曾 曉 青

(廣東珠三角城際軌道交通有限公司，廣東 廣州 510000)

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作為地質(zhì)探測(cè)一種重要方式，主要作用是對(duì)隧道開(kāi)挖工作面進(jìn)行探測(cè)，探明掌子面正前方的工程地質(zhì)情況與水文地質(zhì)及不良地質(zhì)的工程性質(zhì)、位置、產(chǎn)狀、規(guī)模，為優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，指導(dǎo)施工提供地質(zhì)依據(jù)，能有效降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的幾率和危害程度，規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)。但由于泥水盾構(gòu)施工自身特性，采用普通的超前水平鉆不僅影響到正常的掘進(jìn)，還會(huì)破壞原有的掌子面泥水平衡，而現(xiàn)實(shí)的泥水盾構(gòu)工程實(shí)例中采用超前鉆方法進(jìn)行探測(cè)的較少,尚無(wú)十分成熟的經(jīng)驗(yàn)。本文以城際某隧道為例,研究泥水盾構(gòu)機(jī)超前鉆探的地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，以期能夠?yàn)橐院蟮耐惞こ烫峁﹨⒖肌?/p>

1 工程概況

隧道全長(zhǎng)6 150 m，設(shè)計(jì)時(shí)速200 km，采用單洞雙線模式，隧道外徑達(dá)到13.1 m，盾構(gòu)段長(zhǎng)4 900 m。隧道洞身主要穿越軟弱土層、軟硬不均和全斷面巖層，局部為破碎帶。隧道位于華南加里東褶皺帶一級(jí)構(gòu)造單元內(nèi)，該區(qū)域范圍陸域主要屬于粵北、粵東北—粵中坳陷帶，其西部位于粵西隆起區(qū)內(nèi)，海域則位于萬(wàn)山隆起區(qū)和珠江口坳陷區(qū)二級(jí)構(gòu)造單元內(nèi)。區(qū)域在大地構(gòu)造上屬于華南加里東褶皺帶，地質(zhì)介質(zhì)剛性程度較高，后期幾經(jīng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的疊加、改造，構(gòu)造比較復(fù)雜。隧道最大覆土深度64 m，水底深17 m。盾構(gòu)線路起點(diǎn)以3%的縱坡下行，坡長(zhǎng)1 300 m,然后以1.23%的縱坡下行，坡長(zhǎng)1 550 m；再以3%的縱坡上行，坡長(zhǎng)2 050 m，到達(dá)盾構(gòu)隧道終點(diǎn)。

2 超前水平鉆方案實(shí)施

2.1 超前鉆使用設(shè)備

現(xiàn)場(chǎng)使用盾構(gòu)機(jī)為海瑞克S985泥水盾構(gòu)，該盾構(gòu)在中盾處預(yù)留超前鉆機(jī)施工孔位，其中包含15個(gè)徑向孔位，3個(gè)水平孔位。利用徑向孔位進(jìn)行鉆探取芯，施工角度為11°。取芯桿長(zhǎng)70 cm，外徑75 mm，內(nèi)徑50 mm，每根鉆桿長(zhǎng)度在1.5 m。將帶有鉆機(jī)的適配盤安裝在管片拼裝機(jī)的吸盤上，鉆孔作業(yè)時(shí)，根據(jù)前期勘探揭示的異常區(qū)域結(jié)合施工條件布置，通過(guò)拼裝機(jī)的旋轉(zhuǎn)調(diào)整鉆孔孔位。

2.2 鉆孔深度

對(duì)超前地質(zhì)鉆孔來(lái)說(shuō)，鉆進(jìn)距離越長(zhǎng)，對(duì)施工的指導(dǎo)意義就越大，但隨著鉆進(jìn)的距離加大，其鉆機(jī)受到的阻力也會(huì)增加，鉆進(jìn)速度也會(huì)逐步降低，鉆孔易偏離設(shè)計(jì)位置，揭露前方地質(zhì)情況難度也會(huì)隨之增加。結(jié)合盾構(gòu)機(jī)的設(shè)備情況，鉆孔深度應(yīng)在鉆探過(guò)程中進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制和管理，根據(jù)鉆孔情況可適時(shí)調(diào)整鉆孔深度，以達(dá)到預(yù)報(bào)的目的為原則；在需連續(xù)鉆探時(shí)，一般每循環(huán)可鉆20 m～60 m；連續(xù)預(yù)報(bào)時(shí)前后兩循環(huán)鉆孔應(yīng)重疊5 m～8 m。

2.3 鉆孔數(shù)量

正洞無(wú)大異常(如大斷層、大出水點(diǎn))，徑向鉆孔為1個(gè)，深度20 m～60 m，遇大異常增至2孔～3孔，情況復(fù)雜時(shí)，鉆孔數(shù)量根據(jù)具體情況研究確定。

2.4 鉆孔方式

超前地質(zhì)鉆孔由于速度慢，占用盾構(gòu)機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)，可以采用沖擊鉆與回轉(zhuǎn)取芯相結(jié)合的方式。在斜向鉆桿還未深入掌子面的部位采用沖擊鉆，在掌子面以后其余的部位采用回轉(zhuǎn)取芯鉆的方式；在一般地段采用沖擊鉆，特殊地段采用回轉(zhuǎn)取芯鉆。

在鉆進(jìn)過(guò)程中，可通過(guò)巖芯管的響聲、鉆速及其變化、巖芯、卡鉆情況、鉆桿震動(dòng)情況、沖洗液的顏色及流量變化等粗略探明巖性、巖石強(qiáng)度、巖體完整程度及地下水發(fā)育情況。

3 結(jié)語(yǔ)

采用徑向超前地質(zhì)鉆探改變常用掌子面水平鉆方式，能減少對(duì)盾構(gòu)機(jī)的影響，保持掌子面的穩(wěn)定，通過(guò)鉆探結(jié)果可獲知掌子面前方沿鉆孔深度內(nèi)的地質(zhì)狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)挖掘面前方地質(zhì)狀況的識(shí)別，為安全準(zhǔn)確地進(jìn)行盾構(gòu)施工提供依據(jù)，具有一定的創(chuàng)新性和工程應(yīng)用價(jià)值。