隧道红外探水超前预报.docx
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隧道红外探水超前预报.docx
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隧道红外探水超前预报
编号:
LXTL-CHPSD-XD-012
一般•长期共7页
科大工程检测中心
EngineeringInspectionandTestCenterofHNUST
超前地质预报
GeologicalForecast
工程(样品)名称
NameofEngineering/Sample
丽香铁路长坪隧道斜井
监测容
MonitoringandmeasurementContent
红外探水(XDK0+154-XDK0+124)
监测类别
MonitoringandmeasurementClassification
超前预报
委托(送检)单位
AuthorizedCompany
中铁十六局丽香铁路站前四标项目部
批准人ApprovedBy
根南
审核人
CheckedBy
黄林华
监测人
MeasuredBy
曾文杰、郭威
报告日期:
2015年11月17日
TestingDate
YearMonthDay
资质证书编号:
湘GJC乙011
CertificateNo.:
XiangGJCB011
地址:
省市雨湖区石码头2号
Address:
YuhuDistrict,XiangTan,Hunan
计量认证编号:
2014180707R
MetrologyCertificationNo.:
2014180707R
传真/Telephone/Fax:
08
邮编/PostCode:
411201
声明
Disclaimer
注意事项/Notices:
1.报告涂改、错页、换页、漏页无效;
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2.对本报告有异议或需说明之处,可在签发报告后的15日向本单位书面提出,本单位将于5日给予答复;
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1、工程概况1
1.1工程地质和水文地质条件1
1.2隧道沿线周边环境情况1
2、探测原理、方法和测线布置1
2.1红外探测原理1
2.2野外探测方法及布置2
2.3红外探测测试结果分析3
3、结论与建议4
1、工程概况
长坪隧道斜井设计长度为487米,采用无轨单车道运输,断面尺寸为5.0米宽*6.0米高,平均纵坡为80‰,与正洞交点里程为DK61+400,承担正洞小里程施工任务2125米,大里程施工任务306米,共计2431米。
1.1工程地质和水文地质条件
一、工程地质
长坪斜井XDK0+328-XDK0+298段属高构造剥蚀地貌,地表覆盖坡残积层粉质黏土、角砾土,厚5-30m不等,局部较厚,下伏基岩为三叠系下统(Tβ)砂质板岩、板岩夹灰岩。
二、水文地质
侧区地址构造复杂,新构造运动强烈。
地表水不发育,主要为坡面沟槽水,地下水主要为岩溶水,基岩裂隙水。
不良地质有岩溶、滑坡等,无特殊岩土,斜井通过碳酸盐岩夹层,岩溶弱发育,地下水较发育,斜井开挖可能遇溶洞等岩溶形态及涌水、突泥等危害。
2探测原理、方法和测线布置
2.1红外探测原理
由于分子振动和转动,地质体每时每刻都在由部向外部发射红外辐射,并形成红外辐射场。
地质体由向外发射红外辐射时,必然会把地质体部的地质信息,以红外电磁场的形式传递出来。
当隧道前方和外围介质相对比较均匀,且不存在隐蔽灾害源时,沿隧道走向分别对顶板、底板、左边墙、右边墙向外进行探测,所获得的红外探测曲线,具有正常场特征。
当隧道断面前方或隧道外围任一空间部位存在隐蔽灾害源时,隐蔽灾害源产生的灾害场就一定会迭加到正常场上,使正常场中的某一段曲线发生畸变,畸变段称作红外异常。
红外探测就是根据红外异常来确定隐蔽灾害源的存在。
隐蔽灾害源是指含水断层、含水溶洞、地下暗河、氧化反应的煤体、储存瓦斯的构造。
红外探测技术是利用任何物体都会发射出红外线,形成一个红外场。
将一个稳定的质体作为探测对象的场源时,由该物体所形成的红外场的强度与场源本身的场强相一致。
当地质体中含地下水,那么地下水场源产生的红外场会对地质体场源所产生红外场产生影响,使其场强发生变化。
地质体所形成的红外场场强变化可用红外线探测仪探测。
根据围岩红外场强的变化来预报掌子面前方或洞壁四周是否隐状含水体。
红外探测技术是由两个部分组成,其一是:
应用原理、工作方法、探测技术要求、探测数据成图、探测资料分析。
其二是:
必不可少的技术手段――红外探测仪。
在复杂地质条件下,特别是岩溶发育地区,相对掘进隧道的隐伏水体或合水构造,除了出现在掘进前方之外,还可能出现在拱顶上方、仰拱或底板下方、两边墙外部。
针对复杂水文地质特点,红外探测仪可实现全空间全方位探测。
其具体地质预报容如下:
A、通过超前探测可预报掘进前方30米围有无含水断层和溶洞。
B、通过对拱顶上方探测,可确定隧道上方30米围有无含水层或含水构造。
C、通过对仰拱或底板下方探测,可了解下方有无含水构造,以预防滞后突水。
D、分别向两边墙外部探测,了解30米围有无含水体或者含水断层,以预防含水断层在前方与隧道相交造成大突水。
2.2.1探测方法
沿隧道走向进行红外探测:
以掌子面为起点,向隧道后方每个5米在一个边墙上标出探测顺序号,总共标12个探测顺序号。
每一个顺序号探测的数据为:
左边墙脚探测数据,左边墙探测数据,拱顶探测数据,右边墙探测数据右边墙角探测数据,底板中线探测数据。
探测掌子面:
在掌子面上水平方向布置自上而下布置4条线,每条线上布置6个探点,探测时由左向右进行探测。
如图1所示:
图1掌子面探测点布置示意图
2.2.2红外探测测线布置
2015年11月16日通过长坪隧道斜井XDK0+154掌子面前方30米围进行预报探测,长坪隧道斜井掌子面后方已达到布置12个探测序号的围(60米),每5米一个断面,所以对其沿隧道进行探测。
我们对其掌子面布置了24个点进行探测,后方72个点进行探测,掌子面布点如图2所示:
图2掌子面实际探测点布置示意图
2.3红外探测测试结果分析
通过对长坪隧道斜井XDK0+154掌子面前方30米围的探测数据判断:
由掌子面岩体上均匀布置24个测点的红外辐射场强数值(见表1),可知其最大值为274μW/cm2,最小值为263μW/cm2,差值为11μW/cm2,大于允许的安全值10μW/cm2。
根据上述判别方法,结合已开挖揭示的围岩情况,可以判定:
XDK0+154-XDK0+124段:
岩体存在含水构造,表现岩体富水性较强。
表1红外探测记录表
掌子面红外探测记录表
测点号
1
2
3
4
5
6
Max横向
备注
第1行
266
272
270
269
272
274
8
第2行
264
266
268
266
269
268
5
第3行
267
264
265
264
268
265
4
第4行
266
268
263
265
265
266
5
Max纵向
3
8
7
5
7
9
沿隧道走向红外探测记录表
序号
里程
左边墙脚
左边墙
拱顶
右边墙
右边墙角
底板中线
备注
1
XDK0+159
289
287
293
290
285
289
由掌子面向外测量
2
XDK0+164
289
286
290
287
284
286
3
XDK0+169
286
285
287
286
283
283
4
XDK0+174
284
282
285
282
281
279
5
XDK0+179
281
279
282
278
282
275
6
XDK0+184
282
276
280
275
279
274
7
XDK0+189
279
277
281
274
276
272
8
XDK0+194
276
274
278
271
273
272
9
XDK0+199
274
273
276
272
270
269
10
XDK0+204
272
270
272
268
267
266
11
XDK0+209
270
269
270
267
266
264
12
XDK0+214
269
267
268
265
264
262
3结论与建议
桩号为(XDK0+154-XDK0+124)的探测围,岩体存在含水构造,表现岩体富水性较强。
建议:
加强现场资料收集工作,以利于探测资料和实际揭露的情况相互印证,进一步提高探测解释的精度和准确率。
注意水对围岩的影响,加强超前支护,以确保施工安全。
附图:
红外探水数据曲线图
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