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。

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。

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。

岩溶区地铁盾构隧道下穿水源地综合勘探技术

为解决贵阳市轨道交通3号线一期工程农学院站—花溪公园站区间盾构法施工需下穿地质条件复杂的花溪河,而花溪河为水源保护区,不允许实施水上勘探孔的难题,通过研制生产低频电磁波跨孔CT的发射、接收探头,将常用的8~64 MHz工作频率降低至2~4 MHz,声波跨孔CT发射探头的电火花震源功率由2500 J提升到5000 J,实现最远距离54 m的跨孔CT测试,且达到电磁波跨孔CT和声波跨孔CT成果相互验证;结合勘探孔成果,确保综合勘探成果的可靠性。通过采用超远距离的电磁波跨孔CT和声波跨孔CT技术及勘探孔互相验证的综合勘探技术,成功解决花溪河水源地无法实施勘探孔的难题,查明盾构隧道下穿水源地的薄弱岩土层分布情况,并给设计和施工提供合理的建议,最终使盾构顺利地下穿花溪河。

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。

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。

综合物探在煤层采空区探测中的应用研究

目前国内地下交通网络快速发展,交通网范围延伸到过去陈旧废弃煤区中,其中煤层采空区现象频发,将严重影响地下交通网络的发展,该文将利用综合物探方法对采空区问题进行详细研究分析,通过现场选取喀斯特地貌区域作为典型案例,其地下水发育良好极易影响煤层采空区范围扩大。文中使用跨孔电磁波CT法、单孔电磁波反射法和地质雷达法对目标区域进行全面测试,根据探测成果图进行解释分析,综合分析出多处采空区,为后续进行的地下工程建设提供准确有效的勘察资料。