壓水試驗(yàn)在新建鐵路隧道勘察工程中的應(yīng)用

摘要:為隧道設(shè)計(jì)施工提供地質(zhì)依據(jù)，必須詳細(xì)查明新建鐵路隧道斷層帶工程性質(zhì)，巖體完整程度，含水或?qū)浴⒏凰猿潭龋叵滤畬?duì)砼的侵蝕性等，分析水文地質(zhì)條件以及綜合測(cè)井水文地質(zhì)試驗(yàn)。鐵路工程勘察中的壓水試驗(yàn)，主要是為了探查巖層的裂隙性及滲透性，適用于含水層埋藏較深，抽水試驗(yàn)有困難時(shí)采用。

關(guān)鍵詞:新建鐵路;隧道;富水性;壓水試驗(yàn);滲透系數(shù)

1 前言

華南某新建鐵路某隧道鉆孔于2008年6月至7月實(shí)施鉆探施工，該鉆孔位于廣東省肇慶市境內(nèi)，孔口標(biāo)高為136.464m，設(shè)計(jì)孔深為107.00m，路肩標(biāo)高約為40.00m。野外工作采用以機(jī)械巖芯鉆探為主，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)測(cè)試的勘察方法，組織了一臺(tái)XY-150型鉆機(jī)承擔(dān)了該孔的鉆探施工任務(wù)。該鉆孔含水層埋藏較深，抽水試驗(yàn)有困難，故采用壓水試驗(yàn)了解巖層的裂隙程度及巖石滲透性，壓水試驗(yàn)采用7段。

2 綜合測(cè)井

據(jù)綜合測(cè)井成果資料分析如下:

隧道洞身高程范圍內(nèi)(井深82至102m)為石英砂巖，各測(cè)井曲線反映巖體完整性較好，聲波速度極小值為3.57km/s，極大值為4.56km/s，一般值為4.23km/s，折減換算成地震波速極小值為3.03km/s，極大值為3.87km/s，一般值為3.59km/s。

孔內(nèi)最高自然放射性強(qiáng)度為12.0γ，自然γ活度為33.6Bq。為正常背景值。根據(jù)《鐵路工程不良地質(zhì)地質(zhì)勘察規(guī)范》(TB10027-2001)規(guī)定為放射工作場(chǎng)所非限制區(qū)，無放射性危害。

孔內(nèi)水位2.93m，由井液電阻率和井溫曲線反映，在57.10～59.00m、63.40～67.20m、 76.90～78.70m為含水層。

3 壓水試驗(yàn)的方法和類型

按試驗(yàn)段劃分為分段壓水試驗(yàn)，綜合壓水試驗(yàn)和全孔壓水試驗(yàn)。

按壓力點(diǎn)，又稱流量-壓力關(guān)系點(diǎn)，劃分為一點(diǎn)壓水試驗(yàn)、三點(diǎn)壓水試驗(yàn)和多點(diǎn)壓水試驗(yàn)。

按試驗(yàn)壓力劃分為低壓壓水試驗(yàn)和高壓壓水試驗(yàn)。

按加壓的動(dòng)力源劃分為水柱壓水法、直流式壓水法和機(jī)械壓水試驗(yàn)。

4 壓水試驗(yàn)的成果整理

4.1 成果應(yīng)用及其計(jì)算

根據(jù)巖性特征、巖體裂隙發(fā)育程度、地質(zhì)構(gòu)造特征以及隧道位置、綜合測(cè)井資料，對(duì)本孔進(jìn)行了7段壓水試驗(yàn)，采用3個(gè)壓力階段，三級(jí)壓力分別為0.3Mpa、0.6Mpa、1MPa。P-Q曲線為A(層流)型，單位吸水量w=Q/L*P，式中Q為第三階段的計(jì)算流量，L為試驗(yàn)長(zhǎng)度，P為第三階段的試段壓力;滲透系數(shù)K=0.525*w*lg(0.66*L/r)，式中r為鉆孔半徑。具體成果見表1:

4.2 含水層的富水(導(dǎo)水性)

根據(jù)鉆探揭露，水文地質(zhì)測(cè)試、綜合測(cè)井，本孔地下水類型為構(gòu)造裂隙水:主要以承壓水的形式賦存于碎裂巖裂隙中，據(jù)鉆探揭露，綜合測(cè)井資料表明，本孔該層含水層主要埋藏于57.10～59.00m、63.40～67.20m、76.90～78.70m的碎裂巖的構(gòu)造裂隙中。經(jīng)壓水試驗(yàn)表明，該段位置其滲透系數(shù)在0.0250～0.1220m/d之間，為弱透水～中等透水層，屬強(qiáng)富水區(qū)，導(dǎo)水性較好。

4.3 水文地質(zhì)條件

據(jù)綜合測(cè)井，水文地質(zhì)測(cè)試表明，本孔的主要含水層有構(gòu)造裂隙水。構(gòu)造裂隙水主要以承壓的形式埋藏于碎裂巖的構(gòu)造裂隙中，平均滲透系數(shù)0.0250～0.1220m/d，為弱透水～中等透水層，本孔穩(wěn)定水位在2.93m。地表溝谷深切，地表水發(fā)育。

5結(jié)束語

綜上所述，本孔隧道附近工程地質(zhì)條件較差，洞身附近分布的巖層主要為碎裂巖，巖體結(jié)構(gòu)破碎，地下水浸泡易膨脹崩解軟化，因此在開挖隧道時(shí)有產(chǎn)生坍塌和洞身變形的可能性;碎裂巖處于洞身和洞頂位置，富水性、透水性較好，因此在開挖隧道時(shí)有產(chǎn)生突水、涌泥的可能性。從而，在隧道開挖時(shí)應(yīng)做好洞身變形、坍塌以及防水、排水工作，加強(qiáng)支護(hù)措施，必要時(shí)做好超前地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)工作。

參考文獻(xiàn)

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