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《长安大学》 2007年
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瞬变电磁法在隧道施工超前地质预报中的应用研究

曹延峰  
【摘要】: 随着我国西部大开发和全面建设小康社会的宏伟蓝图的制定,公路、铁路、水利等基础工程项目的建设将进一步加强。而我国幅员辽阔,地形地貌复杂,对于生命线工程,不可避免的要穿越山脉,所以隧道工程将成为重大工程建设项目的重要组成部分。如果遇到地质条件复杂地区,在施工过程中就可能发生未预见到的岩爆、瓦斯突出、地下水突涌以及洞内大变形等地质灾害,严重威胁隧道施工人员生命与设备的安全,也影响着隧道的施工速度。所以,开展隧道施工掌子面前方超前地质预报研究,对于预测查明前方详细的工程水文地质条件,预防地质灾害的发生具有重要的理论与实践意义。 本文在分析研究前人在隧道地质超前预报研究成果的基础上,首次将瞬变电磁测深技术运用到隧道施工掌子面前方超前地质预报中。首先,论文简要介绍了瞬变电磁的基本原理;其次,论文研究了瞬变电磁等效导线平面成像方法与解释方法;第三,论文针对常见的地质环境地球物理模式,建立了二层模型和三层模型,对不同的模型进行了模拟研究;第四,论文针对隧道工程具体特征,对瞬变电磁法在隧道施工掌子面前方超前地质预报中的关键技术和工作方法进行了研究;最后,论文针对断层、裂隙问题、围岩分类问题和暗河、暗穴问题选择了三个典型的隧道进行应有研究。通过在宜万线八字岭隧道中的应用,表明瞬变电磁法探测断层、裂隙的精度较高,最高可达96.6%,误差约1m。在西汉高速秦岭Ⅲ号隧道的应用,表明瞬变电磁法可以探测掌子面前方25m范围内的地质情况,可以作为围岩分类的依据之一。在长凼子隧道中的应用表明,运用瞬变电磁法探测暗河、暗穴,结果精度较高,探测结果与实际情况吻合较好。所以应用瞬变电磁法进行隧道超前地质预报是可行的,预报结果与实际开挖结果吻合较好,平均准确率达88.3%,最小分辨率达到1.2%。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:P631.325

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