地震CT在岩溶精细探测中的应用与探讨——以深圳地铁14号线为例

因场地条件限制和干扰因素较多,地震反射、电法等地球物理探测手段在城市岩溶探测中很难实施。利用地震波CT(computerized tomography)层析成像技术对深圳地铁14号线进行岩溶精细探测,将获取的井间地震波初至走时进行反演,并对数据处理与分析进行研究,最终获取地下介质内部波速结构,并以此判断岩溶发育状态。实验结果表明:地震CT层析成像技术能较好查明基岩面起伏形态,并能以小于1 m的分辨率精细探测地下岩溶发育规模,其探测结果与钻孔资料高度吻合。该方法的成功引入为城市轨道交通岩溶探测提供了可行性方案,其探测成果可作为重大工程建设可靠的地质参考依据,具有较好的科学意义和推广价值。     

电磁波CT技术在隧道基底岩溶勘探中的应用

针对董当隧道左线开挖过程中隧道基底揭示出的溶洞,为进一步确定隧道基底岩溶范围及形态,在对电磁波CT技术原理、数据采集方式、数据处理分析以及探测剖面分析的基础上,推测出隧道基底岩溶分布状态。结果表明:裂隙发育区岩溶对电磁波的表现较灰岩强,吸收系数一般大于0.2dB/m;结合钻孔资料佐证,电磁波CT技术能对隧道基底岩溶的延伸状况进行比较准确、直观的显示。     

黔西南晴隆—贞丰地区岩溶发育规律研究

黔西南晴隆—贞丰地区岩溶发育强烈,该地区岩溶以形成时期分为近代岩溶与古岩溶,近代岩溶出露地表而古岩溶大部分深埋地下.通过对该地区地表岩溶与钻孔揭露古岩溶发育特征统计,进而结合该地区地质构造进行深入研究.研究结果认为岩溶发育特征主要是地质构造作用控制:近代岩溶受构造作用影响发育强烈;古岩溶受构造作用影响深埋地下,岩溶发育作用停止.     

东黄山国际小镇岩溶发育危险性评价

岩溶作为工程建设中常见的地质灾害之一,对岩溶区工程的设计和施工具有一定的威胁。根据东黄山国际小镇的勘察成果,揭露岩溶多以覆盖性串珠状溶洞为主,主要沿麻川河及其支流呈条带状分布。在总结岩溶发育特征的基础上,充分考虑了研究区影响岩溶发育的控制因素,选取地层岩性、钻孔遇洞率、覆盖层厚度、土层结构、地下水水位埋深、距地表河流的距离6个主控因素,应用地理信息系统技术(geographic information system,GIS)和层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)多源信息相融合的方法,构建了东黄山国际小镇岩溶发育危险性评价模型,并对研究区进行了预测分区评价。结果表明:岩溶高发育区主要集中在小镇中部和北部,面积约0.4 km~2,约占研究区总面积的5%。根据钻孔揭露情况,揭露溶洞的11个钻孔均位于评价分区图中的危险区,拟合程度高,表明构建的岩溶发育危险性评价分区模型与实际相符。研究成果对东黄山国际小镇基础设施的规划和建设具有一定的指导作用。     

金沙江白鹤滩水电站旱谷地料场岩溶发育特征及工程效应

巧家县旱谷地石灰石料场岩溶总体不发育,但开挖揭示有较大岩溶管道,查明岩溶发育的规律对料场下一步开采布局具有现实意义。通过对料场及其周边的实地调查、钻孔揭露及物探,对地下岩溶以及地表岩溶分布特征及位置进行统计,结合构造、岩性、水文及地貌等地质特征对岩溶发育机理进行分析讨论,认为特殊水文条件下可以在岩溶发育较差地区发育岩溶异常带"。主要结论如下:①巧家旱谷地斜坡由于地表支沟发育,地表水无法聚集,地表岩溶不发育。②料场上方缓坡平台后缘有一断层泉,流量约1. 8 L/s,泉水出露后又在该平台渗入地下,使得料场区地下岩溶较地表发育;旱谷地平台后缘保存有菩萨洞和蝙蝠洞,为当时溶洞的出口。③地下岩溶通道首先在普家村平台断层泉渗入地下,沿中梁子沟发育切层陡倾坡外的"垂直"管道,直径约12 m,在1 400 m高程,顺层发育水平管道(层控),并在大弯子沟右岸菩萨洞及蝙蝠洞岩溶水排出地表;随着旱谷地台面的抬升,现今岩溶管道仍然以垂直管道向金沙江谷底方向排泄,出口在巧家县城龙潭一带。④由于管道及其附近塌陷及溶洞角砾、次生泥充填,危岩垮塌严重,不能满足石料质量要求,料场区有用料储量减少10%～15%。     

地质分析法在隧道岩溶探测中的应用

在碳酸盐岩地区隧道施工过程中,岩溶地质灾害是常见的地质灾害,往往造成重大经济损失及人员伤亡.地质分析法是隧道施工地质预报的1种基本方法,也是所有采用地球物理探测方法进行隧道施工地质预报的基础.结合具体工程实践,在对碳酸盐岩发育地区岩溶发育条件及发育规律总结归纳的基础上,采用地质分析法,通过对杭瑞高速公路毕都段街上隧道所揭露的岩性、构造、地形及附加岩溶发育情况等进行调查与分析,得出岩溶发育的重点区域,并在实际开挖当中得以验证.     

运用激电中梯测量探测覆盖型岩溶发育程度

运用激电中梯测量方法,进行岩溶塌陷地质灾害调查,研究了覆盖型岩溶的发育程度。首先研究了不同地层岩性的视电阻率和视极化率特征,得出了岩溶裂隙发育的主要地球物理特征;再根据研究区的激电中梯测量成果,划分了4个异常区;结合地质构造条件,推断解释认为Ⅰ区和Ⅲ区中的局部高阻区为岩溶裂隙发育区;最后通过布设电阻率垂向测深剖面,进行推断反演,并利用钻孔进行验证,发现了1.6 m深溶洞。研究成果表明,激电中梯测量方法在探测覆盖型岩溶的发育程度方面,取得了较好的效果。     

塔里木盆地轮南地区奥陶系岩溶体系的测井分析

利用测井信息探测方法，对塔里木盆地轮南地区奥陶系上部岩溶体系进行了研究。研究表明，奥陶系上部岩溶体系在纵向上可分为上下两带；其中上带为垂直渗滤岩溶带，以溶孔、溶缝、落水洞和角砾岩为特征；下带为水平潜流岩溶带，以地下溶洞和暗河、再沉积砂岩和泥岩以及垮塌角砾岩为特征。运用双侧向测井、自然伽玛测井、高分辨率地层倾角测井、声波全波测井、井径测井、补偿密度测井、补偿中子测井以及井下声波电视测井等方法。对研究区内岩溶体系进行了探测，得到了该地区岩溶体系的测井响应特征资料。     

基于电磁波和弹性波层析成像探测的联合分析方法

在地下工程建设中经常会遇到诸如溶洞、断裂破碎带、孤石和裂隙带等不良地质体,如果不能提前探明不良地质体分布情况,将会埋下严重的安全隐患。由于不良地质体的变异性大,采用传统的钻孔勘探方法及现有的单一勘探方法难以掌握其空间分布,因此,基于电磁波和弹性波层析成像的联合分析是综合地球物理研究的重要定量解释手段。在明晰电磁波、弹性波层析成像(CT)原理及影响因素的基础上,提出基于电磁波和弹性波CT的联合分析方法。采用数值模拟手段分别进行电磁波正演模拟以及弹性波正演模拟,获取单一CT方法的层析成像剖面。利用层次分析方法进行联合分析,获取了模型的联合分析剖面,并与单一探测结果进行对比,结果表明综合利用两种物性条件进行探测可使探测精度增加。最后通过工程实例分析说明两种单一探测技术以及联合分析技术对不良地质探测的有效性。     

岩溶发育地区的桥梁桩基探测和成桩技术

本文结合京沪高速铁路徐州地区岩溶发育地质条件下，钻孔灌注桩的具体施工，对岩溶发育、石灰岩地区的桥梁桩基探测和成桩技术进行研究，探讨岩溶地区桩基施工特点，进行技术归纳总结。     

微动剖面探测法在城市轨道交通勘察中的应用及效果：以广州地铁十号线为例

在城市轨道交通工程地球物理勘测中一直面临抗干扰和精准探测难题.以广州市轨道交通十号线寺右新马路段地下人防构筑物探测为例,介绍了二维微动剖面(2D microtremor profile,2DMTP)探测技术的方法理论及其在城市轨道交通工程勘察中的应用效果.通过与钻探成果的对比分析,提出了2DMTP在城市轨道交通勘测、设计不同阶段的使用建议.结果 表明:微动剖面探测方法非常适用于城市复杂强干扰的工作环境,能为轨道交通勘察设计、施工安全提供重要的依据,对提高工程地质勘察精度,降低勘探成本与施工风险,缩短建设工期起到重要作用.     

湖北宜都磷石膏集中库区岩溶水文地质条件研究

建立磷石膏集中库,以堆填的方式处理解决磷工业废弃物是目前的主要方法,而磷石膏集中库的建立对库区水文地质条件有着极高的要求。为避免库区中磷石膏发生泄露对当地地下水环境造成污染以及为该库的实际工程建设与设计提供参考依据,本研究以湖北省宜都市枝城镇六里冲村的磷石膏集中库项目为例,综合利用野外水文地质调查、地球物理勘探、岩溶地下水示踪试验等方法,查明该地区的水文地质条件,采用Qtacer2软件获取水文地质参数,分析研究区岩溶地下水流向及岩溶含水介质结构特征。野外基础地质调查发现库区北部（初期坝处）发育一具有走滑性质的逆断层构造（F2）,其是库区岩溶发育方向的主控因素;地球物理勘探确定了沿淹水淌断裂发育的岩溶区存在着地下水流径通道;示踪试验数据表明库区地下水流速缓慢,存在着由淹水淌断裂控制的地下水主流径带,方向为NE70°;分析示踪剂浓度历时曲线特征得出库区岩溶发育程度不均一,岩溶发育特征为裂隙、单一小型管道、局部溶洞并存,具有非均质各向异性特征;基于Qtacer2数据分析,估算出水力参数（包括弥散系数,纵向弥散度,摩擦系数,雷诺兹数,舍伍德数,施密特数）。研究成果对库区的选址、建设以及对当地岩溶含水层水资源保护提供了依据。     

华蓥山隧道岩溶发育特征分析

华蓥山隧道洞身段穿越雷口坡组的可溶岩地层,岩溶发育,地表落水洞．溶斗、溶沟、溶洞、地下暗河多出现在该段。该论文拟对华蓥山隧道岩溶发育形态、分布特征及其主控因素等问题开展系统深入的调查与分析论证,并对隧址区可溶岩地段岩溶发育强度预测,为华蓥山隧道建设优化设计等相关技术问题提供可靠的科学依据。     

贵州某机场场地岩溶发育特征及成因分析

通过对贵州某机场初步勘察资料的统计分析,探讨了整个场区的岩溶发育特征、分布规律以及成因机理。场区构造相对稳定,多发育揉皱、压性小断层,场区地表溶蚀现象明显,发育的溶沟溶槽、漏斗、落水洞的展布走向基本与构造方向和优势节理方向相近。而钻孔揭露地下0.5~20 m范围有透水性差的薄层泥岩,该地层下部岩体相对完整,由此可以推断,隔水层以上岩体在水流作用下,沿岩体节理、裂隙溶蚀现象明显,地表岩溶发育,在该隔水层之下,岩溶弱发育。场区虽处Ⅲ级剥夷面上,地表水流除沿岩体裂隙下渗外,绝大部分水流沿地表向地势低洼处径流,而后通过溶斗、落水洞等统一向侵蚀基准面排泄,无大面积积水区域。总体来说,场区以垂向岩溶为主,隔水层表面多发育横向小型溶洞,隔水层上下溶蚀差异较大,钻探过程中未发现厅堂式溶洞,因此场区出现大规模塌陷灾害的可能性很小。研究结果不仅为详勘提供了基础资料,对后期机场的设计和建设均具有重要的指导意义。     

高密度电法在岩溶勘察中的应用

随着高速公路建设的快速发展,岩溶作为一种典型的不良地质现象在施工建设中的危害越来越明显.该文简要介绍了高密度电阻率法所基于的静电场理论和工作特点,应用该方法在某高速公路建设中的岩溶勘察进行了探测,获得了测区部位的视电阻率二维成像图;通过对视电阻率二维成像图异常形态、高低阻等特征的分析,推断出地下岩溶、溶洞的分布范围、大小和埋深.经钻探资料证实,推断结果与实际情况相吻合.     

基于信息量法的黔中岩溶区地下空间利用适宜性评价

在分析贵安新区花溪大学城典型岩溶区地质环境条件基础上,提出了地下空间利用地质模型,建立了地下空间利用适宜性评价体系和评价方法,采用专家-层次分析法确定了地下空间利用影响因子权重,利用ArcGIS平台实现了研究区分层地下空间利用适宜性评价。评价结果表明：采用的专家-层次分析法、多目标线性加权函数法及ArcGIS平台空间分析相结合的方法开展典型岩溶区地下空间利用适宜性评价,评价方法和评价结果合理可靠,具有较强的应用性和推广性;研究区半地下、浅层、次浅层适宜地下空间利用面积占比分别为75.51%、67.02%、53.78%,地下空间开发利用主要受断裂构造、岩石破碎程度、岩溶发育、地下水埋藏条件控制,研究区在垂向上从上到下开发利用难度逐步增大。评价结果为花溪大学城典型岩溶区地下空间利用规划、地质环境问题工程处置、合理有效利用地下空间资源、保护生态环境提供了科学依据。     

深埋隧道填充型溶腔溃水机制及风险识别

结合国内外岩溶隧道修建过程中涌、突水灾害的特征分析,将大体量且有一定静储量的高压岩溶水瞬间释放,并伴随突泥、突巨石的特殊涌水定义为岩溶溃水;基于宜万铁路马鹿箐隧道特大岩溶溃水灾害分析,得到了岩溶溃水的基本特征,通过分析岩溶溃水的机理获得了构成岩溶溃水风险的几个主要因素;基于理论分析、数值模拟等方法,并结合现场工程经验,对岩溶溃水风险发生的几个门槛条件进行了初步的确定;针对溃水风险识别的实施方案,提出了超前水平钻探并结合放水试验和闭水试验的方法。     

大直径盾构隧道与下伏溶洞安全距离

岩溶发育地区的溶洞与在建盾构隧道之间的安全距离是一个重要的工程问题,如果溶洞与盾构隧道之间的距离过小则会导致隧道的失稳。本文基于武汉和平大道南延线隧道工程,在岩溶隧道失稳判断依据的基础上,设计选取围岩级别、侧压力系数、隧道的埋深和溶洞的大小四个影响因素来进行正交实验,同时采用了数值模拟与回归分析相结合的试验分析方法,探讨了影响安全厚度的因素,最终建立了下伏溶洞与隧道安全距离的预测模型。研究结果表明：在大直径盾构隧道下伏溶洞情况下,隧道的埋深、侧压力系数、溶洞的直径、围岩水平对于隧道安全距离的影响程度依次增加。安全距离与围岩级别呈负相关关系,与侧压力系数、隧道的埋深和溶洞的直径呈正相关关系。另外,通过对比验证试验区段典型断面的工程实例,证明了该安全预测模型在工程设计中具有参考价值。