地空时频域电磁法在云南某隧道勘察中的应用研究

中国西南交通建设快速推进,为保障隧道建设期安全,针对隧道不良地质的勘察意义重大,而地面勘察技术手段受地形等影响,工作效率低,局部区域难以开展。鉴于此,针对云南省某公路隧道开展水文地质调查、地球物理特征统计及地空时频域电磁探测,查明隧道沿线的不良地质段、设计轴线周围的岩溶或富水区的空间分布形态,为隧道施工安全整治提供依据。该方法的成功应用,较地面瞬变电磁法相比,工作效率提高了10倍以上,可为国内碳酸盐岩地区隧道岩溶勘察提供一种可借鉴的技术手段,同时可推广到工程建设、矿产勘查等领域,预期可取得较好的推广应用效果。

挤压大变形软岩隧道双层初期支护最优施工方案研究

为应对高地应力软岩隧道挤压大变形问题,开展双层初期支护的支护时机与厚度比研究,以期得到最优化双层初期支护施工方案。首先对大亮山隧道单层初期支护出现的变形侵限、喷射混凝土开裂和钢拱架扭曲等灾害进行描述分析,再针对双层支护方案,利用数值模拟方法对双层初期支护的不同支护时机与厚度比进行对比分析。结果表明:适当降低第1层初期支护厚度与增大第2层初期支护滞后进尺可以充分释放围岩的变形压力;当第1层初期支护厚度较小时,第2层初期支护滞后进尺为控制围岩变形收敛的主要因素,第2层初期支护滞后时间较长时,双层初期支护结构厚度比为控制围岩变形收敛的主要因素;采用双层初期支护厚度比为1.0,第2层初期支护滞后2个开挖进尺的支护方案既可以释放围岩压力,也能有效控制变形收敛,保障隧道安全掘进。

地空时频域电磁法对隧道岩溶的探测分析

随着我国西南交通建设的快速推进,为保障隧道建设期安全,针对隧道不良地质的勘察意义重大,而地面勘察技术手段受地形等影响,工作效率低,局部区域难以开展。鉴于此,针对云南省某公路隧道开展了水文地质调查、地球物理特征统计及地空时频域电磁探测,查明了隧道沿线的不良地质段、设计轴线周围的岩溶或富水区的空间分布形态,为隧道施工安全与整治提供了依据。该方法的成功应用,可为国内碳酸盐岩地区的隧道岩溶勘察提供一种可借鉴的技术手段,同时可推广到工程建设与矿产勘查等领域,预期可取得较好的应用效果。

蒸养温度、低碱速凝剂和硫铝酸盐水泥对混凝土性能的影响

为合理选择蒸养温度,提高模板周转率,改善经蒸养混凝土的后期力学性能,以C50混凝土为对象,研究了蒸养温度、低碱速凝剂和硫铝酸盐水泥对蒸养混凝土性能的影响,并与标养混凝土对比。结果表明:随蒸养温度升高,脱模强度大幅提高,但28 d的力学性能均降低,收缩率减小,徐变度和徐变系数均增大。低碱速凝剂和硫铝酸盐水泥均显著缩短混凝土的凝结时间、提高脱模强度。低碱速凝剂掺量为1%、硫铝酸盐水泥掺量为6%和20%时,经蒸养的28 d、56 d、90 d抗压强度均高于基准组标养的同龄期强度。

高精度大地电磁方法在地热构造勘探中的应用

文章采用多通道大地电磁探测方法对昭通市头屯村低温热水泉进行了连续电导率成像法勘察,同时配合地质调查给出了对该地区地热构造的综合评估,揭示了该构造的深度和分布范围。经过综合分析得出,头屯村低温热水泉群处于F4-N30°W∠NE88°断裂构造带上,断裂构造深度大于1000m,破碎带宽度约为50m。并且根据上述成果布置钻孔,钻深为600~1000m,评估水量为50~100m3/h,低温热水水温为26~30℃。经过钻孔钻探验证,地球物理勘探结果与实际吻合较好,表明对于含水地热资源,该方法是一种有效的勘探手段。高精度大地电磁勘探技术不仅丰富了该地区地热能研究成果,也为昭通地区地热勘探提供了必要的地球物理参数。

电性源地空电磁法场源效应模拟分析

针对地空电磁受到场源效应影响时会与探测目标体产生的电磁响应叠加在一起,影响地质工作者对目标体的识别,为此从频率域磁场垂直分量(Hz)出发,模拟分析了地空电磁电性线源产生的磁场响应对均匀半空间内不同位置分布的高、低阻异常体产生的影响。研究表明:在均匀半空间内,当y<0时,Hz实部为负值,Hz虚部为正值,当y>0时正好相反。距离场源近的异常体引起的Hz幅值较大,关于y=0 m对称分布的异常体,引起的Hz响应也关于y=0 m对称。同一位置的高、低阻异常体引起的Hz实部曲线形态相反,高阻体的Hz虚部幅值大于半空间的,而低阻体的Hz虚部幅值小于半空间的。

地空电磁探测数据处理及反演成像研究进展

当前应用于矿产勘探、工程检测等方面的地球物理手段越来越多,其中,地空电磁探测技术可实现大深度高效率探测。目前针对该方法的研究和推广,软硬件、发射源、数据处理及反演成像等都在发展完善之中。见于报道的文献居多,但是对该技术各方面的研究进展总结不足。本文仅从方法的数据处理及反演角度出发,评述当前研究进展和现状,总结存在的问题,并对下一步发展方向提出个人观点,为该方法的后续研究提供参考。

强风化花岗混合岩上硬下软地层公路隧道施工优化

针对临云高速公路特长隧道全、强风化花岗混合岩上硬下软地层的特殊地质情况,采用原开挖支护方案施工过程中围岩变形收敛较大并可能发生局部坍塌、冒顶等问题,结合隧道变形监测结果,针对性提出缩短隧道台阶长度+锚杆长度及布置的优化方案,并通过有限差分数值模拟软件对不同开挖支护工况的围岩压力、隧道变形、锚杆轴力和塑性区深度等进行对比分析。结果表明:隧道采用台阶法施工时,开挖至硬、软岩层交界处附近,由于拱脚下围岩性质软弱,无法形成可靠的支撑,上覆岩土体会挤压衬砌使其产生较大的沉降和收敛变形,且该交界位置的围岩压力最小;上硬下软地层隧道开挖过程中,中台阶开挖支护对隧道变形收敛影响最大,随着中台阶长度的缩短,隧道变形收敛逐渐减小,围岩压力逐渐增大;短锚杆对围岩的变形控制作用较弱,增长锚杆长度可以更好发挥锚杆的悬吊增强作用,充分利用了围岩的承载能力,减小了开挖支护后隧道的变形;采用上台阶、中台阶、下台阶、仰拱长度分别为4,6,2,2 m,锚杆长度分别为4.5,6.0,6.0,4.5 m的开挖支护方案既可以满足隧道变形收敛要求,也可以方便实际施工,保证了隧道的安全、快速掘进。

地空协同时频域电磁探测技术在深埋长隧道地质勘察中的应用研究

复杂地质地区深埋长隧道建设过程中,由于对地质情况勘察不清楚,风险难以控制。常规的地质勘察工作又费时费力,影响工程进度。地、空协同时频域电磁探测技术作为航空电磁法的一种新型设计方案,勘察深度大、效率高,对于工程建设前期和中期需要快速实现地质勘察的深埋隧道是一种理想方法。本文通过对西南某深埋特长隧道进行地、空协同时频域电磁法勘察隧道围岩中不良地质体的应用研究,较为详细的查明了隧道轴线地质情况,解译了不良地质体的位置和性质。研究结果表明,地、空协同时频域电磁探测技术在深埋长隧道地质勘察应用中是有效的,既能缩短勘察设计阶段资料搜集的时间,又能查明不良地质体的基本情况,还能控制工程勘察设计成本,体现了良好的经济和社会效益,值得推广应用。

基于激光测距的隧道自动监控量测技术研究及应用

目前隧道监控量测采用人工操作测量仪器的方式进行工作,存在监测频率低,工作量大,效率低,施工人员作业安全性低,监测数据真实性难以保证,无法及时预报预警等问题。本文基于物联网、自动化技术,基于激光测距技术,研究设计一套全自动监控测量设备及云监控平台,实现对隧道初期支护变形的自动连续监测。自动监控量测设备实时采集数据,将数据通过物联网传输到监控中心进行分析、处理并自动预报预警。相比通过测量人员定时到现场测量的方式,自动监控量测技术能连续监测隧道变形情况,避免了人为测量隧道变形数据时对监测数据的篡改,能够自动及时预报预警,具有连续性、真实性、智能化等优势。