广州地铁二号线北延段工程岩溶发育区物探成果总结分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 广州地铁二号线北延段工程岩溶发 育区物探成果总结分析 摘要：二号线北延段岩溶发育， 为此采用了多种物探勘察手段进一步查 明基岩面起伏、岩溶、土洞分布等，以 期进一步指导线路选择和建设，本文在 二号线北延段所采用的多种物探勘察手 段的基础上，分析总结了地铁工程物探 方法、测线布置、物探成果的验收标准 等，以期对其他线路建设或外地项目建 设物探手段的应用起到指导性作用。 中国论文网 /2/view-12869735.htm 关键词：岩溶；物探方法；测 线布置；验收标准 Abstract: the line 2 at north delay period of karst development, therefore -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 have used many geophysical exploration methods bedrock surface wave and further find out, karst, holes distribution, etc, so as to further direct line selection and construction, the paper in line 2 at the north delay period of geophysical exploration methods, and on the basis of the analysis of the subway engineering geophysical exploration methods, measuring line layout, geophysical exploration achievements of check and accept a standard to wait, in order to other line construction project construction or elsewhere the application of geophysical exploration methods play a guiding role. Keywords: karst; Geophysical exploration methods; The line layout; Acceptance standard 中图分类号：K826.16 文献标识 码：A 文章编号： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 1 工程概况 广州地铁二号线北延段工程三 元里嘉禾线路段位于广从断裂以西， 新市-嘉禾断裂以东区域，南端在远景 村附近被东西向的三元里温泉断裂切断， 主要以北东向和东西向断裂组及其交接 复合为主要构造骨架。第四系地层以冲 洪积砂层、土层及残坡积、堆积为主， 基岩地层为石炭系中上统壶天群 （C2+3ht）的灰白色、深灰色灰岩、硅 质灰岩，以及二迭系下统栖霞组 （P1q）灰黑色炭质灰岩夹炭质页岩， 岩层层面高低起伏，岩溶发育，多溶蚀 沟槽。未查明本线路段的石灰岩发育情 况，为选线、设计、施工提供参考依据， 二号线北延段采用了多种物探手段。 2 物探测线的布置及完成情况 （1）三元里折返线石灰岩分布 段施工阶段跨孔 CT 电磁波物探（2001 年 10 月） 工作目的：三元里折返线北竖 井施工中 C2+3ht 石灰岩发育段发生突 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 水现象，拟在既有勘察成果的基础上， 进一步查明勘察范围 C2+3ht 石灰岩中 的溶蚀现象（规模大于长 1m宽 1m 高 0.5m 的洞穴、溶蚀槽等） ，及其在垂 直方向和水平方向的分布，为三元里折 返线的施工提供更详细的岩土资料。 测线布置：以线路左线中心线 为中心，分左右两侧间隔 9m 共布置 3 列钻孔，每列布置 9 个钻孔，在长 80 米，宽 18 米范围内形成 10*9m 测线网。 根据钻探及物探成果，场地共 发现溶洞 34 个，其中 19 个为 CT 探测 发现，16 个为钻孔揭露，其中 R34 溶 洞规模最大，最大延伸 30m，推测洞高 为 25m 或大于 5m，基本延展到了折 返线范围内整个区域。CT 探测发现的 19 个溶洞最大延伸范围在 0.95.5m， 洞体高度在 0.61.8m。 （2）三元里新市段（旧机场 范围）浅层地震横波反射波法和面波法 物探（2005 年 9 月） -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 工作目的：查明溶洞、土洞 在垂直方向和水平方向的分布、连通性 及其特征；查明石灰岩岩面的起伏情 况，揭示隧道底板之下 10m 范围内的土 洞和溶洞。 测线布置：二号线北延段三元 里新市段里程右线 YCK22+72026+700，长 3980m，左线 ZCK22+73226+700，长 3968m，从左 线左 6m 至右线右 6m 的平面范围以及 地表至隧道底板之下 10m 的垂直范围。 根据物探解释成果图，本次探 测共解释岩溶发育区 76 个，解释土洞 2 个；76 个岩溶发育区中，23 个为初勘 阶段钻孔揭露溶洞，53 个为物探推断解 释。 （3）嘉禾车辆段浅层地震纵波 反射波法&瞬变电磁法地面物探（2006 年 8 月） 工作目的：查明岩溶发育带、 土洞发育带的发育和分布情况、连通性 及其特征。查明石灰岩岩面的起伏情 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 况。查明场地内发育的土洞。查明埋 深小于 30m40m（库内及试车线）的 岩溶形态特征等。 二号线北延段嘉禾车辆段约 31.5 公顷征地范围内，浅层地震纵波反 射波法共布置 29 条测线，总长 20.205km（共有反射法测点 121230 检 波点炮） 。瞬变电磁法完成探测剖面 58 条，剖面总长 29650m，测点 11918 个。 浅层地震纵波反射波法根据可 连续追踪的中微风化基岩顶面反射波组， 结合钻孔揭露的岩土分层情况，物探范 围内岩土划分为覆盖土层和基岩（中、 微风化层）2 个物理分层。同时根据浅 层反射波法资料分析，结合钻孔资料， 圈定了两个相对集中的溶蚀风化深槽 A、B 和两个溶蚀风化深坑 C、D。物探 还推断解释了 4 个土洞发育区。 瞬变电磁法在平面图上圈定 10 个强岩溶发育区，19 个弱岩溶发育区， 3 个土洞发育区，同时圈定了非岩溶发 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 育区。 （5）三元里远景区间详细勘 察阶段跨孔 CT 物探（2006 年 11 月） 工作目的：在垂直方向上， 探测隧道现设计结构顶板上 1m 至底板 下 10m 的范围，规模大于 1m1m0.50m（长 宽高）的洞穴。 当结构底板之下 10m 仍未能达到灰岩 岩面时，应加大探测深度至灰岩岩面下 3m，以揭示灰岩岩面的起伏状况。当 探测深度至结构底板之下 20m 仍未能达 到灰岩岩面，应与设计单位、业主协商 继续探测的深度。 完成钻孔 318 个，完成物探 CT 探测剖面 864 对（其中声波 CT 剖面 516 对，电磁波 CT 剖面 348 对，地震 波 CT 剖面 348 对） 。 结合钻孔揭露的岩土分层情况， 物探范围内岩土划分为覆盖土层和基岩 （中、微风化层）2 个物理分层；揭示 了基岩顶面起伏形态，对溶沟、溶槽分 布范围进行了圈定；物探 CT 探测资料 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 解释土洞 15 个（总共 44 个，钻探揭露 29 个） ；物探 CT 探测圈定溶洞 1374 个， 其中钻孔揭露 210 个。 3 物探成果分析总结 （1）物探工作布置：线路段测 线宜布置在左线左 10m-右线右 10m 范 围内，当左右线中心线线间距13m 时， 宜分 3 排布置；当左右线中心线间距 13m 时，测线宜分 4 排布置，为保证测 试精度，剖面宜多次交叉重叠；车辆段 内测线布置可结合勘察布孔，呈网格状 布置，测线间距宜在 20m 范围内，以保 证实施的有效性，垂直范围内宜探查结 构底板下 10m 范围内地层情况。 （2）线路段物探成果的验收标 准： 物探成果完成后，应采用第 三方进行钻探验证评价，以钻探成果对 物探解释的溶洞、土洞的平面位置、埋 深、高度等数据进行全面检验，以溶洞、 土洞探测的总体准确率为指标，总体准 确率在 80%以上为合格，50%以下为不 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 合格，50%-80% 为部分合格。准确率的 计算方法如下： 1）总体准确率为单孔准确率的 平均值； 2）单孔准确率的计算只考虑高 度大于 0.5 米的溶洞和土洞； 3）钻探有溶洞或土洞而物探未 发现或物探有溶洞或土洞而验证钻探未 见，单孔准确率为零； 4）钻探与物探均无溶洞或土洞， 单孔准确率为 100%； 5）钻探与物探均有溶洞或土洞 时，单孔准确率基数为 100%，洞顶、 底面的深度或高度误差 1 米时扣减 5%，误差 2 米时扣减 50%，误差超过 3 米时单孔准确率为零，考虑到物探解 析方面的多解性，允许计算时根据误差 高度采用内插法计算准确率，水平方向 误差计算类比相同。 （3）岩溶发育区分级标准 以“见洞率 ”来评价岩溶发育情 况，见洞率为：在某区域进行钻探验证 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 时，在探测深度范围内揭示大于 1m 的 溶洞（或土洞）的钻孔数量与该区域内 总验证钻孔的数量之比。 岩溶的发育程度分级为：见洞 率60%的为强岩溶发育区，在 30% 60%间的为中岩溶发育区，30% 为弱岩溶发育区。 （4）车辆段物探成果的验收标 准 车辆段占地面积大，在进行物 探工作时，主要成果在圈定岩溶、土洞 的发育区域，并进行分级，以期指导下 一步钻探工作，在对车辆段物探成果进 行验证时，宜参考岩溶见洞率的分级标 准，考虑到物探的多解性，评判标准较 之分级标准适当放宽，即物探成果中划 分的非岩溶发育区见洞率须小于 30%， 且无大于 3m 的土洞和溶洞；弱岩溶发 育区见洞率须大于 50%且不大于 70%； 强岩溶发育区见洞率须大于 70%。 （5）物探探查中微风化岩面起 伏、溶洞土洞的分布有一定的效果，但 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 无法查明地下岩溶的连通性。 （6）跨孔电磁波 CT 层析成像 技术对于远离岩面的小溶洞的探测效果 比较好，对于岩面以上的目的体（土洞、 岩土分层） 、岩面起伏、岩面附近的溶 洞和大溶洞的探测效果较差。 （7）跨孔 CT 作为孔中物探方 法，相比地面物探，具有干扰小、准确 性高、垂直方向剖面重叠次数多，但三 种跨孔层析成像方法的分辨能力和勘探 精度均受钻孔间距、成像区域形状的影 响。一般地，要求成像区域高度（测试 段高度）与宽度（钻孔间距）之比大于 2，造价相对较高，不宜在选线阶段使 用，可有针对性的在施工阶段局部使用 或详勘阶段结合详勘钻孔实施。 （8）地震反射波法在地面物探 中应用较广，根据波的类型，又分为横 波反射波和纵波反射波，其中横波反射 法具有分辨率高、分层能力强的优点， 但存在激发困难、勘探深度浅、信噪比 低的缺点；纵波反射法具有信噪比高、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 勘探深度大、激发容易的优点，但存在 分辨率低、分层能力差的缺点，应用