物探技术在川内高速公路深埋隧道勘查中的应用研究

论文摘要

在高速公路深埋隧道勘察设计以及施工过程中,经常会遇到不良地质现象,如活断层、岩溶和滑坡等,这些地质病害会对高速公路建设产生极大的危害,因而深大长隧道的地球物理宏观预测是当今工程界亟待解决的重大前沿课题。长期以来,国内外在深埋隧道的物探工作中并没有形成一种比较完善的理论和方法,本文紧紧结合当前我省高速公路建设发展过程中穿过深埋隧道中的一系列问题,结合省内具体工区情况,根据几年来作者在隧道工程物探的生产实践和阅读、搜集大量相关资料,经过分析与总结得出,隧道工程物探应用有着很强的针对性和适应性。论文中对深埋长隧道常见的不良地质进行归类,然后对适用的物探方法进行说明分析,通过几个应用实例来说明:(1)具体条件下不同物探方法的选用;(2)深埋隧道中洞身和洞口位置工程物探工作的选用;(3)不同地质条件隧道工程物探工作的选用。总结归纳出隧道工程物探所需要解决的问题主要有:(1)划分地层(地质分层),查明隧道通过剖面的各地层深度与厚度。(2)查明地质构造,隧道轴线段有无断层、破碎带、软弱层面等。(3)查明基岩风化程度,从而结合速度资料进行围岩分级。(4)划分洞口地层结构,判断洞口稳定性。(5)查明地下水赋存情况及其活动动态。(6)其他不良地质现象存在情况。全文对隧道不同阶段勘察中适用物探方法进行了系统的总结,为以后隧道勘察的方法选用提供了指导性意见;对物探工作开展最多的初勘阶段进行了详细介绍,为初勘阶段不同地质情况都提供了适用的物探方法,填补了四川省公路系统对深埋隧道不良地质情况勘查中物探方法应用研究的空白。本文共分六章。第1章为绪论,重点阐述本文的主要研究内容;第2章重点介绍针对深埋隧道的主要不良地质现象所用物探方法主要方法的原理及特点,主要对高密度电阻率成像法和可控源音频大地测深法(CSAMT)进行了详细分析,并对其它常用物探方法也进行了介绍;第3章主要是在目前川内最长、埋深最大的大相岭隧道采用综合物探手段进行勘察,并对应用效果进行了分析,表明了物探手段的可行性;第4章是在岩溶区深埋隧道叙永关隧道中采用综合物探手段进行勘察,并通过钻孔资料验证来检测物探方法的有效性;在第5章中,通过川内隧道的实际经验和国内外应用与深埋隧道的方法总结,得出了不同勘察阶段物探方法的选用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 前言
• 1.1 论文选题的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 研究思路与技术路线图
• 1.5 完成的工作量
• 1.6 论文取得的主要认识
• 第2章 主要物探方法技术研究
• 2.1 高密度电阻率法
• 2.1.1 高密度电法的基本原理及特点
• 2.1.2 高密度数据处理方法
• 2.1.3 相关技术及工作流程
• 2.1.4 工作流程
• 2.2 可控源大地音频电磁法的基本原理
• 2.2.1 设备组成
• 2.2.2 设备布设
• 2.2.3 数据采集
• 2.2.4 数据处理
• 2.3 其它方法原理简介
• 2.3.1 地震折射波法
• 2.3.2 电阻率测深法
• 2.3.3 波速测试
• 2.3.4 地震反射波法
• 2.3.5 气体测量
• 2.3.6 跨孔CT成像
• 2.4 本章小结
• 第3章 物探方法在大相岭隧道中的应用
• 3.1 概述
• 3.2 隧址区自然地理、地层、构造及地球物理特征
• 3.2.1 地形地貌
• 3.2.2 气象、水文条件
• 3.2.3 地层
• 3.2.4 构造
• 3.2.5 地球物理特征
• 3.3 所用主要物探方法及测线布置
• 3.3.1 主要选用方法
• 3.3.2 测线布置
• 3.4 资料可靠性检测及解释原则
• 3.4.1 CSAMT可靠性检测
• 3.4.2 资料解释原则
• 3.5 物探成果
• 3.5.1 地层
• 3.5.2 断层及构造破碎带
• 3.5.3 地下水
• 3.6 本章小结
• 第4章 物探方法在叙永关隧道的应用
• 4.1 概述
• 4.2 隧道地质特征
• 4.2.1 地层岩性
• 4.2.2 地质构造
• 4.3 地球物理特征
• 4.4 资料成果与解译
• 4.4.1 资料成果
• 4.4.2 资料解释
• 4.4.3 解释验证
• 4.5 本章小结
• 第5章 勘察技术途径与物探优化组合方法
• 5.1 隧道勘察工程地质阶段的划分
• 5.1.1 工程可行性研究阶段
• 5.1.2 初步勘察阶段
• 5.1.3 详勘阶段
• 5.2 各种物探方法质量经济综合评述
• 5.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献