物探方法在岩溶地区铁路隧道工程中的应用探讨

摘要

在我国西南地区某新建高速铁路隧道施工过程中,先使用风枪钻孔对地下5米进行初探,再用地质雷达、地震映像法进行探测,之后对异常区域使用钻探验证,以多种技术手段相结合的方式,对隐伏岩溶进行探测。本文对其中的物探方法——地质雷达、地震映像法进行探讨,介绍其应用情况及在实际工作的表现。实践表明,在填充面开展的岩溶探测与上述其他工程中的应用情况相仿,基本能满足隐伏岩溶探测的需求,但在仰拱底开展的岩溶探测则效果欠佳,钻孔数据验证的结果并不理想,本文对其原因进行了分析,并提出了几条改进的建议。岩溶又称喀斯特,是可溶性岩石经地表水和地下水的化学作用(分解和化合)和物理作用(流水的侵蚀和沉积、重力崩塌和堆积)破坏和改造后形成的一种特殊地貌。岩溶产生和发育与地质、水文条件关系密切,在地下水系发达的石灰岩山区较为多见。我国的岩溶地区主要有广西、贵州、云南,其他地区如四川、重庆、湖南、山西、甘肃、西藏等省份亦有分布。对于这些地区的新建铁路隧道工程而言,岩溶是一项重大安全隐患。一方面在隧道施工阶段,由岩溶引发的突水、突泥、顶板溶洞填充物陷落等,轻则造成物料和机械设备的损失,重则可能导致人员伤亡,同时不可避免地造成工程进度放缓;另一方面在线路运营阶段,由岩溶引发的填充面拱起、沉降、中底板塌陷等事故,会直接导致线路受损,威胁列车行车安全,若不能及时发现,将可能导致不可估量的严重后果,即便是发现了异常,此时的病害整治工作也会受到诸多因素的制约,其施工难度和成本都相对较高。因此,在岩溶地区新建铁路隧道工程中开展岩溶探测,受到了越来越多的重视。自2013年中国铁路总公司工管中心下发《关于开展在建铁路隧道、路基基底岩溶探测工作的通知》以来,针对新建铁路的隐伏岩溶,已基本形成了一套相对行之有效的物探探测方案,即使用地质雷达法和地震映像法相结合的方式进行隧道工程隐伏岩溶探测。本文首先简要介绍地质雷达法和地震映像法的工作原理及在铁路隧道领域的应用情况,再结合自身实践,讨论其在我国西南地区某新建高速铁路隧道工程中实际应用的情况及遇到的问题,并针对问题提出了一些改进的建议,为此后岩溶地区铁路隧道工程的隐伏岩溶探测工作的开展和优化提供了参考