基于高分辨直流电法的隧道超前地质预报异常探测研究

采用高分辨直流电法,对隧道不同空间位置的不良地质体探测异常特征进行了数值试验,并结合物理模型试验进行了分析研究。介绍了高分辨直流电法隧道超前探测机制和有限元求解原理;通过建立有限单元模型,对含隧道空腔全空间点源场的电位分布进行了数值试验,分析了不同地电条件下隧道不良地质体的视电阻率曲线形态特征;结合物理模型试验结果,对隧道不同空间位置的不良地质体探测进行了模拟试验。结果表明:在隧道空间内采用高分辨直流电法对围岩进行不良地质体的探测具有空间选择性,仅从GU或视电阻率曲线难以判断隧道掌子面前方的不良地质体,但对位于隧道底板或侧帮的不良地质体探测效果较好。研究成果对利用高分辨直流电法应用于隧道不良地质异常体的超前地质预报选择以及适用性具有一定的参考意义。     

隧道不良地质识别: 方法、现状及智能化发展方向

随着隧道施工对于不良地质识别精度要求的不断提高以及人工智能技术的发展, 融合多源信息的不良地质智能化识别已成为发展趋势。本文首先阐述了常见的6种隧道不良地质类型及其地质成因, 回顾分析了隧道主要的不良地质识别方法及现状, 详细介绍了笔者在不良地质智能化识别方面的探索性研究: 基于机器学习利用图像识别技术对隧道围岩岩性与裂隙特征进行智能识别; 融合图像和光谱特征进行不良地质识别; 将地化分析融入到传统的超前钻探中, 融合随钻参数和地化信息进行不良地质随钻识别, 既可以发挥超前钻探在感知岩体质量和地层信息变化方面的优势, 又可以发挥地化分析在岩性和不良地质异常识别方面的优势; 基于地质与物探联合反演进行不良地质识别, 旨在实现掌子面前方不良地质体“形”(位置、形态、规模)和“性”(性质和类型)的精确识别。最后, 对隧道不良地质智能化识别的发展趋势进行了展望。     

金顶集团矿区不良地质体遥感研究

本文采用大比例尺彩红外航空遥感手段，研究了金顶集团石灰岩矿山边坡滑坡，崩塌和人工泥石流沟等不良好地质问题，通过不良地质体的形态特征，色调差异和堆积特点在航片上的不同反映，判释了不良地质体内的类型，分布，形成条件和严重程度，以及判释和分析了地形地貌，地层岩性，地质构造等工程地质条件及其对不良地质体的影响，为矿山的进一步开发，规划和边坡整治，提供了可靠依据。     

山岭隧道工程综合地质勘察方法探讨

山岭隧道工程具有隐蔽性、施工复杂性、地层条件和周围环境不确定性等特点,采用科学的勘察方法,是查明隧道岩土体工程地质条件的有效手段。本文以海淀区西山隧道为依托,针对隧道工程勘察中的关键地质问题,运用工程地质测绘、钻探、工程物探、水文地质勘查等综合勘察方法,有效地查明隧址区的地质构造、岩土体结构和地下水分布特征,全面、客观地评价隧道进出口段边坡及仰坡稳定性、隧道围岩质量与稳定性、隧道涌水量、地应力及有害气体等工程地质问题,并针对不良地质现象提出防治对策,以期为工期紧张、地形困难且日趋增多的山岭隧道工程地质勘察,提供可以借鉴的模式和方法。     

音频大地电磁法在某灰岩地区煤炭资源勘查中探测岩溶和陷落柱的应用

灰岩地区岩溶、陷落柱的发育,严重影响了煤田资源勘查钻孔的布置位置的选择和为后期煤田的开采产生了安全隐患。为了规避这些不利地质因素的影响,这里根据这些不利地质体的地球物理特征,选用音频大地电磁法对某煤田勘查区的地层含水性、地层溶洞和陷落柱的分布形态、发育规模、埋藏深度等情况进行了调查。最终根据该方法的解释结果圈定的陷落柱、隐伏的岩溶和裂隙发育带得到了后期钻孔的验证。该调查结果为音频大地电磁法在灰岩地区岩溶、陷落柱的探测提供参考。     

隧道施工不良地质应急预案研究

在充分研究隧道施工常见不良地质类型和超前地质预报技术的基础上,将隧道施工常见的不良地质分类与不同阶段超前地质预报技术的精度结合提出隧道施工不良地质预警分级及预案。隧道施工超前地质预报因方法不同其预报精度不等,且各种不良地质与隧道的空间关系不同而对隧道施工的危害也不同。考虑到预报精度和不良地质类型,作者将隧道施工不良地质进行了预警分级。针对某级某类不良地质体建立了相应的防控预案,以防为主,紧急情况有相应的处治措施。并以绿、蓝、黄、红四种颜色代表不同的危险等级在洞口标示起到警示作用,加强施工人员的安全意识,从而保证隧道施工过程的安全。     

等值反磁通瞬变电磁在隧道超前地质预报中的解释方法研究与应用

瞬变电磁法具有对低阻体反应灵敏的特点,在探测隧道掌子面前方含水或充泥断层、破碎带等低阻不良地质体上具有独特的优势。这里首先简单介绍了等值反磁通瞬变电磁法的原理及特点,然后通过对隧道全空间域高低阻模型一维正演曲线响应特征、视电阻率及视纵向电导曲线的解释特点和效果进行较为全面地分析研究,提出并分析了视电阻率等值线图与视纵向电导断面图联合解释方法。最后通过两个应用案例,总结出等值反磁通瞬变电磁在隧道超前地质预报成果解释中的一些特点和规律。结论表明,等值反磁通瞬变电磁方法适用于隧道超前质预报工作,能够有效提高预报成果的精度及准确度。     

西昌—香格里拉拟建高速公路廊道不良地质体遥感识别

随着我国高速公路建设不断向西部山区发展,面临的崩塌、滑坡、泥石流等不良地质问题日益突出,迫切需要在选线阶段利用新的技术手段对拟建高速公路沿线不良地质体进行早期识别。以西昌—香格里拉拟建高速公路廊道为研究区,利用“天-空-地”一体化综合遥感手段,识别出不良地质体174处,其中滑坡74处、崩塌40处、泥石流16处、堆积体44处,利用小基线集合成孔径雷达干涉测量技术探测到26处不良地质体具有形变信号。针对磨盘山隧道—雅砻江桥段、牦牛山隧道出口段和下麦地隧道出口段不良地质体发育密集、规模大、稳定性差、对拟建线路威胁极大的区段,项目组开展了详细调查和分析评价。研究结果为西香高速线路比选和后期详细勘查提供了支撑,也为线路工程的不良地质体调查评价提供参考。     

高速公路隧道岩溶区地质结构电磁法精细探测研究

在岩溶区修建隧道时,需要获知隧道洞线附近的地质结构,特别是要了解是否有岩溶和破碎带的发育,这些不良地质结构体对于隧道安全施工有着重要的影响。在勘查深埋长隧道不良地质体的研究中,可控源音频大地电磁法（CSAMT）是比较有效的一种方法。本文结合频率-电阻率测深曲线,将之与钻孔标本的电阻率相比较,检验原始数据的可靠性和真实性。然后对CSAMT数据进行了反演及地质解释和验证。研究结果表明,CSAMT法在岩溶区进行隧道围岩地质结构探测具有很好的效果,对于隧道施工有着一定的指导意义。     

隧道施工期超前地质预报实施方法研究

地质信息采集、超前预报与数据解译是隧道超前地质预报中的3个重要环节,首先讨论了超前开挖隧道的地质编录的工作方法,包括风险靶段分级、掌子面地质素描,进而绘制平面地质图,建立三维地质模型,计算不良地质体及含水体在相邻未开挖隧道的出露位置。在此基础上,详细讨论了仪器配合的关键问题,并开发了隧道超前地质预报自动选择程序,可以帮助操作员从中选择不同岩性地区、不同构造发育特点、不同地下水文条件下需要选择的预报方法,并建议了特殊地段的预报方法选择,最后结合工程实例讨论了几种常用的预报方法的数据解译过程中应注意的问题及典型不良地质体的判据。其结果对于隧道超前地质预报工作具有一定的借鉴与指导意义     

中扬子区海相地层油气成藏有利区层序样式分析

通过中扬子区海相地层油气成藏背景的分析，成藏有用层序样式基本特征的研究和油成藏有利区的预测，笔者认为在具备盖层条件的前提下，有利区应该具备烃源条件和储集条件配置关系良好，一方面H型二级层序样式格架中海侵体系域烃源岩具备较多的T型三级层序或较少的H型三级层序；另一方面，H型二级层序样式格架中高位体系域储集岩具备较多的H型三级层序或较少的T型三级层序。中扬子区的古生界总体上保存条件优越，有利区主要位于湘鄂西、宜昌斜坡和江汉平原南部；上古生界总体上保存条件差异性明显，有利区主要位于渝东－鄂西区和江汉平原区。     

鄂西志留系罗惹坪组底部碳酸盐岩沉积环境分析

通过对鄂西地区志留纪罗惹坪组调查,发现在宜昌分乡一带,罗惹坪组底部碳酸盐岩主要为一套生物礁灰岩,产大量的单体或群体珊瑚化石;长阳杉沱湾,长阳乐园以及宜都梯子口一带主要为泥灰岩、生物碎屑灰岩以及瘤状灰岩组成;而在西侧的建始细砂—羊死岩一带碳酸盐岩消失,主要沉积碎屑岩,为灰色薄层细砂岩夹粉砂质页岩,发育水平层理以及沙纹层理。通过沉积环境分析,认为宜昌分乡一带为礁滩相沉积环境,长阳杉沱湾—长阳乐园一带以及宜都梯子口一带为礁前相沉积环境,建始细砂—羊死岩一带为浅海碎屑岩相沉积环境。     

柴达木盆地西部新生界陆相湖盆碳酸盐岩沉积环境与沉积模式*

利用野外露头、岩心、测井录井和分析化验资料,对柴达木盆地西部(简称“柴西地区”)新生界干柴沟组湖相碳酸盐岩进行了研究,划分了其沉积微相类型,研究了其分布规律,分析其形成环境和控制因素,并建立了相应沉积模式。该区湖相碳酸盐岩在垂向上与碎屑岩频繁互层,湖相碳酸盐岩包括颗粒灰岩、藻灰岩、泥晶灰岩和混积岩4大类11种,划分出了灰泥坪、颗粒滩、藻丘(礁)、浅湖湾以及(半)深湖泥灰岩相等5种沉积微相。通过分析不同碳酸盐岩及其微相时空展布特征,认为其发育主要受控于湖盆构造运动、湖平面变化、陆源碎屑注入、古气候与古水介质条件、古地貌与古水深环境,并在此基础上建立了柴西湖相碳酸盐岩的沉积模式。研究认为柴达木盆地西部干柴沟组沉积时期,湖盆为典型咸化湖盆,构造活动相对稳定,湖平面上升达到峰值。碳酸盐岩主要发育在湖侵期,高频湖平面变化形成了碳酸盐岩与碎屑岩频繁互层。在枯水期,盆地坡折处发育碎屑岩滩坝或三角洲前缘沉积;在湖侵期,盆地坡折处发育了鲕粒滩及藻灰岩,盆地洼陷区发育泥灰岩或灰质泥岩。     

鄂西地区茅口组重力流沉积特征及古地理意义

通过对鄂西地区中二叠统详细的野外剖面测量及沉积微相分析,发现鄂西地区中二叠统茅口组发育重力流沉积,沉积类型多样,发育于碳酸盐岩斜坡沉积环境中,自上而下分为滑塌沉积、碎屑流沉积、颗粒流沉积。滑塌沉积主要发育于湖南慈利江垭剖面,颗粒流与碎屑流发育于湖北长阳资丘剖面。滑塌沉积物主要由杂乱堆积的棱角状—次棱角状砾屑灰岩组成,分...     

鄂西桐梓组一段碳酸盐台洼重力流沉积特征及其研究意义

鄂西秭归、长阳、巴东等地奥陶系桐梓组一段中碳酸盐台洼重力流沉积主要有４种类型：塌积角砾岩、碎屑流砾屑灰岩、颗粒流含砾砂屑灰岩、近源浊积灰岩。沉积特征和时空分布情况表明它们发生在两河口期早期海侵背景下（ＴＳＴ）。最初的岩崩塌积沉积受控于被动大陆边缘板内应力作用产生的构造事件,后来的重力流沉积旋回明显受渐进式海侵海平面升降波动的影响。台洼重力流沉积提供了早奥陶世华南被动大陆边缘向前陆盆地演变之前奏幕式事件在碳酸盐台地内的地层记录。讨论鄂西乃至上扬子区奥陶纪两河口期碳酸盐台洼重力流沉积的背景、成因、受控因素及研究意义。     

鄂西恩施地区岩石物理力学参数的相关性

岩石物理力学性质指标是反映岩体工程特性的重要参数。通过对鄂西恩施地区典型滑坡区白垩系砂岩、三叠系粉砂岩、三叠系薄层泥灰岩、三叠系粉砂质泥岩、泥盆系石英砂岩和三叠系、二叠系、奥陶系灰岩等岩石单轴抗压强度σ_c、弹性模量E、泊松比μ、岩块的块体密度ρ和纵波速度V_p等试验数据的聚类和相关分析,表明白垩系砂岩和三叠系粉砂岩、三叠系粉砂质泥岩和二叠系灰岩参数间关联模式完全一致,其中岩块密度和纵波速度的关系最密切,将两者的乘积作为组合参数进行参数关联式拟合可提高拟合精度。分别对各地层岩石拟合出考虑多种因素且形式简明的参数关联式,并对拟合残差进行正态性检验,结果表明拟合出的参数关联式比较合理。      

仲巴微地体的构造亲缘性：来自藏南马攸木地区志留系—石炭系碎屑锆石年代学的制约

仲巴微地体夹持在拉萨地块和特提斯喜马拉雅之间,两侧均被蛇绿混杂岩带所围限,是雅鲁藏布江西段重要的地质单元。揭示其构造亲缘性对于探讨新特提斯洋构造演化和青藏高原多地体拼合过程具有重要意义。仲巴微地体中段马攸木地区较好地出露一套志留系—石炭系沉积地层,其中志留系为片理化钙质片岩、大理岩夹砂岩,泥盆系为一套片理化的结晶灰岩夹钙质片岩,石炭系为一套砂岩、粉砂岩夹钙质片岩的碎屑岩组合。碎屑锆石年代学数据表明,志留系、泥盆系和石炭系均表现出约530 Ma和950 Ma的特征年龄峰值,年龄分布样式与西羌塘地体和喜马拉雅地体具有高度的相似性,缺乏拉萨地体以约1 170 Ma的特征的年龄峰值。结合区域地层对比,认为在志留纪—石炭纪,仲巴微地体具有明显的喜马拉雅亲缘性,其构造位置临近印度大陆北缘,是西羌塘—大印度—特提斯喜马拉雅构造体系的一部分。     

金沙龙凤煤矿测井曲线特征及其在煤岩层对比中的应用

龙凤煤矿含煤地层为海陆交互相的上二叠统龙潭组,含4号、5号、9号和13号四层可采煤层,其中5号煤层和9号煤层间距较小,煤层特征差异不明显,部分钻孔5号煤层和9号煤层的对比难度较大。根据所掌握的地质资料,结合测井成果,总结出该矿区所特有的测井曲线特征：煤系地层龙潭组的上覆地层夜郎组和长兴组分界处自然伽马和视电阻率曲线界面陡直特征;5号煤层顶板的自然伽马高异常与9号煤层底板的自然伽马高异常特征;13号煤层顶板的自然伽马高异常与15号煤层相对高自然伽马异常特征;15号煤层下伏地层茅口灰岩陡直视电阻率与自然伽马曲线特征。依据其测井曲线,准确的划分出二较厚煤层（约4m）、而相距仅6m的5煤层与9煤层。     

鄂西地区牛蹄塘组和陡山沱组优质页岩测井识别

以鄂西地区为例,利用钻井、测井及测试资料,开展牛蹄塘组和陡山沱组页岩岩相类型与地质属性（总有机碳含量、孔隙度、横向渗透率、脆性及孔隙类型）关系的研究.研究结果表明:鄂西地区共发育11类岩相页岩,不同岩相页岩间存在明显的地质属性差异.结合有机质页岩特征,识别出3种优质页岩类型:硅质页岩、富泥硅质页岩和混合质页岩.优质页岩含气量明显高于非优质页岩含气量,这证实了准确的优质页岩识别结果.通过对页岩测井影响因素的分析,总结出优质页岩具有高自然伽马、高电阻率、高声波时差、高铀、低密度、低钍、低钾（四高三低）的测井响应特征,从而提出适用于在鄂西高热演化区寻找具有低热演化程度,较强生烃潜力及易开发的页岩储层测井识别方法.      

鄂东南炭山湾煤系的地质时代

<正> 炭山湾煤系是谢家荣、刘季辰1924年建立。命名地点在湖北阳新县炭山湾。中南区区域地层表将此煤系置于吴家坪组底部含煤段,时代为晚二叠世早期。李星学等根据Ullmannia sp., Plagiozamites oblongifolius等,认为应属龙潭期(P_2~1);冯少南认为炭山湾煤系的时代属早二叠世晚期。陈公信研究了鄂东南蒲圻城关火车站附近炭山湾煤系中硅质团块的类之后,认为炭山湾煤系归于晚二叠世早期。笔者曾在蒲圻城关火车