高密度電法勘測在葵崗隧道施工中的應用

高密度電法勘測在xx隧道施工中的應用工程概況xx隧道為上下行分離式的四車道高速公路隧道，左右線全長1400m。本隧道最大特點是地質條件復雜，隧道穿越紅粘土、煤、人工堆積體、溶洞、小煤礦采空區(qū)、涌水區(qū)等不良地質。根據設計，S0襯砌段（I類圍巖）采用CRD法開挖、S2、S3襯砌段（II類圍巖）采用短臺階法或臺階分部法開挖，S4襯砌段（III類圍巖）采用上下臺階法開挖，S5襯砌段（IV類圍巖）采用全斷面法開挖。其中I、II類圍巖段采用人工手持破器開挖，III、IV類圍巖采用爆破法開挖。每次進尺為1—2榀鋼支撐間距。S2（II類淺埋）襯砌段采用長管棚，S0（I類）、S3（II類深埋）襯砌段采用超前小導管，S4（III類）襯砌段采用超前錨桿，S5（IV）類襯砌段不設超前支護措施。全隧道采用拱架、錨、網、噴、防水砼復合式襯砌結構。任務提出xx隧道最大特點是地質條件復雜，隧道穿越紅粘土、煤、人工堆積體、溶洞、小煤礦采空區(qū)、涌水區(qū)等不良地質。在施工過程中，xx隧道左線在K4+235-K4+197、K4+102-K4+063段出現坍塌，（當時xx隧道施工開挖完成350米）為了查明隧道附近的地下煤窯及其采空區(qū)等隱伏的不良地質體的平面位置、埋深及規(guī)模，評估采煤異常擾動區(qū)對隧道安全的影響，以便及時或提前隧道進行必要的加固，保證剩余段隧道開挖的安全和降底成本，減少不必要的國家資源浪費。圖1xx隧道左線坍塌洞頂情況（K4+102-063段）高密度電法勘測方法原理高密度電法是日本地質計測株式會提出并發(fā)展起來的一種新型的電阻率方法，由于高密度電法可以實現電阻率的快速采集和現場數據的實時處理，從而改變了電法的傳統(tǒng)工作模式。它集電剖面和電測深于一體，采用高密度布點，進行二維地電斷面測量，提供的數據量大、信息多，并且觀測精度高、速度快，是尋找構造破碎帶、土洞及溶洞最有效的物探方法之一。高密度電法勘探的前提條件是地下介質間的導電性差異。和常規(guī)電法一樣，它通過A、B電極向地下供電（電流為I）然后測量M、N極電位差△U，從而求得該記錄點的視電阻率值ρs=K*△U/I。根據實測的視電率剖面進行計算、處理、分析，可獲得地層中的電阻率分布情況，從而解決相應的工程地質問題。4高密度電法勘測設備及工作方法4、1高密度電法勘探采用重慶地質儀器廠生產WDJD-2型高密度電法儀。該儀器具有存儲量大、測量準確快速、操作方便等特點，由60路電極轉換器控制，16種排列組合裝置，最大供電電壓900V，最大供電電流5A，可存儲400條剖面數據，可與計算機串行通訊進行數據傳輸。4、2野外工作方法測線沿隧道左、右方向平行布置，左、右線各布置4條，線距10m，點距5m。測線定位采用精度全站儀進行測量，以保證測線、測點的準確定位。（詳見：xx隧道高密度電法工程布置平面圖）為了更好地選取合適的排列裝置和極距，在正式開展外業(yè)工作前，在同一條剖面上進行了方法試驗對比。經過試驗，決定選取采集據量較多、測量精度較高的“α2排列”。測量極距采用1個極距，點距5m，排列長度295m。野外測量數據現場傳輸到計算機進行初步處理，作出初步的推斷解釋，對異常點及突變點進行檢查測量，以確保數據真實可靠。4、3資料處理高密度電法資料處理先將儀器內的測量數據通過傳輸軟件傳輸到計算機中，進行壞點刪除、地形校正、格式轉換，然后將數據導入Surfer軟件，繪成視電阻率等值線圖。在等值線圖上根據視電阻率值的變化特征，結合鉆探、地質調查資料作出地質解釋，最后利用繪圖軟件AutoCAD繪制出物探成果解釋圖。5高密度電法勘測方法在xx隧道檢測成果鼓x塞x何隧道特殊兄地質主要腎為煤窿及橫采空區(qū)，療主要分布免于里界程衰K3+7穩(wěn)00-K僚4+12劣0尼范圍內。敏由于是民思采的小煤潔窯，開采躬年代久遠筆，煤窿及柳采空區(qū)分戒布縱橫交幸錯，高低北不一，崩軋塌擾動，丟形態(tài)迥異項，極其復暖雜。根據戚物探勘探默成果推斷爺地下的煤紙窿及采空縱區(qū)綜合形駁成的采煤冶擾動異常素區(qū)。煤窿錘及采空區(qū)甘所在的地蹲層一般為帆炭質頁巖身及煤層，捆松散，含弟水，在電鑒法剖面啟動計算機啟動傳輸軟件啟動高密度電法儀EAVESPROPPEREAVESPROPPEREAVESPROPPER傳輸原始數據到計算機否壞點修正啟動計算機啟動傳輸軟件啟動高密度電法儀EAVESPROPPEREAVESPROPPEREAVESPROPPER傳輸原始數據到計算機否壞點修正輸入高程啟動Surfer軟件數據網格化地形校正否?繪制視電阻率等值線圖繪制視電阻率等值線圖打印視電阻率等值線圖打印視電阻率等值線圖結合地質資料推斷解釋巖土層位和視電阻率異常結合地質資料推斷解釋巖土層位和視電阻率異常繪制解釋成果斷面圖是繪制解釋成果斷面圖格式轉換格式轉換導入數據導入數據歡陸跳闊圖紫2半：高密度史電法解釋勤流程迷中表現為煩低阻異常發(fā)，沒有坍北塌且不含扁水的采空劉區(qū)在電法兄剖面中表點現為高阻森異常。標隧道采煤自擾動異常配區(qū)主要有厚：盲Z-蓋1諒區(qū)：分布倦范饞圍改LK3+自730-迅LK3+膏74柄6窩，標柏高鳴150-嫁176怕m哭之間，異雀常中心位道置位于處貿，距地表憑約肯42是m雜，距隧道傅頂板世約叨24蠅m誕，該異常睜下邊界距菊隧道頂板難約貧10采m軌。素Z-移2暑區(qū)：分布陪范貍圍石LK3+織783-同LK3+揮79作2倦，標我高脈150-嬸191拋m竊之間，異鍬常中心位董置位說于懼LK3+霞78緒9檢處，距地奪表蓋約彩36右m口，距隧道妥頂板育約梯49療m辭，該異常雜下邊界距奪隧道頂板對約袋17盛m償。邊Z-磁3墳區(qū)：分布怒范迅圍糖LK3+刺785-擊LK3+令82露9損，標高考在橡137-珍190悟m脆之間，異容常中心位依置位數于名LK3+欺84賽0瑞處，距地糟表堆約蓄96再m后，距隧道承頂板點約蓬6m薦 捆，該異常丑下邊界靠朗近隧道頂翁板位置，爛異常范圍練較小。健Z-趴4芒區(qū)：分布纖范靜圍饞LK3+裹842-博LK3+亞85扇4歲，標腔高忠194-側210蓬m跨之間，異繭常中心位寫置位芹于慰LK3+溪84提8字處距地表傍約倡38滿m蘿，距隧道護頂板擋約砌66哥m權，該異常標下邊界距糞隧道頂板什約濾57博m劈，異常范碑圍不大。漸Z-掌5清區(qū)：分布需范超圍蘭LK3+同892-甜LK3+菜90宗2贏，標概高宋162-陶208析m嗽之間，異凝常中心位腦置位省于袖LK3+長89醬5庭處，距地嬸表約舅法鞋84坦m逼，距隧道丈頂板份約偏31行m炕，該異常惹范圍下邊協(xié)界距隧道涌頂板凱約忍23羽m跌。傭Z-鞭6總區(qū)：分布狀范梢圍踏LK3+吸932-悉LK3+也94摩8決，標赤高離169-宋200豎 妙m冰之間，異恰常中心位貼置位相于者LK3+赴94坡0起處，距地撥表影約珍67極m掏，距隧道嶼頂板演約澡42薦m臥，該異常家下界距隧穗道頂板半約設30燕m由。松Z-秩7莊區(qū)：分布李范拌圍衣LK4+柜031-仇LK4+丹02伯3螞，標叼高靠157-厭180m融之間，異喝常中心位極置位盛于稈LK3+度99喊6已處，距地細表柴約沃55是m尾，距隧道逐頂板陽約握23軍m凍，該異常柏下邊界距猛隧道頂板寒約舞法紗14扭m爆。眠Z-堡8輩區(qū)：分布嗚范果圍敘LK4+殼048-繼LK4+焦05誕6六，標曲高扛160-每175竹m船之間，異鮮常中心位遇置位版于插LK4+距05醋2勝處，距地糠表補約腿42顯m猛，距隧道傭頂板伴約呼20蒸m帳。第 版異常底部避邊界距隧趙道頂板甚約之18丸m哲。嶼Z-刊9窮區(qū)：分布腎范萌圍陰LK4+爪075-渾LK4+遵12膽3框，標指高寨134-鋒166讓m柴之間，異對常中心位童置位悠于庭LK4+折10疼0賠處，距地脂表宴約諒28里m巨，距隧道沒頂板禁約紙10殖m躁，隧道開動挖部位于扭該異常下晚部范圍內學。店圖謝3x瘦x腐隧道小煤桑窯情況成圖碑4話高密度電欠法勘測乒在懼x智x孕隧道剖面焰圖傍咬辮高密度電厲法勘測經減濟效益脖6金、修1痕經濟對比砌。在采用啞高密度電雹法勘測段輛（耳35紋0放米），變市更加固金丘額洞2759沒08安5蠢元，未采鞭用高密度斑電法勘測停段擦（棍35格0恨米）變更缸加損失粘共板1245驅447雕5父元，綜合霞考慮節(jié)余驚投資金廉額賭9695弄39孩0齊元寶。曉更6想、堆2墳工期對比縮。對尺于紅x化x禍隧道左線系共楚長掛70凍0酸米，分進陪出口同時虎施工，由敞于出口出移現兩次坍陪塌導致出伴口開挖辮才定200鐵米，進口火開挖繩共大50溝0同米。根據緊統(tǒng)迫計繼x鏟x緞隧道左線搜出口兩次綠坍塌修復樸時間申為信7什個月。距6攔、六3幼安全對比脈。通過采攏用高密度搖電法勘測詢預知隧道禮地質做到救有針對性惰地采取局向部加強措蜓施，大大斜的提高了瀉隧道施工街的安全度項，減少突視發(fā)事件。騙7泥重高密度電謙法勘測推胡廣前景及猜改進建議充總結高密混度電法勘季測成果在宮實際施工辦中的應用蘇，我們認翠為還有如賀下幾個方健面有待加炒強：澆①毒對于在設該計勘測中趙發(fā)現地質茂情況較復蓮雜的隧道申情況應及脈時采納高陡密度電法世勘測，防附止出現坍鼓塌或傷亡腔以后才采載用。攤②云采納高密關度電法勘激測的面盡油量廣，對目于慕x綠x慧隧道主要慶在隧道中疾線及周豐圍防1證0演米灰、尼2欠0班米山頂采脊納，對于鉆復雜地質護，盡可能呆的在隧道閃開挖面巾每額2歷0賺米沿隧道魚方向采用沿高密度電瞞法勘測，怨可以更準倘確地了解大隧道的地另質情況。汽同時，