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探地雷达在成都地铁2号线盾构施工扰动带探测中的应用研究

作　者: 张弛
导　师: 刘争平
学　校: 西南交通大学
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 探地雷达 成都地铁 空洞和不密实带 灌浆
分类号: U452.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


近年来,随着社会经济的不断发展,城市化的不断推进,城市规模不断扩大,为了实现可持续发展战略,除了向城市道路发展,还应该对地下空间进行开发和利用,修建地铁、轻轨成为城市发展的历史必然。然而随着地铁的大量兴建,也产生了一些工程技术问题,如地铁盾构施工引起的地表沉陷。地铁盾构施工是在岩土体内部进行的,隧道的开挖施工会不可避免地扰动地下岩土体,破坏原有的平衡状态,而向新的平衡状态转化。随着盾构的进行,地层损失引起的不密实带和空洞逐渐向上发展,在同步灌浆不足的情况下引起地表沉陷,地表沉陷到一定的程度,将影响地面结构物的安全和地下管线的正常使用。成都地区工程地质条件特殊,为富水砂卵石地层,砂卵石土中卵石含量高,粒径大,含漂石,石质强度高,砂质充填,卵石间的粘结力差,因此更加容易形成地表沉陷。在地铁1号线施工过程中,产生的地表沉陷尤为严重。因此,在地铁2号线盾构施工过程中,实时的查明扰动带引起的不密实带和空洞,并对治理质量进行评价,是确保盾构施工安全和公共安全的重要保障。探地雷达法主要基于高频电磁波在介质中传播和在电性突变界面上的反射特性,进行无损探测的一种物探方法。成都地铁2号线西延伸线犀浦站至天府广场站的左右线合计约24.471公里,位于成都市区,人流量大,而探底雷探地雷达具有速度快,效率高,无损且对周边环境影响小等优点,因此采用探底雷达探测成都地铁2号线盾构施工地层扰动带。本文主要研究了以下几个方面的内容：1.探地雷达基本原理和资料处理方法；2.盾构施工扰动带前期的试验,如地下水矿化度对探地雷达影响试验,地表探测深度试验和隧道管片试验等；3.制定具体的地表和隧道拱顶探测方案；4.通过典型实例归纳分析了地下空洞和不密实带的雷达响应特征,并对地下空洞处灌浆处理后进行复测评价探测效果。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章 绪论  11-17
  1.1 研究背景及意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-16
    1.2.1 重力勘探方法  13
    1.2.2 高密度电阻率法  13
    1.2.3 电磁法  13-14
    1.2.4 地震勘探法  14
    1.2.5 探地雷达法  14-16
  1.3 本文主要研究内容  16-17
第二章 探地雷达基本原理和资料处理  17-39
  2.1 电磁场理论  17-22
    2.1.1 岩土介质的主要电性参数  17-19
    2.1.2 电磁场基本理论  19-20
    2.1.3 电磁波在岩土介质中的传播  20-22
  2.2 探地雷达工作原理  22-25
    2.2.1 探地雷达的有效探测区域  23-24
    2.2.2 探地雷达的分辨率  24-25
  2.3 探地雷达资料处理  25-38
    2.3.1 数据编辑  25-27
    2.3.2 数据处理  27-38
  2.4 本章小结  38-39
第三章 盾构施工扰动带探测前期试验  39-46
  3.1 成都地铁密实砂卵石地层工程地质特性  39-40
    3.1.1 工程地质概况  39
    3.1.2 砂卵石地层的地质复杂性  39-40
  3.2 盾构施工引起空洞和不密实带形成的机理  40
  3.3 地下水矿化度对探地雷达的影响  40-42
  3.4 地表探测深度试验  42
  3.5 隧道管片试验  42-45
    3.5.1 隧道管片穿透试验  42-44
    3.5.2 隧道管片后不密实空洞试验  44-45
  3.6 本章小结  45-46
第四章 探测方案及典型实例  46-68
  4.1 探测方案  46-50
    4.1.1 工程地质调查  47
    4.1.2 探地雷达法  47-50
  4.2 数据处理和资料解释  50-52
    4.2.1 数据处理  50-52
    4.2.2 资料解释  52
  4.3 典型实例  52-66
    4.3.1 地表探测典型实例  52-59
    4.3.2 隧道拱顶探测典型实例  59-64
    4.3.3 探测效果评价  64-66
  4.4 本章小结  66-68
第五章 结论与展望  68-69
  5.1 本文主要结论  68
  5.2 展望  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-71

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 隧道工程 > 勘测、设计与计算 > 勘测 > 隧道工程地质与水文地质勘测
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