关于铁路物探疑难技术问题的探讨

　　【摘要】修建铁路时，需要提前勘探路段信息，如路段的自然环境、土质情况等，并作为道路设计的依据。勘察得到的信息要做到精准，达到一定的要求。但是，目前的物探技术仍然存在测量不准确的问题。论文主要对铁路物探疑难问题进行讨论，希望相关工作人员对其进行深入研究。

　　【关键词】铁路;物探技术;疑难问题

　　1引言

　　随着我国人口和经济的快速增长，对交通设施的运输能力提出了更高的要求，铁路作为交通运输的主力军，需要加大建设力度。铁路设施的建设影响着人们的生命财产安全，必须提高铁路工程的可靠性和安全性。在修建铁路工程的过程中，会遇到许多特殊的地质构造，如断裂带、断层、含水层和岩溶，给铁路工程的建设增加了难度。

　　如果无法清楚地检测待建路段的不利地质信息，则可能由于挖掘扰动而发生地质灾害，如坍塌断裂，从而导致施工进度延迟，仪器损坏，造成经济损失和巨大的人员伤亡。例如，在我国宜万铁路马陆青隧道建设期间，发生了19次突水危害，造成15人丧生。

　　显然，从铁路施工的安全性和效率来看，了解铁路修建前的地质情况非常重要，因此，应利用物探技术做好地质勘探工作。铁路物探技术经过几十年的改进和发展已经基本成熟，常用来勘察地质情况，根据物探数据的差异确定钻探的位置和深度，可以为铁路的建设提供助力，加快工程速度。

　　2进行物理勘探的目的

　　一般而言，地球物理勘探技术用于揭示铁路工程一定范围内的地质构造和物理条件，并确定不利地质的空间位置，形状和大小。通过勘探获得的定量和定性信息，可以为铁路建设的管理、信息化建设和灾害防治提供可靠依据。因此，物理勘探已成为隧道掘进中必不可少的程序[1]。

　　具体而言，地质勘探的任务如下：1)探测施工区域内容的不良地质，确定不良地质的空间位置、形状、大小和高度，确定不利地质中填料的性质，如有害气体、地下水、沉积物或泥浆，并估算地下水的水位，从而加以处理或绕行。2)检测不同岩层结构之间的界面并提供位置和几何形状。为铁路的修建提供依据。3)预测隧道前方的围岩质量，并分析掘进过程中可能遇到的地质灾害的类型、风险和规模。

　　3物探疑难问题

　　虽然物探技术已经较为成熟，但仍存在许多疑难问题，下面进行简要讨论。

　　3.1无法避免干扰因素

　　铁路修建过程中，会遇到各种环境，其中，包括许多干扰因素，如地下水、地下空穴、高山丘陵等，人口密集的地方还会有道路等既有工程的影响。这些不确定因素会降低检测数据的精确度，影响数据分析，例如，当附近有既有建筑时，常使用直流电测探法，为保证当地居民的人身财产安全，很难设立供电电极。使用声波检测法时，声音会被人员走动所掩盖，声音传播时会被建筑物阻挡，从而导致收集到的资料不完整或信噪比较低。

　　3.2无法确定不良地质的边界

　　进行地质勘察时，需要确定不良地质的边界，但实际检测时很难确定边界。原因有以下2点：(1)不同地层间的电阻率过大，影响检测;(2)无法确定电阻率异常值与背景值的差异。

　　3.3无法标定物探参数

　　测量地质时，需要将测量数据与标准数据进行对照才能得出结论。检测时仪器不同、物探方法不同、处理软件不同、处理方法不同都会导致最后测得的电阻率不同，使物探数据不够准确。

　　3.4隧道检测困难

　　铁路在修建过程中遇到不可避开的高山时，需要修建隧道，隧道超前检测较为困难。在地质构造复杂的地区，并且钻井深度有限，地面钻探不能用于埋深较深的隧道的地质勘探。而且，规划的隧道路线沿线的地形条件可能使地表钻井更加困难，有限数量的钻孔将难以对钻孔之间的空间的地质情况进行确定。传统的地表地质绘图和分析方法基于定性和宏观分析，地质分析得出的结论是定性的，不够准确。

　　因此，在隧道开挖过程中，必须进行额外的地质调查，包括引导隧道挖掘和勘探钻探。在早期隧道施工中，经常使用引导隧道挖掘。由于其截面大，可以直接显示地质构造和岩石性质，但价格昂贵，加工速度慢。在一些施工风险较高的隧道中，需要在整个隧道施工中进行全面钻探。

　　随着不良地质检测精度的提高，隧道施工的安全性和可靠性也随之提高。然而，先进的钻孔技术成本较高且耗时。此外，先进的钻孔仅沿取芯轴提供点信息。2个孔之间的地质结构只能通过经验进行推断。因此，可能会错过一些不利的地质体，从而导致潜在的地质灾害。

　　3.5音频大地电磁法的技术问题

　　目前，我国修筑铁路常使用音频大地电磁法进行地质勘探，音频大地电磁法使用方便，适应度好，适合多种地形，但还存在着一些问题，影响实际使用：(1)由于存在静态影响，确定断层的倾角精度不高;(2)资料的垂向分辨率不高，特别是难以定量确定断层、岩溶等地质体的底界面;(3)反演方法存在多解性，不同的反演方法结果在细节上存在差异;(4)难以适度进行静态校正和地形校正，可能消除客观存在的真实异常或产生虚假的异常[2]。

　　3.6恶劣环境影响勘探

　　在地质勘探过程中，常会遇到恶劣的环境，如高寒艰险的山区，潮湿闷热的低谷，这些环境不仅会威胁勘探人员的生命安全，还会影响物探仪器的安装和运行[3]。近年来，我国不断推进基础设施建设，西部大开发进一步深入，川藏和滇藏铁路经过多次勘察设计已经到了具体实施阶段，在林芝—拉萨段和成都—康定段的初测阶段，为了探测巨型滑坡和错落体，已经进行少量物探工作。

　　但是现实的情况是：川藏铁路和滇藏铁路沿线地形陡峻，相对高差约1000～2000m，地面高程大多在5000m以上，一般情况下只有登山运动员才能攀爬，需要大量仪器设备的现场物探工作更难进行。在勘察设计阶段，选择适宜的物探方法成为一大难题。正在实施的大理—瑞丽铁路、丽江—香格里拉铁路、成都—兰州客专等线已初见高寒艰险山区物探工作困难的端倪。

　　4结语

　　本文简要对铁路疑难技术问题进行讨论，分析了铁路物探的目的、存在的疑难技术问题、应用和关键问题。此外，解决关键问题和总结未来研究趋势是本概述的另一个目标。虽然，铁路地质勘探技术已经在很多方面取得了进展，但仍存在很多技术上的问题，未来的研究应朝着这些方向去研究和改进。

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