鄒友

摘? ?要：地溫探測(cè)對(duì)隧道的設(shè)計(jì)施工具有重大意義。地溫探測(cè)不僅能夠得到地溫的分布特征，同時(shí)可以對(duì)隧道全線地溫進(jìn)行預(yù)測(cè)，所得結(jié)果可為隧道設(shè)計(jì)和施工提供借鑒。本文以大亮山隧道為研究對(duì)象，對(duì)其地溫進(jìn)行探測(cè)，研究地溫隨時(shí)間及深度變化規(guī)律，并對(duì)大亮山隧道不同區(qū)段、不同最大埋深、不同圍巖級(jí)別下的地溫進(jìn)行預(yù)測(cè)。所得結(jié)果可為隧道設(shè)計(jì)及施工提供重大借鑒，為進(jìn)一步研究地溫對(duì)隧道設(shè)計(jì)及施工的影響提供參考。

關(guān)鍵詞：大亮山隧道? 地溫探測(cè)? 地溫預(yù)測(cè)? 地溫影響

中圖分類號(hào)：U45? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）05（a）-0042-03

1? 工程概況

1.1 隧道規(guī)模

大亮山隧道位于云南省云縣，為分離式隧道。隧道右線起訖里程為K12+620～K22+830，全長(zhǎng)10210m，最大埋深1199.53m;隧道左線起訖里程為ZK12+600～ZK22+835，全長(zhǎng)10235m，最大埋深1210.85m。隧址區(qū)海拔高程介于1197.60～2525.30m之間，相對(duì)高差1321.70m，屬高中山構(gòu)造剝蝕地貌區(qū)。隧道洞身地形陡峻，地表植被較發(fā)育，以灌木林、桉樹林及杉樹為主。

1.2 地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查、鉆探揭露結(jié)果，該隧道區(qū)段范圍內(nèi)分布地層為第四系坡殘積（Q4dl+el）層、第四系泥石流堆積層（Q4sef）、第四系沖洪積層（Q4al+pl）、下元古界瀾滄群（Pz1ln）片巖、侏羅系地層花開左組下段（J2h1）砂礫巖、燕山期火山巖（γ52）黑云花崗巖。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及地質(zhì)調(diào)查顯示，隧道進(jìn)口附近有南汀河斷裂（F99），距隧址區(qū)約500m，全長(zhǎng)約200km。該斷裂在全新世活動(dòng)劇烈，1000年以來(lái)發(fā)生過(guò)2次斷錯(cuò)地表地震事件。地震的活動(dòng)性較強(qiáng)，為一發(fā)震斷裂。本項(xiàng)目區(qū)段為南汀河斷裂北東段。斷裂走向北東南西向，傾向138°～154°，傾角50°～70°，斷裂帶寬約70～150m。有右旋走滑的特征。受斷層影響，隧道進(jìn)口及附近巖體巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層破碎，圍巖穩(wěn)定性差，對(duì)擬建隧道進(jìn)口影響相對(duì)較小;隧道出口及附近巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層破碎，圍巖穩(wěn)定性差，對(duì)擬建隧道出口及附近地段影響相對(duì)較大。

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查、鉆探揭露結(jié)果，該隧道區(qū)段范圍內(nèi)分布地層為第四系坡殘積（Q4dl+el）層、第四系泥石流堆積層（Q4sef）、第四系沖洪積層（Q4al+pl）、下元古界瀾滄群（Pz1ln）片巖、侏羅系地層花開左組下段（J2h1）砂礫巖、燕山期火山巖（γ52）黑云花崗巖。

1.3 水文條件

隧道地表水體較發(fā)育，隧道區(qū)進(jìn)口段為冷水箐河，洞身段多發(fā)育季節(jié)性沖溝，出口段為幫卡河。冷水箐河流量0.5m3/s，為南橋河一級(jí)支流，水量受區(qū)內(nèi)降雨及季節(jié)性氣候影響較大，區(qū)域上屬于瀾滄江水系，為一個(gè)泥石流溝谷，發(fā)生過(guò)多次泥石流，已采用多級(jí)攔砂壩治理，現(xiàn)壩內(nèi)已經(jīng)淤滿，在發(fā)生較大的泥石流時(shí)對(duì)隧道進(jìn)口及附近線路有一定的影響。幫卡河流量Q=0.3m?/s，為頭道水河一級(jí)支流，水量受區(qū)內(nèi)降雨及季節(jié)性氣候影響較大，區(qū)域上屬于怒江水系，對(duì)隧道口影響較小。

2? 地溫測(cè)試

對(duì)大亮山隧道的地溫進(jìn)行測(cè)試，得到低溫分布特征，進(jìn)而基于低溫分布特征評(píng)價(jià)其對(duì)隧道開挖的影響。地溫測(cè)試采用PPS井下溫度及壓力傳感器，采樣間隔為3Sec，耐溫150℃，耐壓25MPa，精度為0.01℃。測(cè)試設(shè)備見圖1。

由于該測(cè)試孔在裸眼段孔壁不穩(wěn)、出砂等情況，考慮到測(cè)試的安全性，決定在鉆桿內(nèi)開展地溫測(cè)試，具體測(cè)試流程如下所述：

（1）地面調(diào)試好測(cè)溫傳感器后，將其放置在專用的測(cè)試設(shè)備中。

（2）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取芯鋼絲繩將放置有測(cè)溫傳感器的設(shè)備勻速下入測(cè)試井中，并記錄下入深度及時(shí)間。

（3）當(dāng)放置有溫度傳感器的測(cè)試設(shè)備下入孔底后，等待30min，然后將測(cè)試設(shè)備勻速上提至地面，導(dǎo)出溫度數(shù)據(jù)，地溫測(cè)試即完成。

3? 地溫測(cè)試結(jié)果分析

地溫測(cè)試結(jié)果的可靠性受多方面因素的影響，對(duì)于在鉆孔中測(cè)試地溫，鉆井液的溫度對(duì)測(cè)試結(jié)果影響較大。通常來(lái)說(shuō)，如果將溫度傳感器放入孔內(nèi)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，等到鉆井液的溫度和地層原始溫度平衡后才能測(cè)試到真實(shí)的地層溫度。圖2為溫度傳感器在測(cè)試層位（460m）所測(cè)試到的溫度?？梢缘玫?，在30min內(nèi)，實(shí)測(cè)溫度基本趨于穩(wěn)定，穩(wěn)定溫度大約在37℃。此外，得到地溫隨深度的變化曲線，見圖3。深度由零增加至60m的過(guò)程中，溫度由14℃漸降至8.5℃;隨著深度增加，溫度持續(xù)上升，且增長(zhǎng)速率逐漸增大。

根據(jù)CZK111-5號(hào)孔（鉆孔里程左K19+200右15m）的實(shí)測(cè)地溫值（測(cè)試深度460m），實(shí)測(cè)巖石溫度為37℃。在此基礎(chǔ)上結(jié)合水文、地質(zhì)資料以及云南地區(qū)隧道施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)大亮山隧道的地溫分布進(jìn)行了推測(cè)，結(jié)果如下表1所示。表1對(duì)不同區(qū)段、不同最大埋深、不同圍巖等級(jí)下隧道地溫均進(jìn)行了預(yù)測(cè)。由表1得到，地溫異常的區(qū)段為K19+100～K19+900，地溫值為30℃～37℃。進(jìn)行高地溫地層隧道開挖，高低溫對(duì)隧道的施工環(huán)境、隧道中的建筑材料、機(jī)械設(shè)備及隧道運(yùn)營(yíng)等，都會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的負(fù)面影響，隧道施工前要確實(shí)做好地溫測(cè)試，得到地溫分別特征，基于其分別特征對(duì)隧道全線地溫進(jìn)行預(yù)測(cè)，為隧道設(shè)計(jì)和施工提供指導(dǎo)。

4? 結(jié)語(yǔ)

本文以大亮山隧道為研究對(duì)象，對(duì)大亮山隧道的地溫進(jìn)行測(cè)試，得到地溫分布特征，并基于分布特征實(shí)現(xiàn)隧道全線地溫預(yù)測(cè)，所得結(jié)果供隧道設(shè)計(jì)和施工參考。需要加強(qiáng)超前預(yù)報(bào)工作，同時(shí)由于深埋長(zhǎng)大隧道的高地溫問(wèn)題引起的熱害，必須對(duì)掌子面施工通風(fēng)時(shí)的溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)，并據(jù)此對(duì)掌子面采取相應(yīng)的降溫措施以使隧道施工順利進(jìn)行。

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