隧道底板涌水部位地下岩体探测.pptx

低频电磁波技术对某地区高速公路隧道右洞底板涌水区域探测研究 廊坊市安次区龙港科技开发公司王鼎副总工程师王攀工程师2016 1 报告大纲 一 隧道概况二 探测区域和探测施工方案设计三 使用的设备及工作原理四 探测成果3D效果展示及对岩体破碎程度 赋水情况 侵蚀程度判析五 结论及建议六 存在的问题 一 隧道概况 某地区隧道是 高速公路穿越 山脉而设的特长隧道 隧道8159 5m 平均 本隧道是 高速公路重难点控制性工程 隧道按双向四车道80km h高速公路设计 采用分离式双洞布置 本部承建 隧道右线起止桩号K105 869 K110 000 单洞全长4131m 隧道主体构造为 山背斜 区域断层 F1 和各种次级褶皱 节理裂隙 隧道存在断层破碎带 岩溶 岩溶水 石膏及盐溶角砾岩 软弱围岩 煤层瓦斯 采空区 有害气体等不良地质和特殊地质 探测区域大致位于右隧道桩号K107 550至 600之间 探测区域长50m 宽7m左右 测点行距2m 隧道中央排水沟左侧线距2m 右侧线距3m 见下图 二 探测区域和施工方案设计 本次使用的是SCT 1型隧道超前探测仪 探测最大深度128m 解析度为1m 在贴近隧道掌子面探测时 仪器接收天然低频电磁波时具有对称 等效 互补之特性 对地下探测时遵循大地低频窗口截频特性 场源天电Et 地电Ed 不同深度会反射与辐射特定频段电磁波以截频方式截取相同频段由地下反射上来的某一频段的电磁波 解算的是截止频率与能量的换算关系 E h 5 三 使用的设备及工作原理 大地低频窗口截频 截止频率通常包括上限频率 fh 和下限频率 fl f0为中心频率 天然电磁波频率 0 3000Hz G F L L表示为落水洞 软弱岩体或发育的溶洞被泥沙和地下水充填 值域在50 73之间 L L F表示为岩溶裂隙较发育 岩层赋水性较差 值域在83 100之间 T T表示为岩溶裂隙发育的主要导水通道 值域在73 82之间 G表示为岩溶裂隙不发育 岩体保存相对较好部位 值域在120 180之间 1 四条测线A B C D断面图 四 探测成果3D效果展示及对岩体破碎程度 赋水情况 侵蚀程度判析 岩体破碎严重部位 2 侧视探测之区域内地下岩体物性特征图 隧道底板岩体破碎 软弱岩层被水和泥沙充填部位局部可能发育小型溶洞 3 俯视探测之区域内地下 1m至 7m岩体物性特征图 1 地下 1m和 2m低电阻率分布面积较大主要是底板涌水沿混凝土改良基盘底部岩层破碎松动 软弱岩层及裂隙发育部位径流或缓慢渗透所致 电阻率值域在50 73之间 2 黑色框圈出部位为隧道底板主要涌水区域 A1 D1 D15 A15 和A18 C18 D26 A26圈闭区 3 涌水区域内疑似有小型的溶隙 溶洞软弱岩体或落水洞发育 这些部位可能为地下水向上涌的主要通道 如虚线圈出的部位 4 探测之区域内 9m至 27m岩体物性特征图 岩体破碎部位具有垂直发育特征 可能为主要的涌水通道 其圈闭部位可能为溶洞发育部位 在 13m向下涌水通道水平发育具有连通性 5 探测之区域内俯视 33m至 37m岩体物性特征图 从探测之区域内 33m至 37m岩层裂隙不发育 岩体保存相对较为完整 在一定程度上起到隔水作用 导致底部含水层形成承压水 沿垂直裂隙向上涌出 承压水 6 探测之区域内岩体整体物性特征侧视效果图 梁平方向 五 结论 1 本次施工在右隧道底板突水区域内布置99个测点 每个测点探测深度为64m 探测的地层累加深度为6336m 2 本次探测将每个测点之地层电磁电阻率形成3D效果图进行展示 从图中可以看出探测区域内岩体破碎严重 局部溶隙 溶洞 落水洞发育 电阻率低于 73 的部位可能为饱和状含水及泥砂充填 3 从 1m至 37m的横切面岩体电磁电阻率分布特征可知 探测区域内发育垂直裂隙 溶隙和小规模的落水洞 疑似为地下水向上涌的主要通道 详见3D动画演示1 4 在 33m至 37m之间岩层裂隙不发育 岩体保存较完整 局部具有隔水作用 使得下部含水层在局部形成承压水 沿岩层垂直裂隙向隧道底板涌出 5 涌水区域地下水源可能主要来自于右侧隧道右侧 6 涌水部位刚好处在背斜轴部岩层挤压破碎严重区 张性裂隙及其发育受地表及地下水的侵蚀 在局部发育成近似垂直的溶隙 落水洞 溶洞 形成了地下水上涌的主要通道 建议 1 通过对探测资料的分析认为在 33m以上地层中对低电磁电阻率 值域在50 73的地段 呈垂直发育的部位对隧道底板进行注浆加固 详见3D动画演示2 2 对隧道右侧此次探测局部过水通道部位进行注浆 对地下水进行封堵 3 为安全起见 建议对过水通道位置过细做工作 进行彻底封堵 防患于未然六 存在的问题本次探测仅仅局限于隧道底板的范围内 对发现的异常地段未能向两侧进行追踪 因此导致对水源的方向判析有一叶障目之嫌 这样在未来注浆封堵时 会出现效果不佳的局面