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400.5
405.0
714.18
2
13
10
8
5
3
9
DZ-MLG-2
252.71
/
236.2
247.5
234.9
234.65
498.2
245.0
333.0
492.6
DZ-MLG-3
72.10
14
DZ-MLG-4
102.21
89.2
92.82
90.50
91.51
92.6
92.1
94.0
90.30
(四)工作依据及执行规范和要求:
(1)、《铁路工程地质勘察规范》(TB10012-2007、J124-2007)
(2)、《铁路工程地质钻探规范》(TB10014-98);
(3)、《铁路工程岩石试验规程》(TB10115-98);
(4)、《铁路工程水文地质勘察规范》(TB10049-2004);
(5)、《铁路工程不良地质勘察规程》(TB10027-2001);
(6)、《铁路工程物理勘探规程》(TB10013-2004);
(7)、《煤田地球物理测井规程》;
(8)、《渝昆线临港至宜宾段板栗山隧道物探验证深孔钻探技术要求》。
(五)勘探测试质量简评
本次勘探测试工作内容与采用方法手段齐全,质量良好,资料成果代表性较好,可靠程度较高。
通过本次工作查明了该深孔揭露地段的地层岩性、地质构造、储气构造的天然气情况、岩层富水性、地温、岩石声波等工程地质条件,提供了含水层的有关水文地质参数。
深孔钻探与测试工作量均满足合同要求,所提交的资料符合XXX工程集团有限责任公司提供的《渝昆线临港至宜宾段板栗山隧道物探验证深孔钻探技术要求》,符合铁路勘察有关技术规范、规程的要求。
第二章勘察工作
第一节钻探
一、钻孔设计
该隧道位于四川盆地北东部的广元市元坝区石井铺乡,隧道钻孔位置及高程由XXX工程集团有限责任公司施测,钻孔设计按照《兰渝线南广段长大隧道深孔钻探技术要求》编制。
钻孔有关技术参数如下表:
钻孔技术参数表 表2
孔号
里程
坐标(m)
高程
(m)
设计孔深(m)
E
N
DK609+185右12m
457458.10
3566916.00
982.00
DK611+000左7.2m
457606.4
3565106.8
836.6
252
DK612+320右12m
457679.7
3563786.6
665.9
72
DK614+100左8m
457825.40
3562014.50
692.70
102.00
二、钻进方法及主要技术手段
根据《兰渝线南广段长大隧道深孔钻探技术要求》及孔内地层情况选用钻进方法,采取相应的技术手段。
各孔钻进方法及技术手段如下:
DZ-MLG-1:
采用XY-42A型钻机钻进,φ150合金钻头开孔,钻至12.89m改用φ110金金钻头钻进,钻进速度1.50~2.00m/h,钻至199.47m时改用φ91合金钻头钻进至终孔深度,速度约1.80~2.00m/h。
钻进过程中,当钻至17.93m时,发生孔壁掉块现象,为保证钻探施工的顺利进行,共下φ146护壁套管17.47m。
DZ-MLG-2:
采用XY-2型钻机钻进,φ150合金钻头开孔,钻至8.25m改用φ94金钢石钻头双管钻进,钻进速度1.50~2.00m/h,钻至157.56m时改用φ94单管金钢石钻头钻进,钻进速度约2.00m/h,钻至203.50m时改用φ94金钢石钻头双管钻进至终孔深度。
2008年3月25日,在钻进至最后一个回次时,发生断钻杆事故,经借用机械手,于3月26日断钻事故处理完毕,保证了钻探施工的顺利进行。
DZ-MLG-3:
采用XY-150型钻机钻进,φ130合金钻头开孔,钻至3.60m改用φ110合金钻头钻进至终孔深度,钻进速度1.50~2.00m/h。
DZ-MLG-4:
采用XY-150型钻机钻进,φ130合金钻头开孔,钻至4.00m改用φ110金金钻头钻进至终孔深度,速度约2.00m/h。
各钻孔土层采用干钻,基岩采用清水循环钻进。
对水文地质试验的钻孔,对孔径不满足试验要求的孔段采用φ110合金钻头扩孔。
三、孔深
各孔钻至终孔深度后,经监理组及XXX工程集团有限责任公司工程技术人员实测钻杆进行现场验收。
钻探施工严格按《兰渝线南广段长大隧道深孔钻探技术要求》进行孔深校正,经孔深校正,各孔校正误差小于0.10m,满足相关规范要求。
孔深校正成果见表3。
孔深校正成果表表3
钻孔
编号
校正
次数
钻具总长(m)
钻孔深度(m)
地上余尺(m)
误差
(cm)
设计孔深
实钻孔深
51.36
49.47
1.08
405.00
100.72
99.73
2.52
4
156.6
153.73
1.05
205.23
203.99
1.21
252.74
251.15
1.93
6
302.92
300.59
7
355.66
352.35
409.34
52.97
51.87
252.00
103.55
101.00
151.7
150.64
202.65
201.49
254.71
52.92
50.03
2.86
72.00
73.99
1.87
52.91
50.91
104.06
四、孔斜、孔径
经综合测井,钻孔孔斜、孔径测试结果如下:
侧斜终点(井深405.00m,高程577.16m)孔斜度为3.0°
,方位角为347°
,水平偏移:
7.27m,垂直深度:
404.89m,孔斜误差≤1.5°
/100m,满足《铁路工程地质钻探规程》(TB10014-98)钻探孔斜允许误差的规定。
整个钻孔0.00m~303.08m段井径变化范围大,为115~222mm,303.08m至终孔深度井壁规则,井径变化范围为111~128mm。
侧斜终点(井深248m,高程588.83m)孔斜度为1.6°
,方位角为293°
3.11m,垂直深度:
247.97m,孔斜误差≤1.5°
/100m,
满足《铁路工程地质钻探规程》(TB10014-98)钻探孔斜允许误差的规定。
整个钻孔0.00m~225.65m段井径变化范围大,为109~186mm,225.65m至终孔深度井壁规则,井径变化范围为104~116mm。
侧斜终点(井深94m,高程598.70m)孔斜度为1.7°
,方位角为298°
2.31m,垂直深度:
93.97m。
钻孔除81.19m处井壁不完整外,井壁较规则,井径变化范围为98~130mm。
孔斜、孔径详细变化情况见钻孔《综合测井技术报告》(由四川省煤田地质工程勘察设计研究院提供)。
五、钻探地质编录
在钻探施工过程中,将顺次从岩芯管中取出的岩芯清洗干净,按从上到下、从左到右的顺序装箱,依次填好岩芯签,并及时拍摄数码岩芯照。
岩芯保存至终孔,并经甲方现场代表验收同意后撤去。
根据岩芯特征进行岩性鉴定及分层描述,并对岩石的硬度、完整性、节理、裂隙情况作较为详细的描述。
六、岩芯采取
钻孔采用合金钻头开孔,钻进时全断面取芯、严格控制回次进尺、严格遵守操作规程,确保完整地层采取率>80%,破碎带采取率>50%。
各钻孔按第四系全新统覆盖层、基岩风化程度及洞身取样段(孔底以上约30m范围)进行岩芯采取率、岩石质量指标RQD值统计,其统计成果见表4。
分段岩芯统计成果表表4
序
号
深度范围值
厚度
时代成因
风化程度
岩芯采取率(%)
RQD指标(%)
岩石质
量分类
范围值
段平均
0~1.60
1.60
Q4dl+el
/
100
1.60~10.60
9.00
W3
89~95
92
10.60~375.00
364.44
W2
61~100
93
59~100
89
较好
375.00~407.07
32.07
98~100
99
91~97
好
0~2.05
2.05
W4
2.05~5.95
3.90
95
5.95~222.00
216.05
81~100
91
43~95
85
222.00~252.71
30.71
83~95
43~91
79
0~2.40
2.40
Q4dl+col
80~90
86
0~4.70
2.30
83
4.70~40.00
35.30
80~92
42~88
76
40.00~72.10
32.10
70~92
32~99
67
较差
0.00~3.30
3.30
81~85
3.30~4.40
1.10
/
87
4.40~72.00
67.60
83~96
90
57~100
72.00~102.21
30.21
91~96
94
93~100
96
七、封孔
全孔采用水泥砂浆封孔,并在孔口设永久性标记。
八、钻孔质量评价
该隧钻探施工严格按有关规范及XXX工程集团有限责任公司《渝昆线临港至宜宾段板栗山隧道物探验证深孔技术要求》进行钻探,地质技术人员跟班编录,确保了原始资料的真实性和准确性,孔位经甲方确认无误后开孔。
钻探过程中的孔深校正、各层段及关键部位岩芯采取率标准、终孔时全孔封孔均严格按照甲方提供的《渝昆线临港至宜宾段板栗山隧道物探验证深孔钻探技术要求》执行。
第二节水文地质试验
一、试验方法的选取
1、地下水位的测定
采用电测水位计对钻孔水位进行跟踪测定,每天上午开钻前进行一次水位测量并记录,钻孔终孔后按技术要求测量终孔水位及静止水位。
2、试验方法的选定
隧道深孔静止水位埋深不大,地下水多赋存于泥质砂岩及砂岩中,水量较丰富,孔径满足抽水试验要求,为了获取各含水层的有关水文地质参数,经征求甲方现场技术人员意见后,决定对该隧道DZ-MLG-1、DZ-MLG-4号深孔进行抽水试验。
二、抽水试验过程
钻孔抽水试验以深井泵为动力,流量表计量水量,电测水位计进行孔内水位测量,温度计计量水温及气温,秒表进行计时。
在抽水试验前对试验段以外的地层均作了止水处理。
抽水试验于终孔验收后进行,作好洗井、试抽、观测静止水位、测量孔深等辅助工作后,于2008年4月9日10:
40开始正常抽水,于2008年4月11日7:
25结束,共作三个降深值,之后进行恢复水位观测。
于2008年4月11日13:
41结束全部抽水试验。
抽水试验于终孔验收后进行,作好洗井、试抽、观测静止水位、测量孔深等辅助工作后,2008年03月29日09:
25开始正常抽水,于2008年03月30日11:
03结束,共作三个降深值,之后进行恢复水位观测。
于2008年03月31日9:
33结束全部抽水试验。
钻孔抽水试验严格按照《铁路工程水文地质勘察规程》(TB10049-2004)及相关规范进行,工作内容齐全,采用方法手段恰当,各项数据可靠,资料成果代表性较高,质量良好。
三、抽水试验资料分析
据《铁路工程水文地质勘察规程》(TB10049-2004)选用公式:
K=
(裘布依公式)
R=
(库萨金经验公式)
式中:
k——渗透系数(m/d)
R——影响半径(m)
Q——流量(m3/d)
S——降深(m)
H——含水层厚度(m)
r——钻孔半径(m)
经计算:
抽水试验渗透系数k1=0.002166m/d,k2=0.002736m/d,k3=0.001963m/d,渗透系数采用:
K=
(k1+k2+k2)=0.002288m/d,为弱透水层。
抽水试验渗透系数k1=0.1404m/d,k2=0.009967m/d,k3=0.009022m/d,渗透系数采用:
(k1+k2+k2)=0.009222m/d,为弱透水层。
由以上试验结果可知场地内钻孔所揭露地层透水性弱,含水量较小,水文地质条件简单。
试验成果详见该孔《抽水试验综合成果图》。
第三节物探综合测井
一、测井项目及质量评述
本次综合测井测试了三侧向电阻率、自然电位、自然伽玛、声波速度等四种物性参数,采样间隔、测量速度均符合“规程”“规范”规定,深度传送误差均小于5‰,所有验收曲线无畸变、断记等非正常反映。
按照“规程”“规范”规定进行了井斜、井温、井径测量。
所有资料均按“规范”要求验收,测井质量符合“规程”“规范”要求
二、岩体软弱夹层及破碎带
经综合测井发现:
钻孔DZ-MLG-1存在软弱夹层井壁扩大段45层,隧道洞身段存在软弱破碎带5层;
钻孔DZ-MLG-2存在软弱夹层井壁扩大段28层,隧道洞身段存在软弱破碎带3层;
钻孔DZ-MLG-4存在软弱夹层井壁扩大段12层,隧道洞身段存在软弱破碎带4层。
软弱夹层及破碎带详细分布情况见报告附件《综合测井技术报告》(由四川省煤田地质工程勘察设计研究院提供)。
三、隧道围岩分级
根据综合测井成果,钻孔隧道围岩分级见表5。
隧道围岩分级表表5
钻孔编号
底板高程
底板井深
层厚
岩石
名称
纵波速度 vp(km/s)
围岩分级
极小值
极大值
一般值
采用值
609.60
372.53
1.38
砂质泥岩
3.40
4.43
3.59
3.06
Ⅲ
602.41
379.73
7.20
泥质砂岩
3.78
4.46
4.05
3.44
600.56
381.58
1.85
泥岩
4.31
4.73
4.51
3.83
600.06
382.08
0.50
4.09
4.45
596.66
385.48
砂岩
4.78
4.62
3.93
594.06
388.08
2.60
4.24
4.56
4.40
3.74
592.27
389.88
1.80
4.20
4.87
4.65
3.95
591.27
390.88
1.00
4.19
3.56
589.67
392.48
1.60
4.41
4.70
588.97
393.18
0.70
4.27
4.64
587.07
395.08
1.90
4.34
4.90
4.79
4.07
580.99
401.17
6.09
3.52
3.79
3.22
612.38
224.45
7.68
3.91
3.67
3.12
611.18
225.65
1.20
2.88
3.48
2.65
Ⅳ
605.34
231.49
5.84
3.34
4.38
3.81
3.24
604.34
232.49
3.23
3.99
3.39
597.64
239.19
6.70
4.03
3.75
3.18
595.74
241.09
3.43
4.22
593.48
243.35
2.26
3.45
3.72
3.16
590.98
245.85
2.50
2.72
3.49
2.69
590.06
246.77
0.92
4.15
3.89
3.31
622.10
70.59
1.42
3.27
4.83
3.63
3.09
619.20
73.49
2.90
3.80
611.51
81.19
7.70
4.02
608.11
84.59
3.70
4.74
4.29
3.64
602.31
90.39
5.80
3.25
3.71
3.15
601.01
91.69
1.30
3.46
4.59
4.08
3.47
597.41
95.29
3.60
4.25
3.96
3.36
注:
上表中泥岩与砂质泥岩统称为泥岩。
四、地应力测试
根据技术要求,对该隧道DZ-MLG-1号深孔进行了地应力测试,共成功进行水压致裂法地应力测量6个点,应力方向测量3个点,地应力测量成果见表6。
地应力测量成果表表6
测段深度
压裂参数(MPa)
主应力值(MPa)
破裂
方位
(°
)
T
209.00-209.80
6.05
4.25
4.05
1.69
1.80
6.21
5.44
265.50-266.30
7.61
5.61
5.11
2.24
2.00
7.47
6.91
305.00-305.80
9.99
7.99
6.49
2.63
8.86
7.93
N33°
W
349.50-350.30
13.43
10.43
8.93
3.07
3.00
13.29
9.09
363.00-363.80
13.56
11.06
9.26
3.20
2.50
13.52
9.44
N25°
W
394.50-395.30
15.37
10.87
9.87
3.51
4.50
15.23
10.26
N32°
[注:
]
-岩石破裂压力,
-裂缝重张压力,
-瞬时闭合压力,
-岩石孔隙压力,T-岩石抗张
强度,
-最大水平主应力,
-最小水平主应力。
根据地应力测试成果可得出:
测量深度域内,应力值随深度增加而增大,最大
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