[發(fā)明專利]一種隧道穿越富水糜凌巖帶突水突泥災(zāi)害預(yù)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710683516.4
• 申請(qǐng)日: 2017-08-11
• 公開（公告）號(hào): CN107462935A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚海波;宋景東;蘇河修;胡宇斌;熊怡思;劉會(huì)豐;丁磊;梁文廣;楊占猛;李林;張鵬;華正實(shí);郭飛;單中趁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京市政建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司;北京市市政三建設(shè)工程有限責(zé)任公司;北方工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V11/00
• 分類號(hào): G01V11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地球物理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種隧道穿越富水糜凌巖帶突水突泥災(zāi)害預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

對(duì)于隧道穿越富水?dāng)鄬訕?gòu)造帶引發(fā)突水突泥問題的判斷，是建立在對(duì)地質(zhì)條件準(zhǔn)確把握的基礎(chǔ)上，對(duì)泥水壓力與防護(hù)強(qiáng)度的比較。

而目前工程界對(duì)于突泥突水問題的研究，或者集中于地質(zhì)條件的探測(cè)，或者著眼于突泥突水機(jī)理的研究，或者側(cè)重于防突措施的評(píng)價(jià)，很少?gòu)耐荒嗤凰念A(yù)測(cè)角度提出系統(tǒng)的解決辦法。

糜凌巖帶是地層在高溫塑性條件下受區(qū)域構(gòu)造擠壓形成的超細(xì)粒構(gòu)造帶，經(jīng)后期構(gòu)造疊加、改造和地下水浸泡，強(qiáng)度條件極差。在高水壓條件下極易產(chǎn)生突泥突水災(zāi)害。

以往對(duì)于防突的措施主要是對(duì)隧道圍巖進(jìn)行信息化注漿，通過對(duì)注漿壓力、注漿量的監(jiān)控判斷圍巖加固效果，帷幕注漿后采用檢測(cè)鉆孔測(cè)試圍巖的質(zhì)量。其優(yōu)點(diǎn)在于手段直接，缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢，且容易造成遺漏，個(gè)別地段檢測(cè)不到。而且，在開挖過程中，缺少有效的突水突泥預(yù)測(cè)手段。

隧道穿越高壓富水糜凌巖帶具有極高的突泥突水風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)前的研究重點(diǎn)僅僅在于注漿效果的控制與檢驗(yàn)，采用的手段主要是信息化注漿和鉆孔檢測(cè)，缺少系統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法。措施耗時(shí)、耗錢，缺乏宏觀性且容易造成遺漏。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種隧道穿越富水糜凌巖帶突水突泥災(zāi)害預(yù)測(cè)方法，依托地震波反射法、高密度電阻率法、局部鉆探和電磁波反射法，利用分時(shí)定點(diǎn)探測(cè)的方法，實(shí)現(xiàn)隧道穿越富水糜凌巖帶突水突泥地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種隧道穿越富水糜凌巖帶突水突泥災(zāi)害預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟：

(1)在隧道施工至富水糜凌巖帶前足夠安全的距離，利用地震反射波法探測(cè)糜凌巖帶，同時(shí)，標(biāo)注采集系統(tǒng)準(zhǔn)確位置，為下一次探測(cè)做準(zhǔn)備，在區(qū)域地質(zhì)與勘查資料分析的基礎(chǔ)上，解譯糜凌巖帶具體的位置、產(chǎn)狀、規(guī)模和性質(zhì)；

(2)在隧道擬穿越糜凌巖帶地表投影位置，采用高密度電阻率法實(shí)施地表探測(cè)，同時(shí)標(biāo)明具體探測(cè)區(qū)域，為后期再次探測(cè)做準(zhǔn)備，利用隧道周邊圍巖電阻率等值線圖，判斷隧道圍巖各處含水性。

(3)兩種物探方法成果相對(duì)照，可以準(zhǔn)確判明隧道與糜凌巖帶相對(duì)空間位置關(guān)系與構(gòu)造帶破碎、含水情況，為圍巖預(yù)加固方案設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確依據(jù)；

(4)待圍巖預(yù)加固完成后，在洞內(nèi)原址進(jìn)行地震波反射法二次探測(cè)，將探測(cè)數(shù)據(jù)與先前探測(cè)結(jié)果相對(duì)照，判斷構(gòu)造帶物性參數(shù)改善情況，推測(cè)圍巖加固效果；

(5)在地表高密度電阻率法探測(cè)原址實(shí)施第二次探測(cè)，與前期探測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，判明圍巖加固區(qū)域巖體改善情況；

(6)現(xiàn)場(chǎng)鉆探取樣，測(cè)試加固體各項(xiàng)物性參數(shù)，通過數(shù)值建模分析圍巖突泥突水的可能性，對(duì)隧道穿越糜凌巖段突水突泥災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，還包括如下步驟：(7)開挖過程中，在地表原址平行、垂直于隧道軸線方向分別進(jìn)行高密度電阻率法探測(cè)，探明隧道圍巖因開挖可能導(dǎo)致的裂隙導(dǎo)水通道，對(duì)進(jìn)一步可能發(fā)生的突泥突水災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè).

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，還包括如下步驟：(8)根據(jù)需要，可對(duì)前一步探測(cè)出的缺陷部位，在洞內(nèi)進(jìn)行雷達(dá)強(qiáng)化探測(cè)，對(duì)其突泥突水的可能性進(jìn)行明確判。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，還包括如下步驟：(9)對(duì)局部滲水點(diǎn)進(jìn)行注漿加固。

采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提出一種分時(shí)定點(diǎn)探測(cè)技術(shù)，在施做超前預(yù)支護(hù)前、后，分別在洞內(nèi)與洞外同一地點(diǎn)，對(duì)高壓富水糜凌巖帶實(shí)施地震波反射法和高密度電阻率法探測(cè)與檢測(cè)。充分利用物探方法的快速、宏觀、無損的特點(diǎn)，前期，探測(cè)的對(duì)象為糜凌巖帶的產(chǎn)狀、位置、規(guī)模和性質(zhì)(重點(diǎn)是破碎情況與含水性)，后期探測(cè)的重點(diǎn)是隧道圍巖加固效果，主要通過物性參數(shù)(彈性模量、泊松比、密度、電阻率等)來判斷圍巖加固范圍及其均勻性。輔以局部鉆探取樣，對(duì)可能的突泥突水點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)。開挖過程中，利用高密度電阻率法在地表、雷達(dá)反射法在洞內(nèi)，對(duì)因開挖應(yīng)力場(chǎng)重分布可能導(dǎo)致的圍巖破裂導(dǎo)水通道進(jìn)行探測(cè)，對(duì)可能的突泥突水進(jìn)行預(yù)測(cè)。

本發(fā)明將地震波反射技術(shù)、高密度電阻率技術(shù)應(yīng)用于糜凌巖帶構(gòu)造性質(zhì)的探測(cè)、加固后防護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的評(píng)價(jià)，同時(shí)采用局部鉆探驗(yàn)證，以及開挖過程中電磁波反射技術(shù)災(zāi)害的預(yù)測(cè)，從而達(dá)到系統(tǒng)預(yù)測(cè)突水突泥的目的，為施工決策提供準(zhǔn)確的依據(jù)。本發(fā)明不是徹底取代傳統(tǒng)的鉆孔檢測(cè)方法，而是通過系統(tǒng)的物探手段的運(yùn)用，達(dá)到大大減少鉆探測(cè)試，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔、快速、無損、經(jīng)濟(jì)地完成突水突泥預(yù)測(cè)的目的。

附圖說明