綜合測井技術(shù)在文閣隧道中應(yīng)用分析

李天亮

（重慶一三六地質(zhì)隊(duì)，重慶 401147）

對(duì)于復(fù)雜的深埋、長大隧道的工程地質(zhì)勘察,是一個(gè)國際性的難題,由于隧道所處地形、地質(zhì)條件的特殊性,造成物理場分布嚴(yán)重畸變,形成各種形態(tài)的假異常,地形的復(fù)雜多變使得很難找到合適的矯正模型把有用的構(gòu)造或地層異常從地形干擾異常中分離出來。而且由于埋深大,深部的信號(hào)強(qiáng)度弱,分辨更加困難,因此地面物探工作沒有特別好的解決辦法,而在鉆孔中可以充分利用聲波速度、視電阻率、自然電位、放射性、溫度、井中電視等參數(shù)開展綜合測井工作,判斷洞身巖層風(fēng)化破碎程度以及含水層及補(bǔ)給關(guān)系,但以往對(duì)于測試結(jié)果的分析基本針對(duì)單個(gè)鉆孔,還沒有能夠通過對(duì)整個(gè)隧道多個(gè)鉆孔的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,進(jìn)而對(duì)整個(gè)隧道洞身通過的所有巖性特征進(jìn)行一個(gè)宏觀的判斷,以指導(dǎo)施工。

1 工程概況

文閣隧道D1Z-文閣-深-07號(hào)鉆孔揭露的地層巖性為鈣質(zhì)頁巖、砂質(zhì)泥巖、灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，物性特征見插表1。由插表1可知，各巖層之間存在一定的物性差異，因此，測區(qū)具備開展物探測井的地球物理前提條件。

表1 主要巖性物性特征

2 綜合測井參數(shù)選擇

2.1 物探儀器設(shè)備

依照任務(wù)要求及選擇的測井方法配備使用的主要物探儀器設(shè)備見表2。

表2 物探儀器設(shè)備一覽表

表中所有儀器、設(shè)備于2010年07月07日至08日在重慶地質(zhì)儀器廠按《煤田地球物理測井規(guī)范》、《煤田測井儀器測試調(diào)校細(xì)則》及儀器、設(shè)備說明書進(jìn)行調(diào)校測試，其性能符合要求。各種儀器設(shè)備嚴(yán)格按說明書及操作手冊的規(guī)定使用及維護(hù)，并定期進(jìn)行調(diào)校及井場校驗(yàn)。

2.2 選擇的測井方法及技術(shù)參數(shù)

根據(jù)工作目的和區(qū)內(nèi)地球物理?xiàng)l件，選擇的測試物性參數(shù)方法有電位電阻率、自然電位、自然伽瑪、聲波速度、井液電阻率、井溫、井徑和井斜等。測井技術(shù)參數(shù)見表3。

本次綜合測井測試了電位電阻率、自然電位、自然伽瑪、聲波速度等四種物性參數(shù)，采樣間隔、測量

速度均符合“規(guī)程”“規(guī)范”規(guī)定，深度傳送誤差均小于5‰，所有驗(yàn)收曲線無畸變、斷記等非正常反映。按照“規(guī)程”“規(guī)范”規(guī)定進(jìn)行了井斜、井溫、井徑測量。局部井段進(jìn)行了檢查測量，兩次觀測曲線重復(fù)性好，表明資料可靠，所有資料均按“規(guī)范”要求驗(yàn)收，測井質(zhì)量符合“規(guī)程”“規(guī)范”要求。

表3 測井方法及技術(shù)參數(shù)

表4 測井曲線定厚解釋原則

3 資料分析與解釋原則

3.1 測井曲線分析

孔內(nèi)主要巖層和地質(zhì)體在綜合測井曲線上的反映如下：灰?guī)r：完整灰?guī)r電阻率和聲波值都高，自然伽瑪?shù)?，隨著破碎程度和充填物的不同影響其值；鈣質(zhì)頁巖：本孔鈣質(zhì)頁巖聲波值、自然伽瑪比砂質(zhì)泥巖低些；砂質(zhì)泥巖：砂質(zhì)泥巖聲波值泥質(zhì)灰?guī)r低，自然伽瑪值比泥質(zhì)灰?guī)r高；泥質(zhì)灰?guī)r：泥質(zhì)灰?guī)r電阻率和聲波速度都比完整灰?guī)r低，而自然伽瑪比灰?guī)r高；軟弱夾層及破碎帶：軟弱夾層、破碎帶及裂隙發(fā)育帶多為井徑擴(kuò)大井段，在測井曲線上反映為電位電阻率和聲波曲線出現(xiàn)明顯低幅值（低電阻率、低速度）異常。

3.2 解釋原則

3.2.1 巖性的劃分及其厚度確定

依據(jù)電位電阻、自然電位、自然伽瑪、聲波速度等四種物性參數(shù)曲線綜合定性解釋。在定性的基礎(chǔ)上，以電位電阻率為主，自然伽瑪曲線、自然電位曲線和聲波速度曲線為輔，按表4的原則進(jìn)行定厚解釋。

3.2.2 軟弱井段及破碎帶的確定

在巖層定性、定厚解釋的基礎(chǔ)上，把相同巖層中電位電阻率曲線的低平段、聲波速度曲線跳變參差及低幅值層段判釋為軟弱破碎帶(層)。

3.2.3 圍巖級(jí)別的劃分

按照《鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》TB10012-2001，利用聲波速度資料對(duì)隧道圍巖進(jìn)行彈性波分級(jí)，其中，CV乘以0.85的折減系數(shù)即為圍巖分級(jí)速度采用值。

4 結(jié)束語

本次綜合測井成果表明設(shè)計(jì)中有關(guān)測井方法和參數(shù)的選擇是合理的,完善了整個(gè)隧道的地質(zhì)資料,特別是將概率統(tǒng)計(jì)的方法應(yīng)用到測試參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析中,準(zhǔn)確判斷出斷層及破碎帶、巖層風(fēng)化破碎程度、含水層及補(bǔ)給關(guān)系。對(duì)以后隧道的綜合測井資料的分析具有指導(dǎo)作用。

4.1 測井(除無水井段及套管遮擋處測試不到外)發(fā)現(xiàn)軟弱夾層破碎帶24層，其中在隧道洞身段存在破碎帶5層。軟弱夾層破碎帶且裂隙發(fā)育，可能含水、或泥質(zhì)充填，施工中有涌水、突水可能。施工過程中須嚴(yán)加重視。

4.2 簡易井溫觀測表明：本孔最高地溫為19.1℃，位于井低。鐵道部《鐵路隧道施工規(guī)范》（TBJ204-86）第 14.3.1條規(guī)定“隧道內(nèi)氣溫不得超過28℃”，測井實(shí)測隧道洞身范圍內(nèi)地溫為9.4～9.8℃，低于28℃。本孔未見28℃以上的高溫存在。隧道施工時(shí)不存在極高地?zé)岬挠绊憽５摽拙疁爻尸F(xiàn)下降趨勢，從測井曲線分析，孔內(nèi)巖層較破碎，裂隙發(fā)育，表明地下水豐富，或者有地表水補(bǔ)給。在施工過程中，應(yīng)該注意水害防治。

4.3 本孔測斜終止深度(井深205m，高程1210.71m)孔斜度為 2.6°,方位角為 75°，水平偏移：0.22m，垂直深度為：204.91m。按照《鐵路工程地質(zhì)鉆探規(guī)程》(TB10014-98)要求鉆探孔斜允許誤差為≤1.5°/100m的規(guī)定，該孔孔斜符合規(guī)范要求。需要特別說明的是：其中標(biāo)高1315～1340m井段井溫呈現(xiàn)上升后快速下降趨勢，說明該段地下水豐富，可能存在地表水補(bǔ)給。

[1]杜彥軍.綜合測井技術(shù)在太行山隧道勘察中的應(yīng)用[J].鐵道工程學(xué)報(bào),2006,(05).

[2]黃潮科.物探綜合測井在廣州地鐵二號(hào)線上的應(yīng)用[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢,2002,(03).

[3]邱禮泉.綜合測井在隧道勘察中的應(yīng)用[A].勘探地球物理2005學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C],2005.