音频大地电磁法在和邢铁路天河山隧道超前探测中的应用研究

随着铁路建设的发展,规模较大的隧道数量越来越多,且隧道在施工过程中经常伴随着塌陷、突泥、涌水等地质灾害的发生,因此探明隧道前方隐藏的地质灾害至关重要。当隧道前方及上方地质异常体达到一定规模时,会对隧道产生多方向的较大压力,而在隧道内部开展的常规预报方法只能探测隧道前方地质异常体。本文为了探究和邢铁路天河山隧道周边地质异常体的空间规模及形态,在隧道上方布置3条音频大地电磁测深剖面,对音频大地电磁数据进行精细化处理、分析和反演,最终获得地下700 m深度范围内电阻率结构模型,发现存在东、西2组低阻异常,结合地球物理和地质资料,认为东部的近直立低阻异常可能为破碎带,而西部向西倾斜的低阻异常可能为与区域大断裂相关的构造或破碎带,且异常规模较大。后期隧道的掘进结果证实了反演结果的可靠性,认为采用音频大地电磁测深方法可以有效探测隧道周边一定深度范围内地质异常体的空间规模和形态,可为有效避免隧道施工过程中重大地质灾害的发生提供参考依据。

综合超前地质预报在涌水隧道中的应用研究

随着我国铁路建设的大发展,长大隧道数量越来越多,在没有探明隧道前方地质情况的条件下开挖极易导致塌陷、突泥、涌水等地质灾害发生,因此隧道超前地质预报越来越多地应用到隧道施工中。和顺铁路天河山隧道全长11695 m,穿越太行山山脉及河北省邢台国家级地质公园天河山园区,最大埋深615 m,洞身共穿越21条断层破碎带。断层破碎带发育大量裂隙水,开挖过程易引发坍塌、涌水涌泥等问题。根据天河山隧道地质情况,采用地质雷达、弹性波反射法(TSP)和隧道超前孔内电视对天河山隧道进行综合超前地质预报。先使用弹性波反射法推断掌子面前方断层及破碎带位置,再根据地质雷达结果进一步推断前方含水、含泥情况,最后首次将孔内电视应用于隧道超前地质预报进一步验证预报结果,以保证结果准确可靠。