隧道超前地质预报钻探法

1、四川省仁寿至屏山新市公路 太平隧道进口左线 超前地质预报报告（钻探法）报告编号：TPJZ-CQYB（钻探）-2019-003公司仁寿至屏山新市公路 SGJC2标段项目部二0一九年十二月十日四川省仁寿至屏山新市公路太平隧道进口左线超前地质预报()编 制:审 核:批 准:公司仁寿至屏山新市公路 SGJC2标段项目部二0一九年十二月十日 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 1前言1 HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 2预报依据2. HYPERLINK l bookmark11 o

2、 Current Document 3预报范围2. HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 4学子面地质描述 2. HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 5超前地质钻探方案2. HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 6超前地质钻探编录及施工日志 5.7结论及建议6.结论6. HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 建议7. HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 8附录8.

3、太平隧道超前地质预报1前言*股份有限公司仁寿至屏山新市公路SGJC2标段项目部专业钻探工作人员于2019年12月09日进场（附带重庆迈尔矿山设备开发有限公司生产钻探机器设备ZDY1250SB型及相应的工具），并通过质量安全检查。根据物探资料，为进一步探明学 子面前方围岩的完整性和富水性，我方在业主单位的要求下，在学子面中央布设一个水 平不取芯钻探以探测隧道掌子面前方围岩的富水性，岩体完整性及其它地质灾害。本次 不取芯钻探钻头规格为：及5,我方严格按照设计规范要求实施超前钻探工作，以确保预报的质量。在开钻前，我方对机器调试、现场观察和与施工方进行沟通交流，确保电源、水源 的顺利接入，同时对放机位

4、置进行整平，并设立好稳定的台架，以便正常钻进。在与项 目部、监理部和施工方沟通后，确定了钻探时间。图1:学子面现场图示图2: 1潜占探现场图示第1页共10页太平隧道超前地质预报2预报依据(1)公路隧道设计规范 第一册 土建工程(JTG 3370.12018)(2)公路隧道设计细则(JTG/T D70-2010)(3)公路隧道施工技术规范(JTG F60-2009)(4)公路隧道施工技术细则(JTG/T F60-2009)(5)公路工程地质勘查规范(JTG C20-2011)(6)岩土工程勘察规范(2009年版)(GB 50021-2001)(7)铁路隧道超前地质预报技术规程(Q/CR 9217

5、-2015)(8)工程岩体分级标准(GB/T 50218-2014)(9)岩石与岩体鉴定和描述标准(CECS 239-2008)(10)四川省仁寿至屏山新市公路 SGJC2标合同文件(11)四川省仁寿至屏山新市公路 LJ17标段隧道设计图3预报范围预报里程为：太平隧道进口左线 ZK151+900ZK151+981。4掌子面地质描述学子面ZK151+900岩性主要以粉砂质泥岩夹砂岩为主，块石松散结构，具掌子面呈现点滴状线流状出水，层间结合差，偶有掉块，掌子面自稳能力较差。(详情见附录)5超前地质钻探方案1、超前地质钻探是利用钻机在隧道开挖工作面进行钻探获取地质信息的一种超前地 质预报方法。超前地

6、质钻探法适用于各种地质条件下的隧道超前地质预报，在富水软弱 断层破碎带、富水岩溶发育区、煤层瓦斯发育区、重大物探异常区等地质条件复杂地段第2页共10页太平隧道超前地质预报必须采用。2、超前地质钻探的主要特点：(1)比较直观地探明钻探所经过部位的地层岩性、岩体完整程度、岩溶及地下水发 育情况等，必要时应测试水压、取样、室内试验。与物探方法相比，它具有直观性、客 观性，不存在物探手段经常发生的多解性、不确定性。(2)对煤系地层可进行孔内煤与瓦斯参数测定。(3)超前钻探虽直观，但具有“一孔之见”的不足，对断层等面状构造一般不会漏 报，但对溶洞有漏报的可能。3、超前地质钻探主要采用冲击钻和回转取芯钻，

7、 二者应合理搭配使用，提高预报准 确率和钻探速度，减少占用开挖工作面的时间。一般地段采用冲击钻。冲击钻不能取芯，但可通过冲击器的响声、钻速及其变 化、岩粉、卡钻情况、钻杆震动情况、冲洗液的颜色及流量变化等粗略探明岩性、岩石 强度、岩体完整程度、溶洞、暗河及地下水发育情况等。(2)复杂地质地段采用回转取芯钻。回转取芯钻岩芯鉴定准确可靠， 地层变化里程 可准确确定，一般只在特殊地层、特殊目的地段、需要精确判定的情况下使用。比如煤 层取芯及试验、溶洞及断层破碎带物质成分的鉴定、岩土强度试验取芯等。4、超前钻探的主要目的是探明开挖工作面前方有无不良地质和特殊岩土及其发育 情况，有无断层破碎带及其发育规

8、模，地下水发育情况，有无发生突泥、突水的可能， 及其他特殊目的探测。根据探测目的，尽可能采用冲击钻，必要时采用回转取芯钻。比 如，钻探揭露地下水时，水会从钻探中流出；遇到溶洞，钻进速度会明显发生变化，因 而采用冲击钻基本能达到探水、探溶洞的目的，需取芯鉴定时更换钻具进行取芯钻探等。 判断经验作如下介绍：对回转取芯的岩芯进行鉴定时判定岩性最为准确可靠的方法。根据岩粉判定：在采用冲击钻时，孔中不断有岩粉被高压风吹出，通过鉴定岩粉 的成分，可了解前方地层的岩性。根据钻进速度判定：相同钻压下钻机在相同岩层中的钻进速度是均一的，结合隧第3页共10页太平隧道超前地质预报道开挖揭示的地层岩性，根据钻机在钻进

9、过程中的速度变化、是否有卡钻等现象，可粗 略判断前方岩体的强度、完整程度以及是否存在不良地质体等。根据卡钻情况、塌孔等现象，可粗略判断前方岩体的完整程度。根据冲洗液判定：钻机在钻进过程中，通过冲洗液颜色的变化，可粗略判断岩体 的完整程度及地下水发育情况。根据冲击器工作时的声响可粗略判断岩体的强度变化，声音清脆而响亮一般是硬质岩，声音沉闷而微弱一般为软质岩或土层。对超前地质钻探来说，钻进距离越长，对施工的指导意义越大，但随着钻进距离 的加大，具钻进速度会逐步降低。随着钻探深度增加，钻杆受到的摩阻力和钻头受到的 冲击阻力增大，钻机的能量损失也越大，钻进速度也越慢；钻探深度加大，取芯拔钻、 下钻占用

10、的时间也将增加。另外，随着钻探深度的增加，钻具下垂加大，孔位易偏离设 计值；钻探深度较大处揭露地下水时处理难度也会加大等。5、超前地质钻探的技术要求：(1)孔数：断层、节理密集带或其他破碎富水地层每循环可只钻1孔；富水岩溶发育区每循环宜钻35个孔，揭示岩溶时，应适当增加，以满足安全施 工和溶洞处理所需资料为原则；(2)孔深：不同地段不同目的的钻探采用不同的钻探深度。钻探过程中应进行动态控制和管理，根据钻探情况可适时调整钻探深度，以达到 预报目的为原则；在需连续钻探时，一般每循环可钻 30-80m,必要时也可钻100m以上的深孔。连续预报时前后两循环钻探应重叠 58m。(3)孔径：钻探直径满足钻

11、探取芯、取样和孔内测试的要求，并符合交通部现行公路工程地 质钻探规程(TB 10014)的规定及业主合同文件的要求(不小于 75mm)。第4页共10页太平隧道超前地质预报（4）富水岩溶发育区超前钻探应终孔于隧道开挖轮廓线以外58 m。6超前地质钻探编录及施工日志本次钻探的工作量统计见表1表1工作量统计表钻探编号位置描述小取芯钻探深度（m）1#钻探掌子面中部，垂直十掌子面81本次超前地质钻探累计钻探深度（m）81我方按照设计规范进行钻探，在钻探过程中由专人负责对探孔钻进情况进行详细记录，具体见下表（表2）表2 太平隧道进口左线（ZK151+900ZK151+981处1#钻探地质编录表）隧道名称太

12、平隧道钻探单位*股份有限公司开孔时间2019-12-09-22:35立角：09孔口里程ZK151+741孔口位直见布置示意图终孔时间2019-12-10-03:37偏角：05层底里程层底 深度（m）分层 厚度（m）柱状图采样 ag工程地质简述出水位置孔径（mm）备注ZK151+9424242未 取 芯见 钻 孔 布 置 示 意 图1#钻探 ZK151+900 ZK151+942段地质编录：1m42m段冲洗液颜色为 泥灰色，细颗粒，钻进速 度快，推断岩性以粉砂质 泥岩、细砂岩为主，岩体 破碎，钻探完成后无地下 水产出。无地下水 产出75ZK151+9813981未 取 芯见 钻 孔 布 置 示

13、意 图1#钻探 ZK151+942 ZK151+981段地质编录：42m81m段冲洗液颜色 为泥灰色，细颗粒，钻进 速度慢，钻进过程中伴有 轻微夹钻现象，推断岩性 以粉砂质泥岩、细砂岩为 主，岩体较破碎，钻探完 成后无地下水产出。无地下水 产出75第5页共10页太平隧道超前地质预报7结论及建议结论本次超前地质钻探共完成不取芯钻探 81m,根据钻进过程中冲洗液颜色、钻进速度 及卡、夹、突等现象及学子面地质观察情况进行综合分析，基本获得隧道学子面(ZK151+900)前方81m左右掌子面围岩的构造状况和含水情况等，本次超前钻探预报结果见下表。表7.1.1太平隧道超前地质预报结果一览表桩号范围设计地

14、质情况描述设计围岩等级超前地质预报情况描述超前地质预报判定围岩等级ZK151+900 ZK151+942洞身段围岩为粉砂质泥 岩夹细砂岩，属软岩较软岩，薄层中厚层 状不等厚互层构造，岩 体较完整，层间结合一 般，局部构造裂隙较发 育，岩体以薄至厚层状 结构为主，局部呈镶嵌 碎裂结构。粉砂质泥岩 岩体纵坡波速2796m/s, 岩块纵坡波速3262 m/s, Kv=0.71 , BQ=261.02: 细砂岩饱和抗压强 Rc=21.16Mpa ,岩体纵坡 波速3542m/s,岩块纵坡 波速 4392m/s, Kv=0.65 , BQ=285.98 。场地地下 水丰富，位于粉砂质泥 岩中地下水以淋雨状

15、涌 水为主，位于厚层砂岩 中以股状涌水为主，局 部可能存在承压水。IV该段围岩主要为粉砂 质泥岩夹细砂岩为主， 岩体破碎，岩质软，节 理裂隙发育。V第6页共10页太平隧道超前地质预报ZK151+942 ZK151+981洞身段围岩为粉砂质泥 岩夹细砂岩，属软岩较软岩，薄层中厚层 状不等厚互层构造，岩 体较完整，层间结合一 般，局部构造裂隙较发 育，岩体以薄至厚层状 结构为主，局部呈镶嵌 碎裂结构。粉砂质泥岩 岩体纵坡波速2796m/s, 岩块纵坡波速3262 m/s, Kv=0.71 , BQ=261.02: 细砂岩饱和抗压强 Rc=21.16Mpa ,岩体纵坡 波速3542m/s,岩块纵坡

16、波速 4392m/s, Kv=0.65 , BQ=285.98 。场地地下 水丰富，位于粉砂质泥 岩中地下水以淋雨状涌 水为主，位于厚层砂岩 中以股状涌水为主，局 部可能存在承压水。IV该段围岩主要为粉砂 质泥岩夹细砂岩为主， 岩体破碎较破碎， 岩 质软较软，节理裂隙 发育较发育。IV建议(1)建议太平隧道进口左线 ZK151+900ZK151+942段按V级围岩支护参数施工;ZK151+942ZK151+981段按IV级围岩，原设计支护参数施工。(2)建议此预报段施工应适当控制开挖进尺，开挖后及时支护，注意学子面情况，以及围岩脱落、掉块现象，确保施工安全。(3)在隧道施工期间，针对超前地质预

17、报结论，做好施工地质工作，记录隧道围岩 和学子面岩体的地质变化，以地质方法为基础，不可冒进施工。(4)高度重视隧道围岩监控量测工作，及时反馈施工信息，为隧道安全施工提供可 靠的技术信息。施工开挖到太平隧道进口左线 ZK151+971时，进行下一次超前地质预报工作。第7页共10页耳 他 情 况太平隧道超前地质预报8附录rr品信后栉恻依捌境仪器设言及编号他打攘抗出强电R, -MPai 1Y1：，.整件系数L.ft陞度四川省仁寿至屏山新市公路太平隧道 拧北x科学a召I（曜晓坦0计胡刷” JTG-T U70痒品访耳;*所干河样品Mi /试验条布一判I断依据t公路隧遒也计细则2 5； T口 70-201

18、口】地质眇盘DQY-1A型 CXO61923)2010)岩层产状HI 060)较坚* (30-60)0, 75完:裕数屋某次给构而产优始Mik轴线关累修仆里致儿，灰状忐L刹程芷倩i兄岩体曲靠状态岫幢相.训助指标科r闻加山州:3700. 75-0. 55修完整Dili1-2闭合肥充摒1咽道切向量（/10-200. 55-a 3S1.0-04 1/微米少有充填H3 U疝*/校破碎可见明显裂缝 j_芍充岩屑 年金一较较(3015) |软”35。极软 52竺3。Q 35 a K融碎J| ffl(14-g盗叫填充帖IQ 15 据破对” ?.Tr火分离体.卜fl兜泥打度 J小二伏彳储陶面上向与洞釉线央卅CO.加陶界构面走向与洞轴观夹曲结构武健悟”5. （0-0.2其它为冷1/ （0.304）无水湎