电法在大伙房水库引水隧道探测中的应用研究

论文摘要

随着我国经济的不断发展,公路隧道、铁路隧道、水电建设、跨流域引水工程隧道建设也随之加快,导致隧道的勘探设计时间比较短,在隧道工程建设开发以前,很难提供足够的时间与物资,用于详细的岩土工程地质勘察,而我国目前的勘察手段很难准确全面的查明整座隧道的工程地质、水文地质以及其他不良地质作用。隧道工程是一项隐蔽工程,经常会遇到许多不良地质体,导致地质灾害的发生,造成设备的损坏和人员的伤亡,特别是涌水和突水问题,是隧道工程中的常见地质灾害,多发于节理裂隙密集带,构造形成的破碎带,岩溶洞穴,含水层与隔水层的交界面。据统计,我国已建成的隧道中,80%在施工中遭遇涌水和突水灾害。因此,迅速查明涌水的“补给、径流、排泄”规律及与之相关的地质构造特征,尽快恢复隧道的施工,就显得尤为重要。高密度电阻率法是目前应用较为广泛的电法勘探新技术。是电阻率法勘探中的一个主要分支,它是以地下被探测目标体与周围介质之间的电性差异为基础,利用人工建立的稳定地下直流电场,研究地下大量丰富空间电性特征,从而查明和研究有关地质问题的一组直流电勘探方法。本次探测隧道涌水问题中,由前期的资料可知,测区内完整大理岩的电阻率为n×103～n×104(Ω·m),而充水断裂破碎带或岩溶洞穴的电阻率为n×10～n×102(Ω·m),两者之间存在着明显的电性差异,可见,在该区应用高密度电法的条件是具备的。本文结合大伙房输水隧道涌水的工程实际问题,为查明涌水的成因、来源,本次探测使用了目前较为广泛的电法勘探新技术—高密度电阻率法,通过在大伙房水库输水隧道探测应用过程中的精心勘察,查明了隧洞涌水的原因,为封堵方案设计提供了准确的科学依据,取得了满意的地质效果。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究意义和内容
• 1.1.1 研究的意义
• 1.1.2 研究的内容
• 1.2 高密度电法发展概况
• 1.2.1 电极排列发展
• 1.2.2 电阻率法反演的发展
• 1.2.3 探测深度与装置系数的关系
• 1.2.4 图示方法
• 1.2.5 资料处理
• 1.2.6 高密度电法仪器的发展
• 1.2.7 国外仪器
• 1.2.8 国内研制仪器的概况
• 1.2.9 高密度电法仪的关键技术
• 1.3 高密度电法的应用
• 1.3.1 国内外一些高密度电阻仪及其特点
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 高密度电阻率探测方法
• 2.1 基本原理
• 2.1.1 探测技术基本原理
• 2.1.2 场所满足偏微分方程
• 2.2 基本方法
• 2.2.1 三电位电极系
• 2.2.2 视参数及特点
• 2.3 资料处理
• 2.4 系统结构
• 第三章 激发极化法的基本原理
• 3.1 激发机化效应的存在
• 3.1.1 引起激发极化现象的原因
• 3.1.2 激发极化找水的方法原理
• 3.1.3 激发极化法的工作方法
• 3.1.4 激发极化效应的影响因素
• 3.2 激发极化法研究动态
• 3.2.1 直流时间域激发极化法研究动态
• 第四章 高密度电法在隧道探测中的应用
• 4.1 序言
• 4.1.1 牛毛河谷主洞涌水情况
• 4.1.2 工作目的与任务
• 4.1.3 完成工作量
• 4.1.4 应用高密度仪器的可行性分析
• 4.1.5 物探异常成果的使用说明
• 4.2 测区地质概况及地球物理特征
• 4.2.1 测区的地质概况
• 4.2.2 隧道掌子面涌水概况
• 4.2.3 地球物理特征
• 4.3 方法技术及工作布置
• 4.3.1 探测方法及仪器设备
• 4.3.2 方法技术原理
• 4.3.3 测网与测线的布置
• 4.3.4 技术规程、质量保证与评述
• 第五章 资料的分析与隐患预测
• 5.1 探测资料的分析与推断
• 5.1.1 资料整理过程
• 5.1.2 激电中梯视电阻率ρs异常
• 5.1.3 激电中梯视极化率ηs异常
• 5.1.4 高密度剖面异常
• 5.1.5 综合分析推断
• 5.1.6 涌水机理及地表塌陷原因分析
• 5.2 结论建议及隐患预测
• 5.2.1 探测结论
• 5.2.2 钻探验证建议
• 第六章 结论
• 6.1 F2、F3及岩溶低阻异常验证结果
• 6.2 F4、F5低阻异常验证结果
• 6.3 13+456低阻异常验证结果
• 6.4 非低阻异常段的验证结果
• 6.5 结束语
• 致谢
• 参考文献