灰岩区溶洞与薄层泥岩物探异常差异分析Analysis on abnormal difference of geophysical prospecting between karst cave and thin layer mudstone in limestone region
何建设,李俊杰,李剑强,赵国军,郭佳豪
摘要(Abstract):
针对地球物理反演问题存在多解性、单一物探解译成果易与实际情况产生偏差等问题,以区分灰岩区大型溶洞与岩体破碎产生的相似TSP异常、提高超前预报解译精度为目标,将EH4、TSP303及地质雷达技术用于千岛湖配水工程灰岩区不良地质探测。简述了三种物探方法的原理及观测系统设置方式在EH4电磁异常区域开展隧洞超前预报工作,物探成果有效揭示了不良地质的存在。鉴于TSP两次预报异常相似但开挖结果不同,提出了根据TSP纵波速度谱中低速带的分布形态来区分溶洞与破碎岩体的方法。结果表明:大型溶腔与薄层泥岩均对应偏低的纵波波速、密度及杨氏模量,但前者在TSP纵波速度谱中表现为小范围封闭状低速异常,后者低速带呈带状,产状相对清晰;溶洞雷达异常表现为双曲线状同相轴且具备与完整灰岩对比度明显的强振幅特性,薄层泥岩反射能量较溶腔弱,波形杂乱错断,但未呈现明显双曲线特征。
关键词(KeyWords): EH4;TSP;地质雷达;千岛湖配水工程;灰岩;薄层泥岩;超前预报
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(41641040);; 浙江省水利厅科技项目(RC1729)
作者(Author): 何建设,李俊杰,李剑强,赵国军,郭佳豪
DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2018.10.022
参考文献(References):
- [1]李术才,刘斌,孙怀凤,等.隧道施工超前地质预报研究现状及发展趋势[J].岩石力学与工程学报,2014,33(6):1090-1113.
- [2] LI Shucai,LI Shuchen,ZHANG Qingsong,et al. Predicting geological hazards during tunnel construction[J]. Journal of rock mechanics and geotechnical engineering,2010,2(3):232-242.
- [3]朱保健. TSP法及地质雷达法相结合在隧道超前地质预报中的应用[J].铁道勘察,2017,43(5):60-63.
- [4] ALIMORADI A,MORADZADEH A,NADERI R,et al. Prediction of geological hazardous zones in front of a tunnel face using TSP-203 and artificial neural networks[J]. Tunnelling and underground space technology,2008,23(6):711-717.
- [5]曾庆猛,刘成林,马寅生,等.电磁资料在柴达木盆地东部地区石炭系勘探中的应用[J].地质力学学报,2017,23(1):125-134.
- [6]周轮,李术才,许振浩,等.隧道综合超前地质预报技术及其工程应用[J].山东大学学报(工学版),2017,47(2):55-62.
- [7]袁永才,李术才,李利平,等.尚家湾强岩溶隧道突水突泥伴生灾害源综合分析[J].中南大学学报(自然科学版),2017,48(1):203-211.
- [8] LI Shucai,ZHOU Zongqing,LI Liping,et al. Comprehensive geophysical prediction and treatment measures of karst caves in deep buried tunnel[J]. Journal of applied geophysics,2015,116(5):247-257.
- [9]李大虎,廖华,梁明剑,等.龙门山中央断裂南段盐井—五龙断裂的浅层地球物理方法探测[J].地震工程学报,2016,38(1):26-35.
- [10]朱余银,戴塔根.新疆金滩金矿床EH4电磁测深及找矿方向[J].大地构造与成矿学,2013,37(1):118-126.
- [11]刘斌,李文尧,常开平,等.高频大地电磁法在云南宜良盆地地热勘探中的应用[J].工程勘察,2016(1):74-78.
- [12]孙芳强,尹立河,王晓勇,等. EH4电磁成像与分层取样技术在非均质含水层勘查中的应用[J].工程勘察,2017(9):73-78.
- [13]宋乃林,郭龙,黄长国,等. EH4电磁法在煤矿采空区定位中的应用及影响研究[J].煤炭技术,2015,34(6):192-195.
- [14]王瑞赛,蒋丛林,石凤仙,等. EH4电磁成像系统在云南省武昆高速某隧道勘查中的应用[J].矿物学报,2013,33(4):535-539.
- [15]罗浚,徐剑波,陈建平.隧道综合超前地质预报技术应用研究[J].铁道科学与工程学报,2017,14(4):811-818.
- [16]李玉波.三维地震波法超前地质预报在引汉济渭工程TBM施工中的应用[J].水利水电技术,2017,48(8):131-136.
- [17] ZHAO Yonggui,JIANG Hui,ZHAO Xiaopeng. Tunnel seismic tomography method for geological prediction and its application[J].Applied geophysics,2006,3(2):69-74.
- [18]王朝令,杨茜,陈章,等. TSP隧道地震预报空洞模型的数值模拟研究[J].大地测量与地球动力学,2016,36(11):998-1002.