隧道掘进过程不良地质超前地质预报研究

隧道掘进过程不良地质超前地质预报研究

湖南致力工程科技有限公司湖南长沙410205

摘要:隧道施工的过程中,经常会出现软弱围岩、断层破碎带、涌水等不良的地质现象,如果未能够在施工前探明,将会给施工带来很严重的安全隐患,影响安全生产。为查明下色2号隧道开挖工作面前方地层岩性变化和水文地质特征,综合分析、预报隧道开挖工作面前方可能遇到的不良地质体及由此可能发生的地质灾害的性质、分布位置、规模,并提出相应措施建议,本文针对下色2号隧道开展了超前地质预报工作,研究成果可为隧道动态设计提供必要的地质参数,更好的为隧道施工服务。

关键词:下色2号隧道;超前地质预报;不良地质参数;施工建议

1项目背景

隧道施工的过程中,经常会出现软弱围岩、断层破碎带、涌水等不良的地质现象,如果未能够在施工前探明,将会给施工带来很严重的安全隐患[1]。隧道超前地质探测工作在我国的工程领域受到越来越多的重视[2-3],地质雷达在隧道检测方面作为一种高效、准确的检测方法,可为化解高风险方案的制定提供可靠依据。

广西河池至百色高速公路第3合同段下色2号隧道位于广西河池市东兰县隘洞镇下色村附近,为分离式长隧道,隧道总体走向240°,左线隧道起讫里程桩号Z5K38+150~Z5K39+848.75m,设计长度为1698.75m,最大埋深约234m。隧道单洞净宽1×10.25m,净高5m。

2超期地质预报分析

2.1掌子面围岩情况

下色2号隧道出口右洞开挖掌子面里程桩号为K39+570。揭露围岩为中风化砂岩,灰褐色、灰色,中~厚层状构造为主,局部薄层状,细粒结构,呈块状、局部裂隙块状,岩质较硬,岩层产状为16°∠45°。节理裂隙较发育,岩体较破碎~较完整,局部破碎;掌子面岩体较湿润,出水状态呈滴水状。围岩自稳能力较差,开挖时拱部易掉块。掌子面节理裂隙主要发育一组:节理J1,产状为265º∠72º,微张~张开,节理面较平直粗糙,延伸性中等,裂隙内偶见泥质物充填,如下图1。

图1掌子面里程K10+814照片

2.2测线布置

本次探测采用的是美国GSSI生产的SIR-3000型地质雷达系统配备中心频率100MHz天线进行野外探测。由于现场探测条件限制,本次测量工作采用连续测量方式,沿隧道开挖掌子面布置了2条地质雷达测线,其大致位置见图2所标示的测线B、C。

图2雷达探测测线布置示意图

2.3数据分析

通过对现场探测数据的分析处理,得出雷达预报探测效果图,如图3、图4所示:

图3下色2号隧道出口右洞K39+570~K39+543段(测线B)雷达探测成果图(由左至右)

图4下色2号隧道出口右洞K39+570~K39+543段(测线C)雷达探测成果图(由左至右)

图3为下色2号隧道出口右洞K39+570m上台阶距现开挖路面2高度范围内水平采集的地质雷达成果图。通过对比分析可知:掌子面前方0~27m的范围内,雷达电磁波信号整体呈高频弱反射信号,局部呈低频较强反射信号,同相轴连续性一般,推测掌子面前方围岩节理裂隙较发育,岩质较硬,局部构造面较发育,夹泥质,层间胶结较差,岩体较破碎~较完整,局部破碎,含裂隙水。

图4为下色2号隧道出口右洞K39+570上台阶距现开挖路面1高度范围内水平采集的地质雷达成果图.通过对比分析可知:掌子面前方0~27m的范围内雷达电磁波信号整体呈高频弱反射信号,局部呈低频较强反射信号,同相轴连续性一般,推测掌子面前方围岩节理裂隙较发育,岩质较硬,局部构造面较发育,夹泥质,层间胶结较差,岩体较破碎~较完整,局部破碎,含裂隙水。

3结论与建议

经本次地质雷达探测,结合现场地质调查成果及相关详勘资料综合推测:下色2号隧道出口右洞K39+570~K39+543段围岩主要为中风化砂岩,中~厚层状构造为主,局部薄层状,细粒结构,呈块状、局部裂隙块状,岩质较硬,节理裂隙较发育,局部构造面较发育,夹泥质,层间胶结较差,含裂隙水,裂隙水主要顺层间裂隙、节理裂隙渗出,出水状态呈滴水状。总体来说:围岩岩体较破碎~较完整,局部破碎,自稳能力较差,开挖时拱部易掉块。建议施工过程中应密切注意施工安全。

参考文献

[1]吕军,刘涛影.六月田隧道进口超前地质预报研究[J].地球,2016(10).

[2]邓太平,聂忠权,姚海波,刘玉洁渝广高速清平隧道进口地质问题超前预报研究[J].公路交通科技(应用技术版),2014(6)

[3]王进进.渝广高速华蓥山隧道瓦斯超前预测预报技术[J].低碳世界,2016(16):183-184

基金项目:广东交通科技计划项目(201502008);

湖南省自然科学基金(2018jj3676)

通讯作者

陈鹏,87年9月,男,汉,湖南衡山县,本科,中级职称,主要从事高速公路建设与管理工作。

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