城市地铁盾构施工不良地质体微动探测技术研究
来源:成果转化处、省对外科技交流中心 时间:2018-10-18 11:08
  

  本科技项目主要研究一种地球物理方法--微动探测技术在城市地铁盾构施工不良地质体探测中的应用,是地球物理勘探(简称"物探")领域与城市地铁工程勘察领域的交集。

  城市地铁建设中,未探明的不良地质体会给盾构施工带来重大安全隐患,给地铁施工、环境保护、工期和投资控制产生重大不利影响。南方花岗岩地区不良地质体主要为"孤石","孤石"探测一直是地铁工程勘察领域公认的技术难题。在钻探方法效率低下、传统的物探方法效果不理想的情况下,采用一种无损、高效的物探新技术对盾构区间存在的不良地质体进行全覆盖的探测,在盾构施工之前,成功的探测出不良地质体的位置并进行提前处理或采取应对措施,是目前应对不良地质体隐患的最佳解决方案。

  微动探测技术是一种无损、高效的探测技术,具有无需人工震源、直接采集天然震动信号,对地表条件要求较低,小面积就可开展工作,不受电磁干扰等优势,能很好地适应城市复杂的环境。

  本科技项目研究取得了以下创新成果:

  1)采用三分量检波器观测数据,同时提取面波频散曲线和H/V曲线二种参数,二者的结合有效提高了不良地质体(孤石、岩溶等)判断的准确度,H/V曲线用于浅地表不良地质体探测为国内首创;

  2)采用高分辨率F-K(HRFK)算法提取微动信号的面波频散相速度,实现使用小台阵达到大探测深度的目的,操作方便,能更好的适应城市复杂环境;

  3)根据微动成果和钻孔验证结果划分盾构掘进的安全区、警示区和危险区,对盾构施工具有指导作用。

  研究成果解决了城市地铁盾构施工不良地质体探测的技术难题,已应用到福州、厦门、深圳和广州等城市的地铁盾构施工不良地质体(孤石、岩溶等)探测中,均取得良好的效果。研究成果的成功应用,填补了国内的技术空白,具有良好的经济价值和社会效益。

  研究成果在岩土工程勘察领域(适用于孤石、岩溶、土洞、采空区、防空洞、基岩凸起、岩脉、断裂带等不良地质的探测,也适用于滑坡探测、划分地层、波速测试、地层注浆加固效果探测等)具有广阔的应用前景,未来也将在城市建设和地下空间开发领域发挥越来越重要的作用。

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