黃 侃，倪 浩，李 明

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 210000；2.南京市玄武區(qū)建設(shè)房產(chǎn)和交通局，江蘇 南京 210000)

1 工程概況

石泊隧道位于馬鞍山北坡低山地帶，東起龍虎鄉(xiāng)石泊村西南側(cè)，地貌上為山前臺地，地形地貌比較復(fù)雜，交通不便。隧道出口位于龍虎鄉(xiāng)大泉村北側(cè)，地貌上為低山西坡上，西側(cè)200m為龍虎鄉(xiāng)—大泉村馬路，交通較為不便。

2 工作方法與技術(shù)

室內(nèi)處理資料所用軟件主要采用中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)研制的淺層反射處理系統(tǒng)。資料處理及解釋流程如下：利用武漢巖土力學(xué)研究所研制的聲波儀測定致密巖石樣本的波速手動拾取6 m偏移距數(shù)據(jù)初至,獲得直達(dá)波在隧底基巖中傳播的速度,并結(jié)合3 m偏移距反射波形形態(tài)判斷基巖完整性。把獲得的速度資料編輯后,以表格和圖形的形式保存，并用CAD制圖軟件繪制出地震映像時(shí)間剖面圖。

根據(jù)地震勘探經(jīng)典理論，地震波動所反映的信息既不是一條射線或者一個(gè)剖面，它所反映的是一個(gè)體的信息，體的大小取決于菲涅爾帶半徑(R)，在地表半空間內(nèi)(如此次隧底地表勘查)菲涅爾帶半徑也即是地震波所反映地質(zhì)體的深度(h)。

3 地球物理?xiàng)l件

根據(jù)我院地震勘探工作的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本工區(qū)地質(zhì)條件，地質(zhì)體主要的物性參數(shù)范圍大致列為表1。

表1 地質(zhì)體主要的物性參數(shù)列表(經(jīng)驗(yàn))

地質(zhì)異常(溶洞或充填物)與圍巖之間有較明顯的波速差異，滿足地震地質(zhì)條件。因此，應(yīng)用地震反射波映像法可以測出巖體的波速，可以初步判斷巖體的完整性。

4 圍巖完整性判別依據(jù)

(1)巖體完整程度的定量指標(biāo)用巖體完整性系數(shù)Kv表述。Kv一般用彈性波探測值。Kv與定性劃分的巖體完整程度的對應(yīng)關(guān)系可按表1確定。

表2 與定性劃分的巖體完整程度的對應(yīng)關(guān)系

(2)巖體完整程度的定量指標(biāo)Kv值的測試和計(jì)算方法應(yīng)符合以下規(guī)定。

巖體完整性指標(biāo)(Kv)，應(yīng)針對不同的工程地質(zhì)巖組或巖性段，選擇有代表性的點(diǎn)、段，測試巖體彈性縱波速度，并應(yīng)在同一巖體取樣測定巖石縱波速度。按下式計(jì)算

Kv=(νpmνpr)2

式中：νpm為巖體彈性縱波速度，km/s；νpr為巖石彈性縱波速度，km/s。

5 現(xiàn)場探測

我們在石泊隧道軸線方向布置了3條測線(左線、中線及右線)，測線里程范圍為石泊隧道進(jìn)口左線ZK151+380～ZK151+460，見圖1，中線與隧道中線重合，每條測線的間隔為4 m。

6 資料解釋成果分析

根據(jù)三條測線(左線、中線及右線)測出的縱波(P波)、橫波(S波)波速值，計(jì)算巖體完整性指標(biāo)(Kv)。

圖1 地震映像時(shí)間剖面圖

里程ZK151P波平均速度Kv測試深度完整性判別里程ZK151P波平均速度Kv測試深度完整性判別3804743.330.779.49完整4274610.670.739.22較完整3814637.670.749.28較完整4284638.330.749.28較完整3824586.330.729.17較完整4294730.000.779.46完整3834637.670.749.28較完整4314780.330.799.56完整3844716.000.769.43完整4324684.000.759.37完整3954839.670.819.68完整4334629.000.749.26較完整3964780.330.799.56完整4344633.670.749.27較完整3974725.330.779.45完整4354634.000.749.27較完整3984614.330.739.23較完整4364634.000.749.27較完整3994447.670.688.90較完整4374666.000.759.33較完整4004356.330.658.71較完整4384698.000.769.40完整4014491.000.698.98較完整4394666.000.759.33較完整4024693.330.769.39完整4474426.670.678.85較完整4064724.670.779.45完整4484466.000.698.93較完整4074554.000.719.11較完整4494562.330.729.12較完整4124392.000.668.78較完整4504733.670.779.47完整4134549.670.719.10較完整4514844.330.819.69完整4144679.670.759.36完整4524844.330.819.69完整4205000.000.8610.00完整4534706.000.769.41完整4244904.000.839.81完整4544539.330.719.08較完整4254844.330.819.69完整4594324.000.648.65較完整4264729.670.779.46完整4604300.330.648.60較完整

注：(1)表4.2中巖體的“P波平均速度”是指由現(xiàn)場3條測線(左、中、右線)分別測得的巖體彈性縱波波速值的算術(shù)平均值；

(2)巖石彈性縱波速度νpr，通過對本次石泊隧道指定測試范圍內(nèi)的致密巖石樣本進(jìn)行波速測定。

νpr1=5 393 m/s

圖2、圖3分別為石泊隧道縱、橫波波速度沿隧道軸線方向變化圖。ZK151+380～ZK151+386由于現(xiàn)場開挖的影響、ZK151+454～ZK151+460接近掌子面碎石增多，使得測線兩端速度偏低。其余底板基巖的縱波速度范圍是4 100～5 000 m/s，其絕大部分都在4 400 m/s以上，但均比致密巖石樣本的速度(5 393 m/s)要低，這很可能是因?yàn)楸剖够鶐r產(chǎn)生微裂隙以及隧底塵土，使得基巖直達(dá)波速度降低。根據(jù)菲涅爾帶半徑計(jì)算公式可知該測量波速所反映的基巖深度至少為8.6 m(波速越高，所反映的深度越深)，從3 m偏移距地震映像時(shí)間剖面圖來看，剖面只有直達(dá)波，沒有明顯的反射波存在，這說明隧底基巖基本完整。

綜上所述，石泊隧道進(jìn)口左線ZK151+380～ZK151+460段，至少在8.6m深度范圍內(nèi)：

(1)ZK151+380、ZK151+384～ZK151+397、ZK151+402～ZK151+406、ZK151+414～ZK151+426、ZK151+429～ZK151+432、ZK151+438、ZK151+450～ZK151+453范圍內(nèi)底板圍巖是完整的；

(2)ZK151+381～ZK151+383、ZK151+398～ZK151+401、ZK151+407～ZK151+413、ZK151+427～ZK151+428、ZK151+433～ZK151+437、ZK151+439～ZK151+449、ZK151+454～ZK151+460范圍內(nèi)底板圍巖是較完整的。

后期開挖過程中，實(shí)際揭露的圍巖狀況與探測結(jié)果吻合度較高。

圖2 石泊隧道(ZK151+380～ZK151+460)縱波速度沿隧道軸線方向變化圖

圖3 石泊隧道(ZK151+380～ZK151+460)橫波速度沿隧道軸線方向變化圖

5 結(jié) 語

地震映像法主要特點(diǎn)地震映像法方法簡單，顯示較為直觀，適用范圍廣，沒有復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，保留許多原始信息，這對資料分析有許多特殊優(yōu)點(diǎn)。

[1] 中華人民共和國建設(shè)部．巖土工程勘察規(guī)范(GB 50021—2001)[S]．北京：中國建筑工業(yè)出版社．

[2] 中華人民共和國交通部．公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D70—2004)[S]．北京：人民交通出版社．

[3] 黃侃，蔡成國，王軍．青蘭高速公路邯鄲至涉縣段隧道工程超前地質(zhì)預(yù)報(bào)報(bào)告[R]．江蘇省交通科學(xué)研究院，中國地質(zhì)大學(xué)，2008．