地质雷达技术在城市供水管网探测的应用

地质雷达作为一种新的探测方法,具有定位准确、剖面直观、实时图像显示等优点在城市地下管线探测过程中得到了越来越广泛的应用。本文结合地质雷达技术的实际应用,阐述了地质雷达技术的工作原理和方法,为城市供水管网的探测提供了有力的技术支持。     

地质雷达探测水平分辨率及最大有效深度试验研究

地质雷达在建筑、铁路、公路、水利、市政建设等领域得到广泛应用,目前对地质雷达分辨率及探测最大有效探测深度认知不足。本文通过模型试验地,对地质雷达的分辨率和最大有效探测深度等进行了研究论述。     

城市道路病害特征地质雷达正演模拟及快速识别

地质雷达(ground-penetrating rader,GPR)探测是城市道路病害探测的主要手段,随着技术的更新,实现了从二维到全三维探测的过渡,但数据解释还是以常规的波形特征和振幅特征分析为主的剖面和平面异常解释,存在解释工作量大,异常识别难度大,漏判、错判率高等特点。为提高地质雷达数据解释速度和精度,通过对路面检测中常见的异常体(空洞、积水区)正演模拟,并结合实际案例分析,研究异常体的频谱特征,提出基于数学变换的频谱分析方法,实现对空洞、积水区的快速识别。结果表明,基于频谱分析的频谱剖面异常特征明显优于振幅剖面特征。     

三维探地雷达在城市市政管线渗漏探测中的应用

以城市给排水管网基地测试管道为对象,针对一根埋深0.6 m,直径100 mm水管,通过现场实验探讨三维探地雷达(GPR)探测管线渗漏的可行性。实验中在渗漏点附近沿垂直于管线方向布设了31条平行测线,采集了C扫描雷达数据。对比渗漏前后的二维雷达剖面以及雷达数据三维偏移成像图可知,三维探地雷达可更加有效地探测和识别地下目标几何形态,判断由于地下水管渗漏形成的周围土壤浸润区的范围和大小,从而确定渗漏位置。     

西宁地区地质雷达探测地下管线试验研究

为了研究在西宁地区地质雷达探测地下管线的效果,文中开展了地质雷达探测不同类型和不同地下敷设深度管线的试验。通过敷设电缆、金属管、PVC管,调节设备参数设置,数据图像处理,对地质雷达探测结果进行参数、波幅、图像和介质干扰因素分析研究。结果表明:确定本次探测地层相对介电常数为7;地质雷达探测3种管线单列波最大波幅均大于正常值(7 500 mV);对电缆和金属管探测效果较理想,而对PVC管的探测效果较差;受介质干扰因素的影响,400 MHz中心频率地质雷达仅可探明埋深1.5 m以内的管线敷设。研究结果解释了介质干扰的影响机理,提供了一种判断管线埋深和部位的依据。     

软地基中基桩的完整性测定

利用地质雷达技术具有快捷、准确和实时处理及显示的优点,采集高分辨率的连续剖面·研究了地质雷达信息与碎石桩、粉喷桩、扩底桩的桩体形态和桩长度等完整性的定性、定量关系问题,在桩基检测的工程实践中,找出了一套有效的地质雷达探测技术和工作方法·它是常规检测方法的有力补充·并对各种条件下的检测技术的特点和探测技术进行了分析和评价,用具体的实例验证了本文提出的方法的可行性和有效性·结果表明该技术可为今后复合地基的桩基工程质量检测提供相关地下精细要素的大量信息·     

探地雷达的正演模拟及有限差分波动方程偏移处理

利用麦克斯韦方程和有限差分法, 推导出雷达波的二维有限差分正演方程组, 并运用该正演方程对＂V＂字形地电模型和同一斜面上的5个圆的地电模型进行正演合成, 得到其相应的正演合成剖面;把该正演合成的剖面与实际模型相比, 得出正演合成图与实际模型的示意图在形状上有一定的差别, 这是剖面中异常点处的绕射波所致;为了提高雷达资料的解释精度, 对正演合成的雷达剖面进行后处理, 运用雷达上行波反向外推有限差分偏移法, 对2个正演合成的雷达剖面进行偏移处理, 通过对比偏移处理前后的雷达正演剖面, 采用有限差分偏移法能使雷达正演剖面中的反射波归位, 绕射波收敛, 从而大大提高了雷达正演剖面的分辨率, 有利于探地雷达剖面的地质解释和验证偏移方法的有效性.     

地质雷达在宜万铁路隧底岩溶探测中的应用

利用地质雷达进行无损检测是地球物理探测技术中的一种方法,并在隧道质量的检测中受到广泛重视。本文结合地质雷达在宜万铁路隧道岩溶探测的工程实践,对地质雷达的数据采集、资料处理等关键问题作了说明,并以结合在宜万铁路某隧道进行实地探测的实例分析了地质雷达技术在隧道岩溶检测方面的应用,并为岩溶区的岩土工程勘察提供了有效手段及依据。     

应用地质雷达探测崔家沟井6#煤层可采边界的研究

总结分析了地质雷达探测原理和在崔家沟井探测6#煤层可采边界所使用的方法和效果,在开采上部煤层的矿井通过上部煤层巷道布点应用地质雷达探测下部煤层赋存情况及地质构造,为下部煤层合理开采提供了可靠的地质资料。     

基于谱能分析法解决地质雷达大尺度探深问题

为了突破地质雷达低频天线探测深度与辨识率之间的矛盾,满足浅埋地下工程精细化物探的需求,基于谱能分析法对常规低频天线采集的雷达信号进行后处理,通过对探测目标介质体的频响强度分析,有效提高雷达回波的识别能力,实现了较常规雷达信号处理分析方法增大2~3倍探测深度的良好效果。结合某隧道中坍塌冒顶围岩扰动影响范围的探测实例,采用100MHz低频天线及谱能分析信号后处理技术达到了100m的大尺度探深,初步解决了地质雷达大尺度探测的工程问题。     

南宁地铁4号线岩溶发育特征及处治技术

随着我国轨道交通建设的快速发展,城市地铁越来越多,修建过程中各种工程问题逐步显现。我国南方地区岩溶较为发育,给轨道交通的安全建设带来了一些工程难题,岩溶的处治技术成为近几年的研究热点。为了解决南宁地铁4号线岩溶带来的工程难题,通过地质勘察手段探明了岩溶分布规律,基于地质勘察资料分析了南宁地铁4号线岩溶发育规律,采用钻芯和室内试验确定了地层及溶洞的物理力学参数,结合有限元软件Midas GTS确定了溶洞与地铁车站、盾构隧道的安全距离,提出了岩溶区轨道交通溶洞处治范围及处治措施,并对溶洞处治区域进行取芯,通过室内试验研究了岩溶处治效果。研究结果表明,南宁地铁4号线岩溶总体上中等发育;车站区域溶洞基本上分布于底板下10m范围内,盾构隧道区域溶洞基本位于底板以及底板以下10m范围内;不同位置不同尺寸的溶洞塑性区不同,溶洞洞高越大塑性区越大,需要的安全距离越大;采用注浆加固方案是合理的,检测结果验证了其合理性。可为岩溶区地铁车站及盾构隧道溶洞处治提供参考。     

三维地质建模技术在北京地铁建设工程中的应用研究—以车公庄西站为例

随着北京地铁建设的飞速发展,对于地质情况、地面建筑及地铁结构的资料的合理利用和整合成为地铁建设领域的一个热点问题。三维地质建模技术以其强大的实时建模功能及展示功能成为解决这一难题的重要手段。利用北京大学信息地质研究实验室开发的小场景建模系统(Creatar Project Explorer)对在建的北京地铁六号线车公庄西站工程进行了地质体、地铁结构及地面建筑物的建模,并进行了三种模型的联合展示,展示的结果表明,小场景三维地质建模技术能准确直观地反映地面建筑、地铁结构及地层的空间关系,方便建设人员对地铁信息、结构信息实现高效的管理。这些研究成果也为三维地质建模技术在地铁建设过程中的应用提供了借鉴。     

联合预报在组合地质灾害隧道工程中的应用

在某地质条件复杂的隧道探测中,为了判断掘进工作面前方地质情况,选用隧道地震电测(tunnel seismic electric prediction, TSEP)和地质雷达(ground penetrating radar, GPR)超前地质预报技术对地质条件复杂的区段进行超前探测,经与实际开挖情况对比分析得出探测结果准确可靠。TSEP超前地质预报技术有效探测距离长,对不良地质体的探测范围广;采用TSEP超前地质预报技术与GPR技术联合预报的预报体系,可以改变原有联合预报全过程预报的模式,减少预报工作量,降低预报成本。该研究可为同类型地质条件工程超前探测提供了借鉴。     

电磁波CT揭露重大工程岩溶发育特征--以某地铁岩溶勘察为例

灰岩地区岩溶发育程度严重影响重大工程建设,以钻探为主的城市岩溶勘察,很难充分查明地下岩溶发育特征及规模,而高密度电法、浅层地震反射等其余地球物理方法因场地条件限制和干扰因素较多,在城市岩溶探测中很难实施。鉴于此,本文采用井间电磁波CT层析技术对某地铁进行岩溶探测,应用联合迭代重建技术（simultaneous iterative reconstruction technique 简称SIRT）进行反演,获取电磁波CT吸收系数等值线图,并通过吸收系数判断岩溶发育状态。研究结果表明：电磁波CT层析技术可较好揭露地下岩溶发育规模和特征,探测结果与钻孔资料揭露岩溶信息高度吻合。该方法的成功引入为重大工程岩溶探测提供了新思路,其探测成果结合钻孔信息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。     

基于地质雷达方法确定断层特征参数

断层是地下工程中经常遇到的地质构造，其特征参数的准确判定对地下工程的施工与维护具有一定的意义。采用地质雷达方法可以直接探测到一定浓度范围内断层的集团、走向、倾向和倾角，通过对标志层位置的直接确定，可以间接得到断层落差。工程实例表明，地质雷达方法确定地下工程中断层的特征参数是可行的。     

某水库大坝混凝土面板检测及裂缝处理

根据混凝土面板坝施工的特点并综合考虑某引水工程坝址处的自然环境等因素,分别运用回弹仪、裂缝测宽仪、超声波探伤仪与地质雷达对面板混凝土强度、面板裂缝宽度、裂缝深度及堆石与面板间是否存在脱空进行了检测.根据检测结果对大坝面板混凝土表面产生裂缝的原因进行了分析,并提出了混凝土面板坝表面裂缝在不同情况下的处理方法.     

南京典型段地铁工程对地下水流动态的影响

本文以“南京典型段地铁工程”为研究对象,利用FEFLOW数值模拟软件建立非稳定流数值模型,预测了地铁开挖涌水量大小以及研究了在施工期、运营期和服务期满后区域地下水流场动态变化;分析了地铁建设对仙鹤门水源地流场的影响以及可能引发的环境水文地质问题。结果表明：由于地铁施工开挖导致的隧道涌水以及需要疏干降水,在施工站点和区间隧道地下水位大幅度下降,运营期和服务期满后地下水流场逐渐恢复到初始状态;地铁工程对仙鹤门水源地影响较大的区段主要是龙王山段,其他区段对水源地影响轻微。而研究区内桦墅站至龙王山区段灰岩埋藏浅,岩溶发育强烈,地铁工程可能导致局部地区径流条件发生变化,诱发岩溶地面塌陷灾害。     

大跨度地下洞室工程技术发展

通过对中国古代大跨度地下洞室工程进行分析和研究,总结中国古代大跨度地下洞室工程在设计和建设中的技术和经验,并在此基础上,进一步研究我国当代新建大跨度隧道和洞室工程技术的现状,对典型的大跨度海底隧道工程、铁路隧道工程、竖井工程、液化石油气储藏洞工程、不良地质条件下的地下工程、水利枢纽地下电站工程、穿黄隧道工程和软土地下大跨度工程的技术工艺进行分析和总结,并提出大跨度地下工程技术的发展趋势,对推动我国的工程技术发展具有一定的借鉴意义和参考作用。     

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.     

浅层有害气体成藏特征对隧道施工的影响

地下浅层有害气体是影响地下交通工程施工与后期运营的重要危险因素,对其地质成藏特征的研究可有效指导治理措施的设计部署。以昆明地铁2号线工程为例,通过对工程中有害气体喷发重点区段现场勘察与实验分析,研究分析了浅层有害气体成藏特征。该工程区段地下浅层有害气体是赋存于第四系泥炭质土层中以甲烷组分为主的小型、低压生物气。含气层空间分布特征显示,福保路段揭露两层含气层中的下部含气层与地铁结构线为纵贯关系,施工危险性较大;而该段上部含气层以及官南路段含气层均不与地铁结构线交叉,危险性较小。尽管由于前期工程施工导致勘察区段地下有害气体压力与流量降低,但不排除勘察区间或周边存在小型高压气体聚集区的可能性,故建议在施工过程中要对地下有害气体进行同步探测,对于高压气层采取提前排气与压入式机械通风处理措施,同时加强现场有害气体监测。