综合物探技术在轨道交通隧道勘察中的应用

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1、综合物探技术在轨道交通隧道勘察中的应用【摘要】隧道勘察中的物探方法多种多样，且各具特点，但任何一种方法都存在其条件性和局限性，不能解决全部问题，本文结合笔者多年的隧道工程物探勘察的切身工作体会，现就高密度地震映象法、多道瞬态面波法在隧道勘察中的应用，并选取部分有代表性的资料及结果，说明这两种方法的有效性和实用性，并以此作为学习交流。【关键词】综合物探技术；隧道勘察；高密度电阻率法；多道瞬态面波法1应用综合物探技术的必要性科学技术发展到今天，“原创性”发展越来越难，而“组合式”发展已成为主流，即将众多不同的技

2、术有机地组合在一起便会产生质的飞跃，达到1+1>2的效果•与其他科技领域一样，工程物探也必须实现多学科、多专业的结合，形成综合地球物理方法，来提高物探技术水平和工程物探效果。综合可使不同内涵的多学科相互渗透，不同机制的参数优化组合，以克服单方法、单参数的多解性和局限性。隧道勘察中更是如此，隧道往往处于丘陵地带，地形起伏较大，区域内经受多期构造运动及岩浆岩脉侵入,隧道洞身地质体变化较大，地质条件复杂，因而需耍解决的地质问题众多且难度大。然而，准确地查清地质情况是制定隧道设计方案、确保施工安全、加快施工进度的重

3、要前提。在这种情况下，任何一种单独的物探方法由于其条件性和局限性（多解性，勘察效果偏重性）难以解决全部地质问题，此时，合理选择多种物探方法，开展综合物探工作是解决问题的最佳途径。本文所说的综合物探，不是多种方法的任意罗列，也不是投入越多方法越好，而是最佳方法的优化组合•隧道勘察的冃的屮从地质性质方面可分为工程地质问题和水文地质问题，从解决方法上可分为“地震法”和“电法”，针对求取纵横波波速等相关岩土力学参数，采用“地震法”；针对探测地质体含水性等情况，则采用“电法而在风化层分层和查明地下不良地质情况方面，“

4、地震法”和“电法”可从不同角度予以解决。针对实际需解决的问题，选择最佳方法进行优化组合，发挥其各口优势，并综合成果分析解释，相互佐证，从而解决地质问题，达到勘察目的。这种综合物探技术的应用，提高了物探资料的解释精度和可靠性，提升了勘察效率和质量，降低了勘察成本，在勘察屮很有前景。2勘察方法的选取该地铁工程设计施工方案拟在车站的南北两侧，在两个隧洞Z间各开挖一个较高的横通道，形成注浆工作室。从南北两个方向，通过横通道的侧壁，对车站结构底板下的土体进行水平注浆加固。待被加固土体达到一定的强度后，再以短进尺的台阶

5、法开挖形成隧洞洞室。根据设计施工方案的特点，把本次勘察工作的重点主要集中在临时注浆工作室处，重点查明该位置岩层的分布情况。为了按时保质保量完成勘察任务，立即对工区现场进行了踏勘，经踏勘发现，注浆工作室离立交桥的桥桩较近，且其上方为市政道路，附近地下管线较多，若在该处施钻,很难找到合适的位置，但施钻的审批手续复杂，需要较长的时间，而工程的工期乂很紧，若要施钻，根本无法满足工期的要求。为了满足工程工期的要求，决定在己有地质资料的基础上采用物探技术进行勘察试验。3物探技术方法试验3.1高密度地震映象法试验高密度地

6、震映象法是基于反射波法中的最佳偏移距技术发展起来的，它是利用多种波作为有效波来进行探测，除常见的折射波、反射波、绕射波外，还可以利用有一定规律的面波、横波和转换波。而对于陆域高密度地震映象，在波型的利用方面，重点是利用记录中被常规地震勘探当成干扰波的面波，它不仅利用面波的反射，还利用面波在地层界面或地下不连续地质界面发牛的分解与合成。在这种方法中，每一测点的波形记录都釆用相同的偏移距激发和接收，与共偏移距的单点反射波法类似，资料剖面类似于共偏移距剖面，但由于采用小偏移距采集，利用的波型不是纵波，而是瑞利面波

7、，这样接收到的有效波具有较好的信噪比和分辨率，能够直观反映岀地质体沿垂直方向和水平方向的变化。高密度映象法的优点在于资料的处理和显示，它把野外采集的地震波在计算机上进行压密，对反射能量以不同的、可变换的颜色表示，直观地反映岀地质体的变化和形态。当然，在数据处理时，常规地震所用的滤波、褶积、反滤波消除干扰波等方法均可采用，以达到最佳处理效果，获得异常体的形状和分布范围，从而实现勘察目的。高密度地震映象法采集的地震波是多波，用解波动方程的方法，可以分解出各种已定名的波，但在存在不均匀地质体的边界条件下，要完全达

8、到全波震相分析是很难的，到目前为止，在复杂的边界条件下，人们无法得到波动方程的通解，只能对于某些特解进行研究，至少可以肯定它所显示的波场分布与地下介质分布有关，把它的形态特征与已知地质休的形态特征相对应，从而推断末知地质体的形态特征。在本工区，为了探查测区回填土的分布情况,沿西四环暗涵下穿五棵松地铁工程段左、右线各布置2条地震映象剖面。在每条映象剖面上，均利用SWS-3C型多功能血波仪进行现场数据采集，数据处理采