陆地声呐法在探查单个溶洞方面的优势

基于地震反射法的陆地声呐法,在预报探查溶洞等方面成功地进行了2个工区的工作,取得了很好的效果,这是由于其接近于零震-检距的工作布置,用锤击激震可接收10~4 000 Hz的超宽频带的接收等特点所决定。无论在地面上探查中、小溶洞方面(查找的溶洞径深比可小于1∶15),还是在隧道施工地质预报方面都有很大优势。     

适合闹市区勘探及溶洞探查和水上勘探的物探新方法

城市闹市区的汽车、行人的震动噪声和地电及电磁干扰,使传统的物探方法难以为城铁、地铁作面积性的地质勘查。弹性波类方法必须克服噪声干扰,电法和电磁法类方则须避开地电和电磁干扰,才能在城市和公路上工作。探查中小溶洞是地质勘查的难题,也是传统物探技术的难题。崎岖山地的地形影响也是地球物理方法遇到的困难。这些都需要投入人力和资金发展新技术、新仪器。汽车、行人的震动噪声基本上在300Hz以下,陆地声纳法仪器可激发和接收到10～4000Hz的弹性波,可以通过滤波避开这些震动干扰; C-1微测深仪采用11～19Hz的窄频交流电向大地供电,可避开地电和电磁干扰。陆地声纳法是零震检距的方法,地形对它影响不大,而且对溶洞的反映很好。微分电测深法有很高的分辨率,可探查100m深度,可调整激发能量的激振器,探查水底淤泥层、沙层、卵石层、抛石层,也可探查水底的岩层和地质结构; 可以用折线、弯曲测线工作。     

深埋隧道岩爆位置偏转及其微震活动特征

川藏铁路拉林段控制性工程巴玉隧道,施工过程中岩爆频发且呈现邻近区域岩爆位置不一现象。为此,通过微震监测系统原位观测了岩爆位置偏转过程中的岩体破裂演化规律,进一步探讨了岩爆位置发生偏转的原因。研究结果表明:岩爆位置偏转段两侧微震信息呈不均匀分布特征,微震活动(事件数、能量和视体积等参数)随岩爆偏转向岩爆发生位置集核偏转,两者具有良好的空间相关性。岩爆位置偏转段岩体损伤区及视应力的演化特征说明岩爆位置偏转与局部应力集中区变化相关,应力集中程度大的区域更易发生岩爆。相关研究成果对岩爆位置偏转预警及防治具有一定借鉴和参考意义。     

基于EMS微震参数的岩爆预警方法及探讨

一系列深埋长大隧道工程在我国西部涌现,深埋隧道围岩的岩爆成因机制及监测预警成为亟待解决的课题。微震监测作为岩体微破裂空间监测技术在隧道工程岩爆预警上发挥了重要作用。由于微震数据存在的波动性（时间序列）、离散性（空间分布）和误差,利用震源参数随施工循环的演化特征评估岩爆发育过程并非足够稳定、有效。基于3种微震监测易于获取且紧密联系的震源参数（地震能量、地震矩和视应力）,扩展建立了用于岩爆评估与预警的EMS方法。该方法定义了地震能量、地震矩、视应力3种评价指标,并获得了3种评价指标间的关系;将3种评价指标用于岩爆预测,并进行了岩爆等级评估;同时还给出了微震路径与震源参数空间的概念。最后,将EMS方法应用于巴陕高速米仓山隧道的岩爆灾害实例,对岩爆里程段微震事件簇（微震事件聚集区域）内岩体累进破裂和岩爆发育过程进行了评估,实现了简易有效的微震数据日常处理与岩爆灾害评估预警。     

大比例尺综合物探技术在栾川整装勘查区的应用

为提高物探方法在整装勘查区攻深找盲工作中的有效性,开展大比例尺综合物探技术等关键基础地质研究工作。在典型矿床开展激电中梯、激电测深等常规直流电法,以及可控源音频大地电磁测深、瞬变电磁等工作方法,采用合理的数据处理方法,提高矿致异常的刻画精准度,总结不同物探方法在整装勘查区适用性和有效性。通过该项工作,在栾川地区铅锌金银矿整装勘查区内取得了较好的矿产勘查指导效果,对其他地区铅锌金银矿勘查工作也具有借鉴意义。     

基于透明地质的唐家会煤矿奥灰水防治技术

唐家会煤矿6号煤开采面临导水断层多、隐伏导水构造发育,奥陶纪灰岩(简称奥灰)水害防治难度大的问题。经过不断的探索和实践,唐家会煤矿引进多种先进技术,获取大量地质、水文地质数据,构建智能地质保障系统,形成“物探钻探探查、井上下联合注浆治理、孔中瞬变电磁精细探查、注浆效果孔间电阻率检测、煤层底板微震电法联合监测”的技术思路。通过融合各类静态数据、动态数据、实时数据,完成断层、破碎带、含水层、低阻异常区等充水因素的数字建模,使地质要素、钻探物探数据可视化、透明化,以此为依托,建立一套基于透明地质的奥灰水害全时空防治体系,实现带压开采条件下奥灰水害的精细探查、靶向治理、效果检测和回采监测,取得了良好的应用效果。      

进入21世纪新疆非油气矿产资源物探勘查技术的应用

新疆矿产资源优势明显、找矿潜力巨大。进入21世纪以来,新疆在地质勘查资金投入大幅度增加的条件下,地质勘查工作获得了又一次难得的发展机遇。地质勘查工作遵照"区划、区调、物化探、勘查科研五统一"的科学地质勘查体系,非油气资源物探勘查技术在铁、铜镍、铅锌和煤等矿产勘查、攻深找盲及寻找地下水源地等方面取得了重要进展,对新疆重要成矿带地质找矿突破和矿业开发发挥了重要作用。     

物探在水文地质调查中的应用

结合实例讨论了物探在地质灾害探查和找水方面的应用.在温峡口水库渗漏探查中,采用无线电波透视和充电法,成功地圈定了漏水通道.在乌江彭水坝址野猫洞去向探查中,用无线电波透视法查明了埋深近百米的溶洞通道的去向.葛洲坝二江上游围堰渗漏,用自然电场法准确查明了漏水的部位.在第四系找水方面,介绍了直流电测深法的两个应用实例.最后讨论了物探在地质灾害探测及找水等方面应用中需注意的几个问题.     

高密度电法在地铁岩溶勘察中的应用

南京地铁3号线将穿越岗谷地和岩溶区,是建设施工过程中的几大难题之一。经过初步勘查,发现其中某段有多处溶洞。该段地处闹市区,交通流量大,建筑物密集,地下管线多,地质条件较为复杂。为了查明研究区岩溶发育情况,结合地质构造条件,经综合比选,采用高密度电法进行岩溶勘察,测量方法选择温纳剖面法。测量过程中将部分电极勘察点布设于沥青或混凝土路面上,接地条件相对较差,采用常规数据处理方法(数据反演),与实际钻探结果误差较大,不宜使用。因此在测量中采用改进电极与地面耦合条件以及加大供电电压的方法,提高电流穿透力,同时对所测数据直接绘制成等值线图。根据等值线图中低电阻率分布特征推断岩溶发育情况,其结果与钻探结果较为吻合,取得了较好效果。经与现场工程地质调查和钻孔资料对比分析,查明沿线岩溶空间分布。研究结果表明物探方法具有多解性,在开始物探工作之前,应对研究区地质和构造条件进行野外调查,对岩溶发育特征进行地质分析,以便更好的指导物探布线和数据解译工作; 当接地条件较差时,可以采取堆土、洒水等方法解决电极耦合问题; 对于数据反演解译存在误差时,可直接利用视电阻率等值线图进行解译,推测溶洞分布。     

深埋隧洞极强岩爆段隧道掘进机半导洞掘进岩爆风险研究

深埋隧洞TBM（隧道掘进机）全断面掘进时,在局部超高应力集中的完整硬脆性岩体洞段将直面极强岩爆的风险,设备和人员的安全将遭受极大的威胁。在锦屏II水电站3#引水隧洞极强岩爆段实施了“先半导洞+TBM联合掘进”实验,结合微震实时监测信息对TBM半导洞掘进的岩爆风险开展了研究。监测结果表明,（1）TBM半导洞掘进期间,日平均微震事件数、日平均辐射微震能、微震大事件数及实际岩爆发生次数和强度均远远低于TBM全断面掘进;（2）能量指数对数值和累积视体积的时域演化表明,TBM半导洞掘进强烈岩爆发生的风险远低于TBM全断面掘进,现场实际开挖也证明了这一点;（3）半导洞洞段微震事件的空间集结程度、总数、震级大小与能量辐射均远小于全断面洞段。因此,TBM半导洞掘进的岩爆风险远远低于TBM全断面掘进,在具有施工条件的情况下采用先半导洞预处理,然后TBM半断面掘进极强岩爆段,以期控制岩爆风险的方案是可行的。     

岩溶路基病害与处置技术国内外研究现状

随着我国西部大开发战略的实施,岩溶问题已成为南方岩溶地区突飞猛进的公路建设,特别是高速公路建设面临的主要地质问题。本文以近年来国内外与岩溶有关的公开出版的最新研究成果为基础,针对目前与岩溶路基病害处置密切相关的隐伏岩溶的探测技术、岩溶洞穴稳定性与风险评估、岩溶塌陷的试验测试、岩溶塌陷监测预报以及岩溶病害的防治方法等方面,系统总结了国内外学者的最新研究现状。最后,在分析国内外差距的基础上,提出我国岩溶路基病害防治技术的研究应包括岩溶路基病害的分类和处置方法体系研究、路基病害发育过程的大型模型试验研究、隐伏岩溶地球物理探测方法的有效性研究、高新技术在高风险区岩溶路基变形破坏监测中的应用研究等方面。      

跨孔地震CT层析成像在岩溶勘察中的应用

指出了在岩溶发育地区采用常规工程地质勘察方法的不足,简述了跨孔地震CT层析成像进行岩溶勘察的原理及工作方法技术,介绍了一个工程勘察实例,指出了跨孔地震CT层析成像在岩溶,勘察中的应用前景。     

桩端灰岩溶洞探测

在基桩施工过程中,判明桩端3倍桩径深度范围内,灰岩岩体内是否隐伏溶洞等不良地质情况,进而决定是否终孔、浇灌基桩,具有重要的现实意义。作者以地震反射波法为理论基础,以单发单收地震勘探和基桩检测技术作为现场作业方法的基础,并吸取两者对勘探资料的解释经验,扼要介绍了运用该方法对湖南涟钢某工程人工挖孔嵌岩桩的桩端灰岩的检测结果及验证情况。     

超高密度电阻率法在岩溶及破碎带探测中的应用

结合工程实例,介绍了超高密度电阻率法在勘探岩溶及破碎带中的应用,总结了数据采集过程中的注意事项,并将成果与钻孔资料作了对比分析。结果表明,该方法在岩溶及破碎带的分布位置、大小、埋藏深度及发育情况等方面的勘察上都取得了较好的效果,是一种能有效提高工程勘察精度的物探方法。     

贵州平寨水库左岸底层灌浆廊道大型充填溶洞及其形成机制

平寨水库坝址区以碳酸盐岩为主,岩溶较发育,水库左岸底层灌浆廊道大型充填溶洞,是水库地下工程施工开挖中揭露的规模最大、对水库渗漏影响最大、设计及施工处理难度最大的溶洞。本文以工程前期地质勘察工作为基础,在区域地貌、地质构造格局、地层岩性、地表及地下水系发育特征研究的基础上,结合工程防渗施工揭露的岩溶水文地质现象、洞穴充填物研究等,从可溶性岩层、地下水来源及运移途径、暗河冲刷与洞顶坍塌作用4个方面,对溶洞发育形成机制进行了研究。分析认为,鸡场背斜北西翼纵向张裂隙和横张裂隙及层间滑脱、断裂破碎带,为五里大洞鸡场洼地上坝洼地地下水向三岔河的径流提供了运移的原始空间与通道,形成溶洞的地下水为五里大洞鸡场洼地上坝洼地地下暗河,长期溶蚀作用使裂隙通道变为溶蚀宽缝并最终转化为岩溶管道,岩溶水沿此通道在左岸底层灌浆廊道桩号0+238～0+296m附近下中部岩体呈虹吸状循环,地下水的强烈冲刷与洞顶坍塌在溶洞形成过程中的作用巨大,后因深部径流条件改变,岩溶管道被逐渐堵塞,形成如今的大型充填溶洞。     

平寨坝址左岸岩溶发育规律及其对建坝条件的影响

地层岩性、水文地质、地质构造对平寨坝址的工程地质条件起着主要作用。从岩溶形态入手 ,对平寨坝址左岸岩溶的分布规律进行了研究 ,指出主要岩溶形态如洼地、漏斗、落水洞等在平面上呈带状分布 ;溶洞在垂向上具成层性、空间展布上具方向性以及平面分布具差异性等分布规律。对影响岩溶发育的因素进行了探讨的结果表明 :(1)灰岩的纯度越高、岩层越单一、层理的厚度越大 ,岩溶越发育 ;(2 )褶皱控制岩溶系统整体发育的方向、控制溶洞发育部位、规模及形态 ;(3)裂隙的发育程度和延伸方向决定岩溶发育的程度和发展方向。在岩溶发育规律的基础上对坝址左岸岩溶进行了如下预测 :(1)坝址左岸表层岩溶发育较强 ,岩体内部发育较弱 ;(2 )在坝轴线附近隐伏大规模溶洞的可能性较小 ;(3)平寨坝址河床深岩溶不发育。最后探讨了岩溶发育对建坝可能产生的渗漏与稳定性降低等问题     

地铁拱顶衬砌上方土体中的隐患的探查

地铁开挖和衬砌之后衬砌背后的空区和因其未填实而导致土层破坏,破坏产生的土体松散甚至发展到地面,是影响地面交通和建筑物安全的重大隐患。地铁开挖时,掌子面前方的岩土分界线、含水层的预报,是保证施工安全的重要工作。笔者采用陆地声纳法进行探查工作,取得了直观的效果。在北京通州地铁6号线穿过京哈（北京-哈尔滨）铁路下方的剖面和沿隧道拱顶正上方设置的长60 m的剖面上,可以看到有3处长2 m左右的空区,上方土体已发生松动。在南京4号线某段沿隧道拱顶顶正上方的一条剖面上50 m长度内就发现了9处衬砌背后空区及土体松动区,都诱发了上方土体的松动,松动埋深为8 m,其中有5处土体松动已达到沥青路面下。开挖时出现坍方的一段剖面,虽然坍体仅达地面下约4 m的黏土层,但坍体旁的土体已松动达到沥青路面之下。     

昆河新线玉蒙段工程地质问题及对策

昆河新线玉蒙段的主要工程地质问题是地震及活动断裂、膨胀土、软土、砂土液化、岩溶、不良斜坡及特殊岩土等,对铁路工程影响很大。文章论述沿线存在的主要地质问题,提出相应的工程措施建议。