以不同方式直观地展示出岩溶异常的空间形态,同时以吸收系数β=4.5 dB/m构建等值面图,清晰地展示出岩溶在地下空间的整体轮廓及连通情况,明确了岩溶对拟建桥基础的影响范围,为后期工程优化设计、施工提供了可靠的地质依据。通过本文分析可知,地球物理探测成果基于三维可视化技术具有直观呈现异常体在地下空间的三维展布情况,能够实现多方位、多角度的异常分析与解译,弥补了二维剖面所展示成果信息的局限性和不足。

跨孔电磁波透视法在探测和评价储油罐岩溶病害地基中的应用

由于岩溶地区地质情况的复杂性,在对重要建筑物的基础详勘时,除了采用常规的勘察手段外,还需采用探测精度较高的跨孔电磁波透视技术,以查清岩溶(溶洞、溶槽及裂隙带)的分布特征。本文以广西境内的黎塘分输泵站场的地基勘探为例,介绍了跨孔电磁波透视法在探测和评价储油罐岩溶病害地基中的应用,得到了一些新的信息,为后期的场地评价、确定桩端持力层以及地基加固处理等提供详细、真实、可靠的地质资料。

跨孔电磁波CT成像技术在岩溶勘查中的应用

跨孔电磁波CT成像技术是将医学CT应用于地球物理学的一项新技术,该方法是采用对称偶极天线在一孔中发射电磁波,在另一孔中接收电磁波场强,反演重建地下介质的吸收系数分布。它主要依据电磁波在不同介质中传播时的吸收差异,重建井间介质吸收系数的分布图像,直观及形象地展现研究区域的地质结构。本文以跨孔电磁波CT成像技术的基本原理为基础,根据电磁波在不同介质中传播时的吸收差异来判别岩溶,同时将该方法应用于广西某地拟建地铁工区的岩溶勘查之中,取得了良好的应用效果。

跨孔电磁波层析成像探测技术在桥梁主墩基础岩溶勘察中的应用

为查明贵州省贵安新区黔中大道某特大桥主墩区域的岩溶分布情况,采用跨孔电磁波层析成像探测技术,获取电磁波在孔间地层传播过程中的时间剖面,通过拾取电磁波的初至时间,反演获得地层的速度场和衰减系数场,对比电磁波在不同介质中的特征,可推断岩溶异常区。探测结果表明:1)电磁波在岩溶区的速度与衰减系数和围岩有密切关系,据此能分辨出岩溶的发育情况;2)采样间距与分辨率成反比关系;3)孔间距是影响探测效果的重要因素;4)后期钻探验证了与本次跨孔电磁波层析成像探测结果的一致性。

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。

高密度电法及跨孔电磁波CT技术在粤北某机场隐伏岩溶探测中的联袂应用

粤北某机场建设发现隐伏岩溶现象,为探明岩溶分布发育情况,文章提出在该项目场地进行多种岩溶勘察技术措施,利用高密度电法圈出岩溶高发育区,利用跨孔电磁波CT技术确定岩溶具体情况和联通状况,最后利用钻探验证物探方法的准确性。整个勘察流程综合使用了地质和物探方法,逐步探明了机场岩溶及土洞发育的情况,为工程建设提供了技术支撑,同时为粤北灰岩地区其他工程建设提供了宝贵的岩溶勘察参考案例。

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。

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。

跨孔电波衰减成像初始振幅估算方法比较

跨孔电磁法衰减层析成像是一种利用电磁波振幅信息的方法,通过发射端到接收端电磁波的振幅变化来反演介质衰减常数分布。发射端振幅也就是初始振幅,一般情况下是未知的,它的精度很大程度上影响到层析成像结果,需要在反演前得到或者通过特殊反演方法来处理。本文总结了4种初始振幅处理方法——线性拟合法、矩阵反演法、双频电磁波法以及相邻道比值法,通过合成数据验证了这四种方法的可行性,并且指出了每种方法的优缺点:线性拟合法适合物性变化不大的情况;矩阵反演法对物性情况要求不高,但计算量较大;双频电磁波法能直接得到电导率分布,但只适合良导体情况;相邻道比值法适用情况最广,但容易受干扰影响。

高密度电法与跨孔层析成像在岩溶探测中的应用分析

灰岩地区岩溶发育情况直接影响工程建设。为了查明岩溶地区的岩溶发育情况,指导工程设计及施工,在某客运专线特大桥岩溶探测勘察设计阶段中利用高密度电法、跨孔地震层析成像及跨孔电磁波层析成像方法进行岩溶探测。并结合它们各自的原理特点,在普查阶段布置高密度电法,在详勘阶段利用跨孔层析成像技术进行精细探测,最终在岩溶探测中取得了良好的应用效果。结果表明,高密度电法可对工区岩溶发育情况做出整体的评价,但是探测精度有限;而跨孔层析成像技术可对钻孔间的岩溶发育强弱程度和空间分布情况做出更为精细的分析。

大透距电磁波CT法在电站坝基勘查中的应用

跨孔电磁波CT法在勘查岩溶方面大有可为。在西南某电站坝基勘查中,成功地应用了跨孔电磁波CT法,分别在左坝肩和右坝肩中所探查的二对孔间,圈出了岩溶的发育范围。所提交的资料已得到钻探、平硐勘探资料、声波和数字摄像的据互相印证。为进一步施工提供了较好的指导作用。本次勘查使用的是最新型的JW—5Q型大功率仪器和新版的处理软件,并成功地使用高频穿透98m地层,是一次很成功的应用。

在建铁路隧道和路基基底岩溶物探技术探讨

研究目的:2013年11月17日中国铁路总公司工管中心下发《关于开展在建铁路隧道、路基基底岩溶探测工作的通知》,要求对在建铁路的隧道和路基基底岩溶开展物探。近3年来在贵广等线的在建铁路上通过开展大量的物探工作,在取得一些效果的同时也发现诸多问题,如物探成果资料难以满足岩溶病害整治设计的需要等,因此本文研究探讨所存在的问题,从而为物探工作正确定位和改进今后隧道和路基的岩溶探测方案提供依据。研究结论:(1)对于在建铁路隧道和路基基底岩溶物探,由于现场难以具备地球物理勘探前提条件、所选物探方法的局限性以及采用物探不能直接探测地下裂隙水等原因,只能部分解决隧底和路基基底的岩溶探测问题;(2)物探属于间接性勘探手段,并且为排除物探结果的多解性,应采用综合岩溶勘探手段,即选择30%的物探异常进行开挖揭示或验证性钻探;(3)当验证钻探资料表明岩溶特别发育时,应选择跨孔电磁波(地震波)层析成像法对岩溶进行比较精细的探测,为后续隧道和路基岩溶整治设计提供可靠的基础资料;(4)本研究成果可用于铁路隧道和路基的岩溶探测领域。

利用综合物探方法探测地下水流通道

尽管充电法需要充电点,但对已知进口或出口的浅埋藏地下水流通道,追踪其走向,该法具有简单、直观、快速的优点.自然电位法对隐伏的地下流体表现突出,但干扰异常多,不易分辨.充电法和自然电位法均可对异常进行定性判断,但不能很好确定地下水流通道的空间分布特征.高密度电法可获得近地表较为精细的空间电性分布.对断层控制下形成的地下水流通道,宜采用浅层地震反射法.当场地受限,探测深度大,需要精细探测时,可采用跨孔电磁波透视.但高密度电法、浅层地震反射法、跨孔电磁波透视法不能对异常进行定性判断.结合探测实例,考虑不同的地质条件和探测成本,对如何选择最佳的组合方法来探测地下水流通道,确定异常性质及其空间分布特征进行了探讨.

综合物探方法在铁路路基岩溶勘察中的应用

地下岩溶发育会给铁路工程的施工和铁路安全运行带来巨大的安全隐患。为了探查某铁路线灰岩区路基段落地下岩溶发育情况,应用高密度电法、跨孔电磁波CT、孔内电视法等综合物探技术手段在铁路路基勘察设计阶段中进行岩溶探测工作。高密度电法探测出多个大范围岩溶发育异常区,孔内电视直观准确地探查出岩溶的深度和规模,跨孔电磁波CT方法探查出岩溶的延伸发育情况,3种物探方法由面到点探测,成果相互验证,优势互补,避免了单一物探方法成果的多解性,取得了较好的岩溶探测效果。应用综合物探方法基本查明了该路基段落内岩溶发育分布情况,经过钻孔验证,结果表明综合应用物探方法在铁路岩溶勘察中具有广泛的运用前景,可以为铁路设计施工提供详实的勘察资料。

综合物探技术在空铁岩溶探测中的应用

本文介绍了采用高精度瞬变电磁法、跨孔电磁波CT法、孔内三维激光扫描等综合物探手段在湖北省恩施市青云崖空铁地质灾害评价工程中探测隐伏岩溶的应用效果。由于空铁线路设计在悬崖附近,工区地质条件复杂,岩溶较发育,悬崖附近的不良地质体可能对空铁建设有一定影响。查明工区的不良地质(岩溶)空间分布情况是本次工作的目的。针对此项目特点,首先采用了地面高精度瞬变电磁法进行地面普查寻找异常靶区,然后针对验证钻孔揭露的溶洞,通过跨孔电磁波CT法进行精细探查,最后采用孔内三维激光扫描直接测量溶洞大小及规模。事实证明,在地质灾害勘查中,综合物探技术是有效的、必要的探查手段。

物探综合方法在岩溶区岩土工程勘察和施工中的应用

在我国喀斯特地貌分布地区,溶洞极为发育,地下岩溶发育会给公路工程的建设和安全运行产生较大影响。为了查明某公路桥梁灰岩区地下的岩溶发育情况,在工程初勘阶段利用高密度电法、在详勘阶段利用跨孔电磁波CT、在施工阶段利用桩底溶洞探测指导桩基终孔。3种物探方法由面到点,测试成果相互验证,优势互补,有效避免了单一物探方法造成的多解性,在岩溶探测方面取得了较好的效果,其探测结果可以作为公路工程建设勘察资料的一部分。

综合物探技术在城市轨道交通岩溶勘察中的应用

采用高密度电法、跨孔弹性波CT法和跨孔电磁波CT法等综合物探手段对南宁市轨道交通4号线某标段进行岩溶地质勘探,查明了该段灰岩地区岩溶发育程度、位置、形态特征及分布范围。