摘要:为隧道设计施工提供地质依据,必须详细查明新建铁路隧道断层带工程性质,岩体完整程度,含水或导水性、富水性程度,地下水对砼的侵蚀性等,分析水文地质条件以及综合测井水文地质试验。铁路工程勘察中的压水试验,主要是为了探查岩层的裂隙性及渗透性,适用于含水层埋藏较深,抽水试验有困难时采用。
关键词:新建铁路;隧道;富水性;压水试验;渗透系数
1 前言
华南某新建铁路某隧道钻孔于2008年6月至7月实施钻探施工,该钻孔位于广东省肇庆市境内,孔口标高为136.464m,设计孔深为107.00m,路肩标高约为40.00m。野外工作采用以机械岩芯钻探为主,结合现场水文地质测试的勘察方法,组织了一台XY-150型钻机承担了该孔的钻探施工任务。该钻孔含水层埋藏较深,抽水试验有困难,故采用压水试验了解岩层的裂隙程度及岩石渗透性,压水试验采用7段。
2 综合测井
据综合测井成果资料分析如下:
隧道洞身高程范围内(井深82至102m)为石英砂岩,各测井曲线反映岩体完整性较好,声波速度极小值为3.57km/s,极大值为4.56km/s,一般值为4.23km/s,折减换算成地震波速极小值为3.03km/s,极大值为3.87km/s,一般值为3.59km/s。
孔内最高自然放射性强度为12.0γ,自然γ活度为33.6Bq。为正常背景值。根据《铁路工程不良地质地质勘察规范》(TB10027-2001)规定为放射工作场所非限制区,无放射性危害。
孔内水位2.93m,由井液电阻率和井温曲线反映,在57.10～59.00m、63.40～67.20m、 76.90～78.70m为含水层。
3 压水试验的方法和类型
按试验段划分为分段压水试验,综合压水试验和全孔压水试验。
按压力点,又称流量-压力关系点,划分为一点压水试验、三点压水试验和多点压水试验。
按试验压力划分为低压压水试验和高压压水试验。
按加压的动力源划分为水柱压水法、直流式压水法和机械压水试验。
4 压水试验的成果整理
4.1 成果应用及其计算
根据岩性特征、岩体裂隙发育程度、地质构造特征以及隧道位置、综合测井资料,对本孔进行了7段压水试验,采用3个压力阶段,三级压力分别为0.3Mpa、0.6Mpa、1MPa。P-Q曲线为A(层流)型,单位吸水量w=Q/L*P,式中Q为第三阶段的计算流量,L为试验长度,P为第三阶段的试段压力;渗透系数K=0.525*w*lg(0.66*L/r),式中r为钻孔半径。具体成果见表1:
4.2 含水层的富水(导水性)
根据钻探揭露,水文地质测试、综合测井,本孔地下水类型为构造裂隙水:主要以承压水的形式赋存于碎裂岩裂隙中,据钻探揭露,综合测井资料表明,本孔该层含水层主要埋藏于57.10～59.00m、63.40～67.20m、76.90～78.70m的碎裂岩的构造裂隙中。经压水试验表明,该段位置其渗透系数在0.0250～0.1220m/d之间,为弱透水～中等透水层,属强富水区,导水性较好。
4.3 水文地质条件
据综合测井,水文地质测试表明,本孔的主要含水层有构造裂隙水。构造裂隙水主要以承压的形式埋藏于碎裂岩的构造裂隙中,平均渗透系数0.0250～0.1220m/d,为弱透水～中等透水层,本孔稳定水位在2.93m。地表沟谷深切,地表水发育。
5结束语
综上所述,本孔隧道附近工程地质条件较差,洞身附近分布的岩层主要为碎裂岩,岩体结构破碎,地下水浸泡易膨胀崩解软化,因此在开挖隧道时有产生坍塌和洞身变形的可能性;碎裂岩处于洞身和洞顶位置,富水性、透水性较好,因此在开挖隧道时有产生突水、涌泥的可能性。从而,在隧道开挖时应做好洞身变形、坍塌以及防水、排水工作,加强支护措施,必要时做好超前地质灾害预测工作。
参考文献
[1]铁路工程水文地质勘察规程(TB10049-2004).
[2]曹佑裕主编.建筑工程勘察技术措施.合肥:合肥工业大学出版社,2007.4.ISBN.978-7-81093-566-1.
[3]常士骠,张苏民主编.工程地质手册.北京:中国建筑工业出版社,2007.
[4]地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范(GB50307-1999).