淺談CXK12礦用鉆孔成像儀探孔全息成像技術(shù)在特長軟巖隧道中的使用

韋義斌

（中鐵五局成都工程公司 四川成都 623201）

1 工程概況

新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段位于四川省境內(nèi)，起于成都青白江站，經(jīng)什邡、綿竹、安縣、茂縣、松潘至川主寺（黃勝關(guān)站），正線長度275.8km。成蘭CLZQ-6標(biāo)位于茂縣東興鄉(xiāng)至光明鄉(xiāng)境內(nèi)。

隧道所處地區(qū)系龍門山山脈中段，屬高山峽谷深切侵蝕地貌。屬高地應(yīng)力場區(qū)、埋深較大的洞身段及構(gòu)造帶等應(yīng)力易集中部位易發(fā)生大變形或巖爆。巖性主要以千枚巖、板巖為主，夾砂巖、灰?guī)r、頁巖（含煤層）。

2 工程特點

成蘭鐵路6標(biāo)地復(fù)雜，有“四極三高”的顯著特點：地形切割極為強烈、構(gòu)造條件極為復(fù)雜活躍、巖性條件極為軟弱破碎、汶川地震效應(yīng)極為顯著；高地應(yīng)力、高地震烈度、高地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險，同時躍龍門隧道施工中出現(xiàn)硫化氫、瓦斯有毒有害氣體。

3 超前地質(zhì)鉆探主要內(nèi)容

隧道施工超前地質(zhì)鉆探主要內(nèi)容包括對地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)和地下水等的預(yù)測預(yù)報。針對本標(biāo)段隧道工程的地質(zhì)情況，著重進行如下幾方面的探測：

（1）掌子面前方的圍巖巖性、軟硬程度、整體性；

（2）斷層及斷層影響帶的位置、規(guī)模及其性質(zhì)；

（3）軟弱夾層的位置、規(guī)模及其性質(zhì)；

（4）圍巖地下水的位置、規(guī)模及其性質(zhì)；

（5）不同巖性、圍巖級別變化界面的位置；

（6）巖溶的位置、規(guī)模及其性質(zhì)；

（7）工程地質(zhì)災(zāi)害可能發(fā)生的位置和規(guī)模。

本標(biāo)段地質(zhì)條件復(fù)雜，同時工期壓力大，設(shè)計要求掌子面超前探孔為3孔（其中一孔取芯）。為提高超前地質(zhì)鉆的工作效率。我們提出了采用CXK12礦用鉆孔成像儀探孔全息成像技術(shù)取代取芯鉆孔，結(jié)合第三方預(yù)報成果判識前方圍巖情況，提高了工作效率的同時又能保證圍巖判識的準(zhǔn)確性。

4 前期取芯鉆孔情況

取芯鉆探一般30m用時20h間左右，不取芯鉆探用時3h間左右。且因標(biāo)段巖性主要為千枚巖，超前鉆探取芯效果差，不能準(zhǔn)確分析前方圍巖情況。取芯芯樣如圖1。

圖1 千枚巖取芯芯樣圖

5 采用探孔全息成像技術(shù)以后

由各架子隊對現(xiàn)場鉆探施作情況進行調(diào)查，形成調(diào)查表如表1。

表1

不取芯鉆探能大大縮短鉆探時間，同時能提高圍巖判識準(zhǔn)確度。深孔成像柱狀圖如圖2。

圖2 圍巖結(jié)構(gòu)觀測結(jié)果圖

6 結(jié)語

應(yīng)用實施情況：取芯鉆探一般30m用時20h間左右，不取芯鉆探用時3h間左右，探孔成像采集約20min，采用CXK12礦用鉆孔成像儀每循環(huán)鉆探能縮短約17h。目前成蘭鐵路6標(biāo)目前19個掌子面，按60m/月，每月需施作2次超前鉆探，每個掌子面每月可節(jié)約2個循環(huán)，提高約3m的進度。每月我項目可提高約57m的進度，提高約350萬元產(chǎn)值。

CXK12礦用鉆孔成像儀探孔全息成像技術(shù)比傳統(tǒng)的取芯法提高了隧道的施工進度，同時比不取芯法更能保證圍巖判斷的準(zhǔn)確性。為施工安全提供有力保障。

[1]李堅.TSP法在鐵路客運專線隧道超前預(yù)報工作中的應(yīng)用前景.鐵道勘察，2005，12（6）：45～48.

[2]楊林果，楊立偉.隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報方法與探測技術(shù)研究.地下空間與工程學(xué)報，2006，8（4）：627～630，645.

[3]劉祖德，伍 穎.高速公路隧道地質(zhì)超前預(yù)報方法比較.工業(yè)安全與環(huán)保，2005，11（11）：51～52.

[4]荊志東.特長隧道地質(zhì)超前預(yù)報方法研究.鐵道勘察，2005，6（3）：46～48.

[5]宋先海，顧漢明，肖柏勛.我國隧道地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)述評.地球物理學(xué)進展，2006，6（2）：605～613.