高密度電法勘測(cè)在葵崗隧道施工中的運(yùn)用

高密度電法勘測(cè)在xx隧道施工中的應(yīng)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(zhǎng)1400m。本隧道最大特點(diǎn)是地質(zhì)條件復(fù)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(zhì)。根據(jù)設(shè)計(jì)，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(tái)階法或臺(tái)階分部法開挖，S4襯砌段（III類圍巖）采用上下臺(tái)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(jìn)尺為1—2榀鋼支撐間距。S2（II類淺埋）襯砌段采用長(zhǎng)管棚，S0（I類）、S3（II類深埋）襯砌段采用超前小導(dǎo)管，S4（III類）襯砌段采用超前錨桿，S5（IV）類襯砌段不設(shè)超前支護(hù)措施。全隧道采用拱架、錨、網(wǎng)、噴、防水砼復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。任務(wù)提出xx隧道最大特點(diǎn)是地質(zhì)條件復(fù)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(zhì)。在施工過程中，xx隧道左線在K4+235-K4+197、K4+102-K4+063段出現(xiàn)坍塌，（當(dāng)時(shí)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(zhì)體的平面位置、埋深及規(guī)模，評(píng)估采煤異常擾動(dòng)區(qū)對(duì)隧道安全的影響，以便及時(shí)或提前隧道進(jìn)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(guó)家資源浪費(fèi)。圖1xx隧道左線坍塌洞頂情況（K4+102-063段）高密度電法勘測(cè)方法原理高密度電法是日本地質(zhì)計(jì)測(cè)株式會(huì)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(shí)現(xiàn)電阻率的快速采集和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)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(cè)深于一體，采用高密度布點(diǎn)，進(jìn)行二維地電斷面測(cè)量，提供的數(shù)據(jù)量大、信息多，并且觀測(cè)精度高、速度快，是尋找構(gòu)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(zhì)間的導(dǎo)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(cè)量M、N極電位差△U，從而求得該記錄點(diǎn)的視電阻率值ρs=K*△U/I。根據(jù)實(shí)測(cè)的視電率剖面進(jìn)行計(jì)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(yīng)的工程地質(zhì)問題。4高密度電法勘測(cè)設(shè)備及工作方法4、1高密度電法勘探采用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)WDJD-2型高密度電法儀。該儀器具有存儲(chǔ)量大、測(cè)量準(zhǔn)確快速、操作方便等特點(diǎn)，由60路電極轉(zhuǎn)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(chǔ)400條剖面數(shù)據(jù)，可與計(jì)算機(jī)串行通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。4、2野外工作方法測(cè)線沿隧道左、右方向平行布置，左、右線各布置4條，線距10m，點(diǎn)距5m。測(cè)線定位采用精度全站儀進(jìn)行測(cè)量，以保證測(cè)線、測(cè)點(diǎn)的準(zhǔn)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(jìn)行了方法試驗(yàn)對(duì)比。經(jīng)過試驗(yàn)，決定選取采集據(jù)量較多、測(cè)量精度較高的“α2排列”。測(cè)量極距采用1個(gè)極距，點(diǎn)距5m，排列長(zhǎng)度295m。野外測(cè)量數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行初步處理，作出初步的推斷解釋，對(duì)異常點(diǎn)及突變點(diǎn)進(jìn)行檢查測(cè)量，以確保數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。4、3資料處理高密度電法資料處理先將儀器內(nèi)的測(cè)量數(shù)據(jù)通過傳輸軟件傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，進(jìn)行壞點(diǎn)刪除、地形校正、格式轉(zhuǎn)換，然后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Surfer軟件，繪成視電阻率等值線圖。在等值線圖上根據(jù)視電阻率值的變化特征，結(jié)合鉆探、地質(zhì)調(diào)查資料作出地質(zhì)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(cè)方法在xx隧道檢測(cè)成果曾x肺x聾隧道特側(cè)殊地質(zhì)債主要為裁煤窿及嚼采空區(qū)雞，主要者分布于領(lǐng)里馳程姨K3+奸700販-K4監(jiān)+12石0剛范圍內(nèi)玻。由于株是民采靜的小煤筍窯，開址采年代牙久遠(yuǎn)，惜煤窿及伸采空區(qū)兄分布縱海橫交錯(cuò)襲，高低皂不一，今崩塌擾動(dòng)動(dòng)，形狼態(tài)迥異在，極其糠復(fù)雜。棒根據(jù)物始探勘探間成果推練斷地下燦的煤窿焦及采空細(xì)區(qū)綜合脫形成的向采煤擾蒜動(dòng)異常相區(qū)。煤稍窿及采聞空區(qū)所端在的地凍層一般腳為炭質(zhì)冰頁巖及缸煤層，嬸松散，城含水，答在電法秧剖面啟動(dòng)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)傳輸軟件啟動(dòng)高密度電法儀EAVESPROPPEREAVESPROPPEREAVESPROPPER傳輸原始數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)否壞點(diǎn)修正啟動(dòng)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)傳輸軟件啟動(dòng)高密度電法儀EAVESPROPPEREAVESPROPPEREAVESPROPPER傳輸原始數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)否壞點(diǎn)修正輸入高程啟動(dòng)Surfer軟件數(shù)據(jù)網(wǎng)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(jié)合地質(zhì)資料推斷解釋巖土層位和視電阻率異常結(jié)合地質(zhì)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(zhuǎn)換格式轉(zhuǎn)換導(dǎo)入數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)陡掛棄恐磚圖協(xié)2和：高密亞度電法雞解釋流魯程暫中表現(xiàn)宜為低阻尊異常，扶沒有坍療塌且不絮含水的李采空區(qū)聞在電法出剖面中槽表現(xiàn)為裝高阻異躍常。踏隧道采鴿煤擾動(dòng)飽異常區(qū)陜主要有恥：悄Z-襪1劈區(qū)：分鬧布范歇圍劍LK3河+73贊0-L輔K3+猜74日6學(xué)，標(biāo)嬌高卸150用-17堤6恰m映之間，異異常中委心位置源位于處修，距地寸表緒約史42王m犧，距隧豐道頂板扒約棟24暈m輩，該異爸常下邊羞界距隧欠道頂板籌約皆10錯(cuò)m堂。漁Z-微2游區(qū)：分繁布范騎圍娃LK3照+78喉3-L敏K3+割79槍2暫，標(biāo)排高曲150漢-19稱1們m謎之間，睡異常中彈心位置糊位仗于繪LK3雄+78爽9棗處，距芬地表績(jī)約尚36秋m魄，距隧逝道頂板匹約茄49鵝m眠，該異何常下邊朝界距隧惹道頂板弊約拐17撈m妄。徒Z-儉3忠區(qū)：分絡(luò)布范鐵圍激LK3袋+78寄5-L簡(jiǎn)K3+奔82展9霉，標(biāo)高唯在荷137陪-19愁0眉m聯(lián)之間，丘異常中辰心位置來位濤于請(qǐng)LK3重+84閱0勒處，距開地表氏約絞96晃m仔，距隧冊(cè)道頂板照約龜6m巴 料，該異漁常下邊文界靠近哈隧道頂擱板位置丟，異常大范圍較叮小。凍Z-維4潑區(qū)：分寒布范眾圍埋LK3非+84豈2-L壟K3+欺85您4不，標(biāo)自高夸194田-21電0升m若之間，剩異常中移心位置婆位陜于裳LK3驕+84蝦8顛處距地蓄表信約啦38授m榴，距隧替道頂板線約叮66京m許，該異靈常下邊粘界距隧很道頂板驢約媽57般m獸，異常歪范圍不瘡大。錘Z-座5準(zhǔn)區(qū)：分開布范衣圍粒LK3煉+89番2-L但K3+炭90嗎2優(yōu)，標(biāo)嗎高疾162幅-20沒8豈m怒之間，構(gòu)異常中至心位置反位炕于榨LK3何+89議5赤處，距輔地表約各法鬼84骨m遣，距隧表道頂板舉約蝴31嚇m前，該異促常范圍允下邊界溜距隧道譯頂板喂約穗23藥m位。須Z-霉6侮區(qū)：分鍋布范扮圍泛LK3閑+93勁2-L福K3+閑94音8冷，標(biāo)臭高嘆169見-20靠0羞 捧m芹之間，飽異常中會(huì)心位置金位毯于食LK3盒+94撫0璃處，距態(tài)地表稻約宵67熊m鳳，距隧態(tài)道頂板飛約海42迅m邪，該異爆常下界節(jié)距隧道槐頂板角約車30束m騎。異Z-贈(zèng)7戲區(qū)：分齊布范惹圍蜓LK4叉+03釘1-L見K4+跨02搖3山，標(biāo)榜高蹦157射-18幻0m消之間，逮異常中家心位置爛位擊于廟LK3蠶+99伍6交處，距叔地表魚約席55置m想，距隧鼓道頂板飄約僑23境m陜，該異出常下邊滑界距隧辜道頂板碌約嗓法形14邪m再。以Z-探8樹區(qū)：分血布范薯圍悅LK4進(jìn)+04瞇8-L取K4+乳05副6如，標(biāo)礎(chǔ)高踏160三-17捐5配m債之間，般異常中饞心位置膨位句于垂LK4壤+05駐2卸處，距援地表芝約遼42孝m絹，距隧布道頂板廊約漫20量m抽。棟 痛異常底浙部邊界炊距隧道拾頂板勻約若18團(tuán)m垂。聰Z-纏9巾區(qū)：分島布范指圍差LK4仆+07內(nèi)5-L堵K4+洋12含3度，標(biāo)奴高酸134淚-16躲6良m佩之間，洽異常中轟心位置愉位抽于鋸LK4否+10中0葬處，距傾地表厲約楊28葡m佳，距隧維道頂板貼約參10烏m讀，隧道真開挖部棗位于該產(chǎn)異常下張部范圍熔內(nèi)。甩圖罷3x幸x玻隧道小穴煤窯情前況趁圖辱4坊高密度垂電法勘熱測(cè)籮在熄x錘x辱隧道剖逢面圖規(guī)壓兵高密度菠電法勘倉測(cè)經(jīng)濟(jì)鑄效益壤6哨、梅1沖經(jīng)濟(jì)對(duì)退比。在竿采用高晌密度電塑法勘測(cè)逃段怎（翠35列0扶米），牌變更加浙固金玩額芽275唐908敢5草元，未筒采用高紐密度電墨法勘測(cè)棗段晉（桿35其0揉米）變掌更加損基失勿共犯124盯544紋7佳5蹄元，綜桿合考慮頸節(jié)余投范資金令額牙969陰539處0灣元秋。潛之6殺、憐2碰工期對(duì)籌比。對(duì)嘆于蘭x塞x規(guī)隧道左暢線共料長(zhǎng)爐70掩0濕米，分旨進(jìn)出口煎同時(shí)施閉工，由柔于出口舌出現(xiàn)兩漢次坍塌市導(dǎo)致出姥口開挖拘才榜200洗米，進(jìn)萄口開挖構(gòu)共莫50貪0棕米。根跳據(jù)統(tǒng)肉計(jì)脹x叫x幅隧道左哈線出口源兩次坍忠塌修復(fù)禍時(shí)間談為斬7璃個(gè)月。懶6炎、潮3綱安全對(duì)才比。通冰過采用陽高密度彎電法勘縣測(cè)預(yù)知銳隧道地赴質(zhì)做到庫有針對(duì)董性地采部取局部攤加強(qiáng)措乓施，大井大的提怨高了隧停道施工透的安全雅度，減悼少突發(fā)掃事件。袖7鋤吧高密度界電法勘螞測(cè)推廣戰(zhàn)前景及瘋改進(jìn)建敘議續(xù)總結(jié)高魯密度電難法勘測(cè)肉成果在乳實(shí)際施威工中的翠應(yīng)用，幟我們認(rèn)果為還有贊如下幾恨個(gè)方面遷有待加追強(qiáng)：竊①瓦對(duì)于在別設(shè)計(jì)勘印測(cè)中發(fā)弟現(xiàn)地質(zhì)越情況較售復(fù)雜的從隧道情鵲況應(yīng)及波時(shí)采納黃高密度據(jù)電法勘鹽測(cè)，防藍(lán)止出現(xiàn)樂坍塌或歇傷亡以帥后才采碌用。誕②額采納高身密度電顛法勘測(cè)題的面盡原量廣，棉對(duì)握于喜x鈴x叔隧道主違要在隧隙道中線舊及周哥圍利1科0診米儀、鏡2式0捧米山頂?shù)共杉{，乳對(duì)于復(fù)顧雜地質(zhì)撓，盡可脊能的在坑隧道開恭挖面窮每乓2倘0笨米沿隧釘?shù)婪较騽t采用高躲密度電焰法勘測(cè)濱，可以鞏更準(zhǔn)確飲地了解贊隧道的丹地質(zhì)情辟?zèng)r。然同時(shí)，米由于高于密度電