摘要:為隧道設計施工提供地質依據,必須詳細查明新建鐵路隧道斷層帶工程性質,巖體完整程度,含水或導水性、富水性程度,地下水對砼的侵蝕性等,分析水文地質條件以及綜合測井水文地質試驗。鐵路工程勘察中的壓水試驗,主要是為了探查巖層的裂隙性及滲透性,適用于含水層埋藏較深,抽水試驗有困難時采用。
關鍵詞:新建鐵路;隧道;富水性;壓水試驗;滲透系數
1 前言
華南某新建鐵路某隧道鉆孔于2008年6月至7月實施鉆探施工,該鉆孔位于廣東省肇慶市境內,孔口標高為136.464m,設計孔深為107.00m,路肩標高約為40.00m。野外工作采用以機械巖芯鉆探為主,結合現場水文地質測試的勘察方法,組織了一臺XY-150型鉆機承擔了該孔的鉆探施工任務。該鉆孔含水層埋藏較深,抽水試驗有困難,故采用壓水試驗了解巖層的裂隙程度及巖石滲透性,壓水試驗采用7段。
2 綜合測井
據綜合測井成果資料分析如下:
隧道洞身高程范圍內(井深82至102m)為石英砂巖,各測井曲線反映巖體完整性較好,聲波速度極小值為3.57km/s,極大值為4.56km/s,一般值為4.23km/s,折減換算成地震波速極小值為3.03km/s,極大值為3.87km/s,一般值為3.59km/s。
孔內最高自然放射性強度為12.0γ,自然γ活度為33.6Bq。為正常背景值。根據《鐵路工程不良地質地質勘察規范》(TB10027-2001)規定為放射工作場所非限制區,無放射性危害。
孔內水位2.93m,由井液電阻率和井溫曲線反映,在57.10～59.00m、63.40～67.20m、 76.90～78.70m為含水層。
3 壓水試驗的方法和類型
按試驗段劃分為分段壓水試驗,綜合壓水試驗和全孔壓水試驗。
按壓力點,又稱流量-壓力關系點,劃分為一點壓水試驗、三點壓水試驗和多點壓水試驗。
按試驗壓力劃分為低壓壓水試驗和高壓壓水試驗。
按加壓的動力源劃分為水柱壓水法、直流式壓水法和機械壓水試驗。
4 壓水試驗的成果整理
4.1 成果應用及其計算
根據巖性特征、巖體裂隙發育程度、地質構造特征以及隧道位置、綜合測井資料,對本孔進行了7段壓水試驗,采用3個壓力階段,三級壓力分別為0.3Mpa、0.6Mpa、1MPa。P-Q曲線為A(層流)型,單位吸水量w=Q/L*P,式中Q為第三階段的計算流量,L為試驗長度,P為第三階段的試段壓力;滲透系數K=0.525*w*lg(0.66*L/r),式中r為鉆孔半徑。具體成果見表1:
4.2 含水層的富水(導水性)
根據鉆探揭露,水文地質測試、綜合測井,本孔地下水類型為構造裂隙水:主要以承壓水的形式賦存于碎裂巖裂隙中,據鉆探揭露,綜合測井資料表明,本孔該層含水層主要埋藏于57.10～59.00m、63.40～67.20m、76.90～78.70m的碎裂巖的構造裂隙中。經壓水試驗表明,該段位置其滲透系數在0.0250～0.1220m/d之間,為弱透水～中等透水層,屬強富水區,導水性較好。
4.3 水文地質條件
據綜合測井,水文地質測試表明,本孔的主要含水層有構造裂隙水。構造裂隙水主要以承壓的形式埋藏于碎裂巖的構造裂隙中,平均滲透系數0.0250～0.1220m/d,為弱透水～中等透水層,本孔穩定水位在2.93m。地表溝谷深切,地表水發育。
5結束語
綜上所述,本孔隧道附近工程地質條件較差,洞身附近分布的巖層主要為碎裂巖,巖體結構破碎,地下水浸泡易膨脹崩解軟化,因此在開挖隧道時有產生坍塌和洞身變形的可能性;碎裂巖處于洞身和洞頂位置,富水性、透水性較好,因此在開挖隧道時有產生突水、涌泥的可能性。從而,在隧道開挖時應做好洞身變形、坍塌以及防水、排水工作,加強支護措施,必要時做好超前地質災害預測工作。
參考文獻
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