綜合測井技術在文閣隧道中應用分析

李天亮

（重慶一三六地質隊，重慶 401147）

對于復雜的深埋、長大隧道的工程地質勘察,是一個國際性的難題,由于隧道所處地形、地質條件的特殊性,造成物理場分布嚴重畸變,形成各種形態的假異常,地形的復雜多變使得很難找到合適的矯正模型把有用的構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,深部的信號強度弱,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、井中電視等參數開展綜合測井工作,判斷洞身巖層風化破碎程度以及含水層及補給關系,但以往對于測試結果的分析基本針對單個鉆孔,還沒有能夠通過對整個隧道多個鉆孔的測試數據進行統計分析,進而對整個隧道洞身通過的所有巖性特征進行一個宏觀的判斷,以指導施工。

1 工程概況

文閣隧道D1Z-文閣-深-07號鉆孔揭露的地層巖性為鈣質頁巖、砂質泥巖、灰巖、泥質灰巖，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 綜合測井參數選擇

2.1 物探儀器設備

依照任務要求及選擇的測井方法配備使用的主要物探儀器設備見表2。

表2 物探儀器設備一覽表

表中所有儀器、設備于2010年07月07日至08日在重慶地質儀器廠按《煤田地球物理測井規范》、《煤田測井儀器測試調校細則》及儀器、設備說明書進行調校測試，其性能符合要求。各種儀器設備嚴格按說明書及操作手冊的規定使用及維護，并定期進行調校及井場校驗。

2.2 選擇的測井方法及技術參數

根據工作目的和區內地球物理條件，選擇的測試物性參數方法有電位電阻率、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。測井技術參數見表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，采樣間隔、測量

速度均符合“規程”“規范”規定，深度傳送誤差均小于5‰，所有驗收曲線無畸變、斷記等非正常反映。按照“規程”“規范”規定進行了井斜、井溫、井徑測量。局部井段進行了檢查測量，兩次觀測曲線重復性好，表明資料可靠，所有資料均按“規范”要求驗收，測井質量符合“規程”“規范”要求。

表3 測井方法及技術參數

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

孔內主要巖層和地質體在綜合測井曲線上的反映如下：灰巖：完整灰巖電阻率和聲波值都高，自然伽瑪低，隨著破碎程度和充填物的不同影響其值；鈣質頁巖：本孔鈣質頁巖聲波值、自然伽瑪比砂質泥巖低些；砂質泥巖：砂質泥巖聲波值泥質灰巖低，自然伽瑪值比泥質灰巖高；泥質灰巖：泥質灰巖電阻率和聲波速度都比完整灰巖低，而自然伽瑪比灰巖高；軟弱夾層及破碎帶：軟弱夾層、破碎帶及裂隙發育帶多為井徑擴大井段，在測井曲線上反映為電位電阻率和聲波曲線出現明顯低幅值（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

依據電位電阻、自然電位、自然伽瑪、聲波速度等四種物性參數曲線綜合定性解釋。在定性的基礎上，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 圍巖級別的劃分

按照《鐵路工程地質勘察規范》TB10012-2001，利用聲波速度資料對隧道圍巖進行彈性波分級，其中，CV乘以0.85的折減系數即為圍巖分級速度采用值。

4 結束語

本次綜合測井成果表明設計中有關測井方法和參數的選擇是合理的,完善了整個隧道的地質資料,特別是將概率統計的方法應用到測試參數的統計分析中,準確判斷出斷層及破碎帶、巖層風化破碎程度、含水層及補給關系。對以后隧道的綜合測井資料的分析具有指導作用。

4.1 測井(除無水井段及套管遮擋處測試不到外)發現軟弱夾層破碎帶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育，可能含水、或泥質充填，施工中有涌水、突水可能。施工過程中須嚴加重視。

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《鐵路隧道施工規范》（TBJ204-86）第 14.3.1條規定“隧道內氣溫不得超過28℃”，測井實測隧道洞身范圍內地溫為9.4～9.8℃，低于28℃。本孔未見28℃以上的高溫存在。隧道施工時不存在極高地熱的影響。但該孔井溫呈現下降趨勢，從測井曲線分析，孔內巖層較破碎，裂隙發育，表明地下水豐富，或者有地表水補給。在施工過程中，應該注意水害防治。

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《鐵路工程地質鉆探規程》(TB10014-98)要求鉆探孔斜允許誤差為≤1.5°/100m的規定，該孔孔斜符合規范要求。需要特別說明的是：其中標高1315～1340m井段井溫呈現上升后快速下降趨勢，說明該段地下水豐富，可能存在地表水補給。

[1]杜彥軍.綜合測井技術在太行山隧道勘察中的應用[J].鐵道工程學報,2006,(05).

[2]黃潮科.物探綜合測井在廣州地鐵二號線上的應用[J].中山大學學報論叢,2002,(03).

[3]邱禮泉.綜合測井在隧道勘察中的應用[A].勘探地球物理2005學術交流會論文集[C],2005.