淺談CXK12礦用鉆孔成像儀探孔全息成像技術(shù)在特長(zhǎng)軟巖隧道中的使用

韋義斌

（中鐵五局成都工程公司 四川成都 623201）

1 工程概況

新建成都至蘭州鐵路成都至川主寺段位于四川省境內(nèi)，起于成都青白江站，經(jīng)什邡、綿竹、安縣、茂縣、松潘至川主寺（黃勝關(guān)站），正線長(zhǎng)度275.8km。成蘭CLZQ-6標(biāo)位于茂縣東興鄉(xiāng)至光明鄉(xiāng)境內(nèi)。

隧道所處地區(qū)系龍門山山脈中段，屬高山峽谷深切侵蝕地貌。屬高地應(yīng)力場(chǎng)區(qū)、埋深較大的洞身段及構(gòu)造帶等應(yīng)力易集中部位易發(fā)生大變形或巖爆。巖性主要以千枚巖、板巖為主，夾砂巖、灰?guī)r、頁巖（含煤層）。

2 工程特點(diǎn)

成蘭鐵路6標(biāo)地復(fù)雜，有“四極三高”的顯著特點(diǎn)：地形切割極為強(qiáng)烈、構(gòu)造條件極為復(fù)雜活躍、巖性條件極為軟弱破碎、汶川地震效應(yīng)極為顯著；高地應(yīng)力、高地震烈度、高地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)躍龍門隧道施工中出現(xiàn)硫化氫、瓦斯有毒有害氣體。

3 超前地質(zhì)鉆探主要內(nèi)容

隧道施工超前地質(zhì)鉆探主要內(nèi)容包括對(duì)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)和地下水等的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。針對(duì)本標(biāo)段隧道工程的地質(zhì)情況，著重進(jìn)行如下幾方面的探測(cè)：

（1）掌子面前方的圍巖巖性、軟硬程度、整體性；

（2）斷層及斷層影響帶的位置、規(guī)模及其性質(zhì)；

（3）軟弱夾層的位置、規(guī)模及其性質(zhì)；

（4）圍巖地下水的位置、規(guī)模及其性質(zhì)；

（5）不同巖性、圍巖級(jí)別變化界面的位置；

（6）巖溶的位置、規(guī)模及其性質(zhì)；

（7）工程地質(zhì)災(zāi)害可能發(fā)生的位置和規(guī)模。

本標(biāo)段地質(zhì)條件復(fù)雜，同時(shí)工期壓力大，設(shè)計(jì)要求掌子面超前探孔為3孔（其中一孔取芯）。為提高超前地質(zhì)鉆的工作效率。我們提出了采用CXK12礦用鉆孔成像儀探孔全息成像技術(shù)取代取芯鉆孔，結(jié)合第三方預(yù)報(bào)成果判識(shí)前方圍巖情況，提高了工作效率的同時(shí)又能保證圍巖判識(shí)的準(zhǔn)確性。

4 前期取芯鉆孔情況

取芯鉆探一般30m用時(shí)20h間左右，不取芯鉆探用時(shí)3h間左右。且因標(biāo)段巖性主要為千枚巖，超前鉆探取芯效果差，不能準(zhǔn)確分析前方圍巖情況。取芯芯樣如圖1。

圖1 千枚巖取芯芯樣圖

5 采用探孔全息成像技術(shù)以后

由各架子隊(duì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)鉆探施作情況進(jìn)行調(diào)查，形成調(diào)查表如表1。

表1

不取芯鉆探能大大縮短鉆探時(shí)間，同時(shí)能提高圍巖判識(shí)準(zhǔn)確度。深孔成像柱狀圖如圖2。

圖2 圍巖結(jié)構(gòu)觀測(cè)結(jié)果圖

6 結(jié)語

應(yīng)用實(shí)施情況：取芯鉆探一般30m用時(shí)20h間左右，不取芯鉆探用時(shí)3h間左右，探孔成像采集約20min，采用CXK12礦用鉆孔成像儀每循環(huán)鉆探能縮短約17h。目前成蘭鐵路6標(biāo)目前19個(gè)掌子面，按60m/月，每月需施作2次超前鉆探，每個(gè)掌子面每月可節(jié)約2個(gè)循環(huán)，提高約3m的進(jìn)度。每月我項(xiàng)目可提高約57m的進(jìn)度，提高約350萬元產(chǎn)值。

CXK12礦用鉆孔成像儀探孔全息成像技術(shù)比傳統(tǒng)的取芯法提高了隧道的施工進(jìn)度，同時(shí)比不取芯法更能保證圍巖判斷的準(zhǔn)確性。為施工安全提供有力保障。

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