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隧道地质勘察中的常用物探方法论文(第2页)

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隧道地质勘察中的常用物探方法论文(第2页)

  3、应用实例

  3.1工区概况

  为设计一座地下管线隧道,隧道长190米。要求进行综合物探勘察,以查明隧道沿线60米深度范围内的`地层情况,判断不良地质现象的发育情况,并对隧道围岩进行分组。隧道位于浅变质岩低山丘剥蚀区,具有低山沟谷,海拔在60~100米,地形平缓。从隧道附近的地表出露地层可以看出,自下而上依次为:中元古界长城系和第四系全新统。

  (1)中元古界长城系岩性以灰白色灰岩和灰黑色板岩互层为主,板岩主要矿物成分为石英、长石、云母等,灰岩主要成分为变晶结构、块状构造。

  (2)第四系全新统残坡积岩性主要为黄褐色粉质粘土、角砾呈棱角状,主要为板岩风化物。

  3.2物探方法选择

  隧道勘查共采取了三种物探方法,分别是地震折射波法、高密度电法和地震反射波法。其中地震折射波法测线三条,地震反射波法测线一条,高密度电法测线五条。具体工作布置如下:(1)地震折射波法测线三条,每条测线长115米,接收道数均为24道,道间距为5米;(2)高密度电法测线五条,其中沿隧道方向布置三条,与隧道轴线方向垂直布设两条,平行轴线的测线长295米,垂直轴线的测线长145米;(3)地震反射波法沿隧道轴线布设一条测线,测线长277米。

  3.3成果分析

  3.3.1高密度电法

  通过资料处理,得到视电阻率等值线断面图,如图1,分析成果图可以看出:(1)地表为第四系覆盖层、风化层,深度在12米以上,电阻率低,一般在30~80Ω·m;在12~30米深度,视电阻率增大,一般在80~160Ω·m,为中等风化层;再往下为弱风化岩层,电阻率大于160Ω·m.(2)在SD2+60测点处视电阻率有级带存在,推测有断层存在,该断层由东向西倾斜,但规模较小。

  3.3.2地震折射波法

  图2为地震折射波法成果,从地震折射波曲线图可以看出,7~12米有一折射面,折射面以上为第一波速带,折射面以下为第二波速带。第一波速带速度低,一般在500~660m/s之间,推测为覆盖层和强风化层。第二波速带速度在2000~3000m/s之间,为中等风化层。

  3.3.3地震反射波法

  图3为地震反射波法偏移时间剖图,从图中可以看出有两个反射界面。第一反射界面深度在9~12米,反射时间在30~40ms之间,推测这一界面以上为覆盖层和强风化层;第二反射界面深度在24米,反射时间在50~60ms,推断该段为中等风化层,其底界深度在35米左右;隧道经过中等风化层,但反射波同相轴连续性较好,未发生明显错动,表明该段无断层存在。

  3.4综合解释

  结合地震折射波法、高密度电阻率法、地震反射波法,对工区进行综合地球物理勘探,处理解释结果分析如下:(1)高密度电阻率法解释结果中,覆盖层和强风化层电阻率值在30~80Ω·m,层界面在6~12米;地震折射波纵波速度在500~600m/s,层界面在7~12米;地震反射波第一反射界面在30~40ms,深度在9~12米。综合推断覆盖层和强风化层底界面在9~12米。(2)高密度电阻率法解释结果中,中等风化层电阻率值在80~160Ω·m,层界面在30~40米;地震反射波第二反射界面在50~60ms,深度在30~36米。综合推断中等风化层底界面在30~36米。(3)弱风华层在36米以下,电阻率大于160Ω·m,纵波速度大于3000m/s.(4)地震折射波法和地震反射波法结果中未发现断裂带存在,而高密度电阻率法结果中SD2+60处有一视电阻率梯度带,推断该处有一小规模断层存在。(5)从不同物探综合解释成果中可以看出,隧道的围岩分布于中等风化岩层中,纵波速度在2200~2800m/s.(6)根据《公路隧道设计规范》,对该隧道的围岩按BQ值法进行分级,分级结果见表1.

  4、结束语

  为准确探测隧道施工中遇到的不良地质情况,采用地球物理勘探方法可以达到事半功倍的效果。文章根据不同的地质情况,分别阐述了高密度电法、地震折射波法、地震反射波法、电测深法的原理和优缺点。在实际隧道地质勘查过程中,采用三种物探方法对地下地质构造进行勘探,结果表明,物探方法在隧道地质勘查过程中具有成本低、精度高、破坏性小的特点。

  参考文献

  [1]陈璋,刘璋捷.山区公路深埋隧道勘察中工程物探的运用[J].山地学报,2004,22(3):347-351.

  [2]王振东.浅层地震勘探应用技术[M].北京:地质出版社,1988.

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