[發(fā)明專利]鐵路隧道深孔水壓致裂法地應(yīng)力測點布置方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011471220.4
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112459837B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳興強;張文忠;孟祥連;黃勇;杜世回;黃凱;常帥鵬;羅鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00;E21B47/002;E21B47/00;E21B49/00
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

本發(fā)明涉及鐵路隧道深孔水壓致裂法地應(yīng)力測點布置方法，鉆探事前指導(dǎo)，明確不同深度鉆孔的鉆探孔徑設(shè)置；根據(jù)線路設(shè)計的初步方案及地形條件，確定隧道洞身與深孔之間的空間關(guān)系，尤其是深度關(guān)系；根據(jù)深孔巖芯、超聲成像或孔內(nèi)電視的資料，確定深孔巖體特征，包括巖性、完整性和構(gòu)造發(fā)育情況；綜合考慮洞身與深孔之間的空間關(guān)系、深孔巖體特征兩項主要因素，布置測點，并開展測量。本發(fā)明有別于水利水電等立體工程的地應(yīng)力測點布置方法，提出的地應(yīng)力測點布置方法對鐵路等線狀工程的隧道工程地質(zhì)勘察具有針對性；特別適合于山區(qū)、高原鐵路的勘察階段的地應(yīng)力測試，在嚴(yán)格控制測量工作量的情況下，最大化的保證了測量數(shù)據(jù)的有效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵路工程勘察技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鐵路隧道深孔水壓致裂法地應(yīng)力測點布置方法。

背景技術(shù)

處于山區(qū)、高原等環(huán)境惡劣地區(qū)的鐵路隧道，鉆探及原位測試?yán)щy，簡易、高效地獲取所需參數(shù)是鉆探及原位測試重要目標(biāo)。地應(yīng)力是引起巖爆、軟巖大變形等地下工程災(zāi)害的重要因素之一，合理、有效、快速地獲取地應(yīng)力實測數(shù)據(jù)，尤其是開挖部位的原位測試數(shù)據(jù)是勘察工作的重要任務(wù)。地應(yīng)力測試最初用于石油開采，后來在水利水電等立體建筑工程中大量應(yīng)用，在鐵路、公路等線狀建筑工程上應(yīng)用時間較短，尚未形成合理的測點布置原則和方法。同時，由于地應(yīng)力測試流程較為復(fù)雜、野外工作量大，因此合理布置深孔地應(yīng)力測點成為控制勘察質(zhì)量、推進(jìn)勘察進(jìn)度的重要因素。

西部某山區(qū)鐵路正線設(shè)計長度370多公里，其中隧道總長超過330公里，隧線比接近90％。隧道埋深普遍超過1000m，最大埋深可達(dá)2100m左右。受區(qū)域復(fù)雜構(gòu)造影響，高地應(yīng)力及其相關(guān)的巖爆、軟巖大變形問題必然十分突出。在勘察階段獲取地應(yīng)力實測數(shù)據(jù)是隧道設(shè)計工作的重要依據(jù)，在布置的大量100-1600m的深孔中，絕大部分有條件的深孔都要進(jìn)行水壓致裂法地應(yīng)力測試，工作量極大。因此，針對不同深度、巖體、構(gòu)造和地形地貌條件的深孔，合理布置地應(yīng)力測點成為控制勘察質(zhì)量、推進(jìn)勘察進(jìn)度的重要因素。

鐵路工程地質(zhì)勘察階段深孔地應(yīng)力測試主要采用水壓致裂法進(jìn)行測量，但該方法早期主要應(yīng)用于水利水電工程中，鐵路工程在借鑒使用的過程中還存在一些較為明顯的不協(xié)調(diào)問題：水利水電工程大多位于高陡邊坡處，地形地貌對地應(yīng)力分布影響較大，這類工程往往集中于一個較小的區(qū)域進(jìn)行工程建設(shè)和勘察，在空間尺度上屬于立體工程。地應(yīng)力測試的主要目標(biāo)是了解該立體空間范圍內(nèi)的所有位置的地應(yīng)力分布狀態(tài)，鉆孔較密，且測點間距較小，布置了大量地應(yīng)力測點，甚至在條件好的鉆孔內(nèi)等間距密集測量。

相對水利水電等立體工程，鐵路、公路等在空間上呈線狀展布的工程有其特殊性，上述布置原則并不完全符合這類工程的特點和需求。其中最大的區(qū)別在于水利水電工程大多位于邊坡處，地貌影響較大，且工程開挖范圍涉及整個深孔范圍。而鐵路工程作為線狀工程，僅洞身處直徑d約為8-20m的范圍內(nèi)需要開挖，保證在該深度范圍內(nèi)獲取可靠的原位地應(yīng)力測試數(shù)據(jù)即可滿足基本需求，該需求也處于最優(yōu)先級。在此基礎(chǔ)上，可在其它深度范圍內(nèi)開展一定數(shù)量的應(yīng)力測量，以幫助分析整個隧道區(qū)域的地應(yīng)力分布規(guī)律。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鐵路隧道深孔水壓致裂法地應(yīng)力測點布置方法，以在勘察設(shè)計階段合理布置深孔地應(yīng)力測點，保證勘察質(zhì)量和勘察進(jìn)度。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

鐵路隧道深孔水壓致裂法地應(yīng)力測點布置方法，其特征在于：

所述方法包括以下步驟：

S1：鉆探事前指導(dǎo)，明確不同深度鉆孔的鉆探孔徑設(shè)置；

S2：根據(jù)線路設(shè)計的初步方案及地形條件，確定隧道洞身與深孔之間的空間關(guān)系，尤其是深度關(guān)系；

S3：根據(jù)深孔巖芯、超聲成像或孔內(nèi)電視資料，確定深孔巖體特征，包括巖性、完整性和構(gòu)造發(fā)育情況；

S4：綜合考慮洞身與深孔之間的空間關(guān)系、深孔巖體特征兩項主要因素，布置測點，并開展測量。