高密度电法勘测在葵岗隧道施工中的应用

高密度电法勘测在xx隧道施工中的应用工程概况xx隧道为上下行分离式的四车道高速公路隧道，左右线全长1400m。本隧道最大特点是地质条件复杂，隧道穿越红粘土、煤、人工堆积体、溶洞、小煤矿采空区、涌水区等不良地质。根据设计，S0衬砌段（I类围岩）采用CRD法开挖、S2、S3衬砌段（II类围岩）采用短台阶法或台阶分部法开挖，S4衬砌段（III类围岩）采用上下台阶法开挖，S5衬砌段（IV类围岩）采用全断面法开挖。其中I、II类围岩段采用人工手持破器开挖，III、IV类围岩采用爆破法开挖。每次进尺为1—2榀钢支撑间距。S2（II类浅埋）衬砌段采用长管棚，S0（I类）、S3（II类深埋）衬砌段采用超前小导管，S4（III类）衬砌段采用超前锚杆，S5（IV）类衬砌段不设超前支护措施。全隧道采用拱架、锚、网、喷、防水砼复合式衬砌结构。任务提出xx隧道最大特点是地质条件复杂，隧道穿越红粘土、煤、人工堆积体、溶洞、小煤矿采空区、涌水区等不良地质。在施工过程中，xx隧道左线在K4+235-K4+197、K4+102-K4+063段出现坍塌，（当时xx隧道施工开挖完成350米）为了查明隧道附近的地下煤窑及其采空区等隐伏的不良地质体的平面位置、埋深及规模，评估采煤异常扰动区对隧道安全的影响，以便及时或提前隧道进行必要的加固，保证剩余段隧道开挖的安全和降底成本，减少不必要的国家资源浪费。图1xx隧道左线坍塌洞顶情况（K4+102-063段）高密度电法勘测方法原理高密度电法是日本地质计测株式会提出并发展起来的一种新型的电阻率方法，由于高密度电法可以实现电阻率的快速采集和现场数据的实时处理，从而改变了电法的传统工作模式。它集电剖面和电测深于一体，采用高密度布点，进行二维地电断面测量，提供的数据量大、信息多，并且观测精度高、速度快，是寻找构造破碎带、土洞及溶洞最有效的物探方法之一。高密度电法勘探的前提条件是地下介质间的导电性差异。和常规电法一样，它通过A、B电极向地下供电（电流为I）然后测量M、N极电位差△U，从而求得该记录点的视电阻率值ρs=K*△U/I。根据实测的视电率剖面进行计算、处理、分析，可获得地层中的电阻率分布情况，从而解决相应的工程地质问题。4高密度电法勘测设备及工作方法4、1高密度电法勘探采用重庆地质仪器厂生产WDJD-2型高密度电法仪。该仪器具有存储量大、测量准确快速、操作方便等特点，由60路电极转换器控制，16种排列组合装置，最大供电电压900V，最大供电电流5A，可存储400条剖面数据，可与计算机串行通讯进行数据传输。4、2野外工作方法测线沿隧道左、右方向平行布置，左、右线各布置4条，线距10m，点距5m。测线定位采用精度全站仪进行测量，以保证测线、测点的准确定位。（详见：xx隧道高密度电法工程布置平面图）为了更好地选取合适的排列装置和极距，在正式开展外业工作前，在同一条剖面上进行了方法试验对比。经过试验，决定选取采集据量较多、测量精度较高的“α2排列”。测量极距采用1个极距，点距5m，排列长度295m。野外测量数据现场传输到计算机进行初步处理，作出初步的推断解释，对异常点及突变点进行检查测量，以确保数据真实可靠。4、3资料处理高密度电法资料处理先将仪器内的测量数据通过传输软件传输到计算机中，进行坏点删除、地形校正、格式转换，然后将数据导入Surfer软件，绘成视电阻率等值线图。在等值线图上根据视电阻率值的变化特征，结合钻探、地质调查资料作出地质解释，最后利用绘图软件AutoCAD绘制出物探成果解释图。5高密度电法勘测方法在xx隧道检测成果鼓x塞x何隧道特殊兄地质主要肾为煤窿及横采空区，疗主要分布免于里界程衰K3+7稳00-K僚4+12劣0尼范围内。敏由于是民思采的小煤洁窑，开采躬年代久远笔，煤窿及柳采空区分戒布纵横交幸错，高低北不一，崩轧塌扰动，丢形态迥异项，极其复暖杂。根据戚物探勘探默成果推断爷地下的煤纸窿及采空纵区综合形驳成的采煤冶扰动异常素区。煤窿锤及采空区甘所在的地蹲层一般为帆炭质页岩身及煤层，捆松散，含弟水，在电鉴法剖面启动计算机启动传输软件启动高密度电法仪EAVESPROPPEREAVESPROPPEREAVESPROPPER传输原始数据到计算机否坏点修正启动计算机启动传输软件启动高密度电法仪EAVESPROPPEREAVESPROPPEREAVESPROPPER传输原始数据到计算机否坏点修正输入高程启动Surfer软件数据网格化地形校正否?绘制视电阻率等值线图绘制视电阻率等值线图打印视电阻率等值线图打印视电阻率等值线图结合地质资料推断解释岩土层位和视电阻率异常结合地质资料推断解释岩土层位和视电阻率异常绘制解释成果断面图是绘制解释成果断面图格式转换格式转换导入数据导入数据欢陆跳阔图紫2半：高密度史电法解释勤流程迷中表现为烦低阻异常发，没有坍北塌且不含扁水的采空刘区在电法兄剖面中表点现为高阻森异常。标隧道采煤自扰动异常配区主要有厚：盲Z-盖1谅区：分布倦范馋围改LK3+自730-迅LK3+膏74柄6窝，标柏高鸣150-嫁176怕m哭之间，异雀常中心位道置位于处贸，距地表凭约肯42是m杂，距隧道傅顶板世约叨24蝇m诞，该异常睁下边界距菊隧道顶板难约贫10采m轨。素Z-移2暑区：分布陪范狸围石LK3+织783-同LK3+挥79作2倦，标我高脉150-婶191抛m窃之间，异锹常中心位董置位说于惧LK3+霞78绪9检处，距地夺表盖约彩36右m口，距隧道妥顶板育约梯49疗m辞，该异常杂下边界距夺隧道顶板对约袋17盛m偿。边Z-磁3坟区：分布怒范迅围糖LK3+刺785-击LK3+令82露9损，标高考在橡137-珍190悟m脆之间，异容常中心位依置位数于名LK3+欺84赛0瑞处，距地糟表堆约蓄96再m后，距隧道承顶板点约蓬6m荐 捆，该异常丑下边界靠朗近隧道顶翁板位置，烂异常范围练较小。健Z-趴4芒区：分布纤范静围馋LK3+裹842-博LK3+亚85扇4岁，标腔高忠194-侧210蓬m跨之间，异茧常中心位写置位芹于慰LK3+溪84提8字处距地表傍约倡38满m萝，距隧道护顶板挡约砌66哥m权，该异常标下边界距粪隧道顶板什约滤57博m劈，异常范碑围不大。渐Z-掌5清区：分布需范超围兰LK3+同892-甜LK3+菜90宗2赢，标概高宋162-陶208析m嗽之间，异凝常中心位脑置位省于袖LK3+长89酱5庭处，距地婶表约舅法鞋84坦m逼，距隧道丈顶板份约偏31行m炕，该异常惹范围下边协界距隧道涌顶板凯约忍23羽m跌。佣Z-鞭6总区：分布状范梢围踏LK3+吸932-悉LK3+也94摩8决，标赤高离169-宋200竖 妙m冰之间，异恰常中心位贴置位相于者LK3+赴94坡0起处，距地拨表影约珍67极m掏，距隧道屿顶板演约澡42荐m卧，该异常家下界距隧穗道顶板半约设30燕m由。松Z-秩7庄区：分布李范拌围衣LK4+柜031-仇LK4+丹02伯3蚂，标叼高靠157-厌180m融之间，异喝常中心位极置位盛于秆LK3+度99喊6已处，距地细表柴约沃55是m尾，距隧道逐顶板阳约握23军m冻，该异常柏下边界距猛隧道顶板寒约舞法纱14扭m爆。眠Z-堡8辈区：分布呜范果围叙LK4+壳048-继LK4+焦05诞6六，标曲高扛160-每175竹m船之间，异鲜常中心位遇置位版于插LK4+距05醋2胜处，距地糠表补约腿42显m猛，距隧道佣顶板伴约呼20蒸m帐。第 版异常底部避边界距隧赵道顶板甚约之18丸m哲。屿Z-刊9穷区：分布肾范萌围阴LK4+爪075-浑LK4+遵12胆3框，标指高寨134-锋166让m柴之间，异对常中心位童置位悠于庭LK4+折10疼0赔处，距地脂表宴约谅28里m巨，距隧道没顶板禁约纸10殖m躁，隧道开动挖部位于扭该异常下晚部范围内学。店图谢3x瘦x腐隧道小煤桑窑情况成图碑4话高密度电欠法勘测乒在惧x智x孕隧道剖面焰图傍咬辫高密度电厉法勘测经减济效益脖6金、修1痕经济对比砌。在采用哑高密度电雹法勘测段辆（耳35纹0放米），变市更加固金丘额洞2759没08安5蠢元，未采鞭用高密度斑电法勘测停段擦（棍35格0恨米）变更缸加损失粘共板1245驱447雕5父元，综合霞考虑节余惊投资金廉额赌9695弄39孩0齐元宝。晓更6想、堆2坟工期对比缩。对尺于红x化x祸隧道左线系共楚长挂70冻0酸米，分进陪出口同时虎施工，由敞于出口出移现两次坍陪塌导致出伴口开挖辫才定200铁米，进口火开挖绳共大50沟0同米。根据紧统迫计继x铲x缎隧道左线搜出口两次绿坍塌修复朴时间申为信7什个月。距6拦、六3幼安全对比脉。通过采拢用高密度摇电法勘测询预知隧道礼地质做到救有针对性惰地采取局向部加强措蜓施，大大斜的提高了泻隧道施工街的安全度项，减少突视发事件。骗7泥重高密度电谦法勘测推胡广前景及猜改进建议充总结高密混度电法勘季测成果在宫实际施工办中的应用苏，我们认翠为还有如贺下几个方健面有待加炒强：浇①毒对于在设该计勘测中赵发现地质茂情况较复莲杂的隧道申情况应及脉时采纳高陡密度电法世勘测，防附止出现坍鼓塌或伤亡腔以后才采载用。摊②云采纳高密关度电法勘激测的面尽油量广，对目于慕x绿x慧隧道主要庆在隧道中疾线及周丰围防1证0演米灰、尼2欠0班米山顶采脊纳，对于钻复杂地质护，尽可能呆的在隧道闪开挖面巾每额2历0赚米沿隧道鱼方向采用沿高密度电瞒法勘测，怨可以更准倘确地了解大隧道的地另质情况。汽同时，