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        壓水試驗在新建鐵路隧道勘察工程中的應(yīng)用

        2009-04-12 00:00:00
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2009年21期

        摘要:為隧道設(shè)計施工提供地質(zhì)依據(jù),必須詳細(xì)查明新建鐵路隧道斷層帶工程性質(zhì),巖體完整程度,含水或?qū)?、富水性程度,地下水對砼的侵蝕性等,分析水文地質(zhì)條件以及綜合測井水文地質(zhì)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(guān)鍵詞:新建鐵路;隧道;富水性;壓水試驗;滲透系數(shù)

        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(nèi),孔口標(biāo)高為136.464m,設(shè)計孔深為107.00m,路肩標(biāo)高約為40.00m。野外工作采用以機(jī)械巖芯鉆探為主,結(jié)合現(xiàn)場水文地質(zhì)測試的勘察方法,組織了一臺XY-150型鉆機(jī)承擔(dān)了該孔的鉆探施工任務(wù)。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(jù)綜合測井成果資料分析如下:

        隧道洞身高程范圍內(nèi)(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(nèi)最高自然放射性強(qiáng)度為12.0γ,自然γ活度為33.6Bq。為正常背景值。根據(jù)《鐵路工程不良地質(zhì)地質(zhì)勘察規(guī)范》(TB10027-2001)規(guī)定為放射工作場所非限制區(qū),無放射性危害。

        孔內(nèi)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(diǎn),又稱流量-壓力關(guān)系點(diǎn),劃分為一點(diǎn)壓水試驗、三點(diǎn)壓水試驗和多點(diǎn)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(jī)械壓水試驗。

        4 壓水試驗的成果整理

        4.1 成果應(yīng)用及其計算

        根據(jù)巖性特征、巖體裂隙發(fā)育程度、地質(zhì)構(gòu)造特征以及隧道位置、綜合測井資料,對本孔進(jìn)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(shù)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(dǎo)水性)

        根據(jù)鉆探揭露,水文地質(zhì)測試、綜合測井,本孔地下水類型為構(gòu)造裂隙水:主要以承壓水的形式賦存于碎裂巖裂隙中,據(jù)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(gòu)造裂隙中。經(jīng)壓水試驗表明,該段位置其滲透系數(shù)在0.0250~0.1220m/d之間,為弱透水~中等透水層,屬強(qiáng)富水區(qū),導(dǎo)水性較好。

        4.3 水文地質(zhì)條件

        據(jù)綜合測井,水文地質(zhì)測試表明,本孔的主要含水層有構(gòu)造裂隙水。構(gòu)造裂隙水主要以承壓的形式埋藏于碎裂巖的構(gòu)造裂隙中,平均滲透系數(shù)0.0250~0.1220m/d,為弱透水~中等透水層,本孔穩(wěn)定水位在2.93m。地表溝谷深切,地表水發(fā)育。

        5結(jié)束語

        綜上所述,本孔隧道附近工程地質(zhì)條件較差,洞身附近分布的巖層主要為碎裂巖,巖體結(jié)構(gòu)破碎,地下水浸泡易膨脹崩解軟化,因此在開挖隧道時有產(chǎn)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(chǎn)生突水、涌泥的可能性。從而,在隧道開挖時應(yīng)做好洞身變形、坍塌以及防水、排水工作,加強(qiáng)支護(hù)措施,必要時做好超前地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測工作。

        參考文獻(xiàn)

        [1]鐵路工程水文地質(zhì)勘察規(guī)程(TB10049-2004).

        [2]曹佑裕主編.建筑工程勘察技術(shù)措施.合肥:合肥工業(yè)大學(xué)出版社,2007.4.ISBN.978-7-81093-566-1.

        [3]常士驃,張?zhí)K民主編.工程地質(zhì)手冊.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007.

        [4]地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范(GB50307-1999).

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