超前水平钻探在岩溶隧道地质预报中的应用研究

发布时间：2021-03-20 13:15

　　如何精准确定岩溶区隧道施工掌子面前方是否存在岩溶破碎带、溶腔、赋存水状态,并据此判断是否可能造成瞬间突水、涌泥及冒顶塌方的灾害,成为岩溶地区山岭隧道施工中亟待解决的关键问题。传统地质预报方法因预报距离短、受主观影响大使得预报准确率偏低。该文以在建岩溶区某隧道突泥涌泥事故为工程依托,采用超前水平钻探技术对里程桩号ZK451+810～ZK873段范围内的围岩地质情况进行预报,详细阐述超前水平钻探地质预报的实施流程,并根据预报结果提出相应的处治措施,保障处治施工时的安全,同时避免了更大规模的突水突泥事故。 

【文章来源】：中外公路. 2020,40(03)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

突砂突泥现场情况及多功能钻机现场作业图（2019年）

多功能超前水平钻传感器的测量值及相应的预报结果均是以钻进时掌子面的围岩情况作为基准参考面。钻进里程前0～2 m范围内通常为开孔作业，多夹杂手动操作，因此以掌子面向内钻进0～2m后的位置作为之后钻探范围内围岩的参考基准。尽管各钻孔带一定角度偏斜，但考虑到各钻孔在隧道开挖方向上的投影差距较小，且钻杆悬空过长、在钻进过程中会产生一定不可预测的偏转，为表述方便，仍以纵向里程号表述各钻孔在各自钻孔轨迹线上的点。由于篇幅限制，这里仅给出6#钻孔0～19m的传感器数据，如图3所示。从图3可以看出：4个参数随着探测深度的不同变化幅度剧烈，此为钻孔存在溶洞的典型变化趋势。同时结合现场钻探过程中钻杆的返水情况（图4），现场钻探过程中的记录，综合分析后给出探测数据分析及相关结论（表2）。图5为超前水平钻探地质预报所得各钻孔范围内围岩分布情况，由图5可知：岩溶区主要位于掌子面左侧，右侧岩溶分布范围较小。综合以上结果分析，可知各孔预测围岩变化趋势大体一致，但仍有所不同。预报段基本工程地质分布情况如表3所示。

针对预报结果显示隐伏型岩溶多分布于掌子面左侧的特点，方案1的主要处治方案如下：如图7所示，对掌子面进行封闭，同时对回填反压区外露部分采用小导管注浆法进行径向补强注浆，并采用4台阶侧导洞开挖法对反压区及超前钻探预报的隐伏溶洞分布段进行开挖施工，施工过程中加强临时护拱及隧道轮廓线外径向补强，同时对掌子面进行全范围超前注浆直至超前隐伏溶洞分布段不小于10m，各开挖段支护形式如图8所示。图4 6#钻孔围岩返水及围岩分布情况

【参考文献】：
期刊论文
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[3]媲双坳隧道运营期地质综合探测技术研究[J]. 张彦龙,田卿燕,林海山.  中外公路. 2017(06)
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[5]钻孔过程监测（DPM）对工程岩体质量评价方法的完善与提升[J]. 岳中琦.  岩石力学与工程学报. 2014(10)
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博士论文
[1]隧道地质数字钻进精细化识别方法研究[D]. 田昊.山东大学 2015

硕士论文
[1]基于多小波分析及证据推理的隧道超前水平钻孔参数预报方法研究[D]. 徐豹之.长安大学 2019
[2]超前钻探法在隧道超前地质预报中的应用研究[D]. 祁伟.长安大学 2015
[3]公路山岭隧道超前钻探地质预报研究[D]. 赵鹏宇.长安大学 2014



本文编号：3091061