隧道报告.docx
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隧道报告
第一章前言
(一)工程概况
隧道位于宜宾市翠屏区南广镇,隧道进口位于南广镇幸福村,出口位于南岸街道凤凰村附近,隧道全长1690m。
测区有临江街、蜀南大道东段、七星路东段及乡村公路通过,交通较为便利。
隧道出口以路基形式下跨蓉昆线(隧道形式)。
为给该工程提供设计所需的资料和参数,受XXX工程集团有限责任公司委托,XXX(以下简称“我院”)对该隧道6个深孔进行岩土工程地质钻探。
根据甲方提供的《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》,本次钻探工作的主要目的为:
1、进行岩性分层,查明岩体破碎程度;
2、进行波速及地温测定;
3、进行地应力测试;
4、进行水文地质试验;
5、观测天然气溢出情况(含量、压力等指标);
(二)工作时间过程
2017年7月我院接到任务后,立即组织工程技术人员对场地进行了踏勘,重点核查了钻孔附近地层岩性、地质构造、地形地貌、水文地质及交通条件,并根据甲方提出的《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》,钻探及地质技术人员于2008年2月21日入场作准备工作,并于2008年2月26日开始进行钻探工作,钻探过程中严格执行甲方提出的《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》及铁道部和国家颁布的有关规程、规范,2008年4月11日结束全部野外作业,随即转入室内资料整理及报告编写工作。
(三)完成工作量统计
该孔完成的主要工作量如下表:
表1
项目
岩芯钻探
水文测试
综合测井
水文
测井
水质简分析
岩石试验
钻孔
编号
钻探
进尺
水位观测
抽水试验
声波
测井
自然伽玛
视电阻率
自然电位
井温
井径
井斜
物理力学分析
天然抗压
饱和抗压
烘干抗压
压缩试验
三轴试验
波速测试
单位
m
孔
次/降深
米
米
米
米
米
米
米
米
件
组
组
组
组
组
组
件
工
作
量
DZ-MLG-1
407.07
1
1/3
353.9
402.9
355.7
356.88
804.88
400.5
405.0
714.18
2
13
10
8
5
3
2
9
DZ-MLG-2
252.71
/
/
236.2
247.5
234.9
234.65
498.2
245.0
333.0
492.6
2
10
10
10
/
/
/
/
DZ-MLG-3
72.10
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
2
14
14
14
/
/
/
/
DZ-MLG-4
102.21
1
1/3
89.2
92.82
90.50
91.51
92.6
92.1
94.0
90.30
2
13
13
13
/
/
/
/
(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
DZ-MLG-1
DK609+185右12m
457458.10
3566916.00
982.00
407.07
DZ-MLG-2
DK611+000左7.2m
457606.4
3565106.8
836.6
252
DZ-MLG-3
DK612+320右12m
457679.7
3563786.6
665.9
72
DZ-MLG-4
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
(m)
实钻孔深
(m)
DZ-MLG-1
1
51.36
49.47
1.08
2
405.00
407.07
2
100.72
99.73
2.52
4
3
156.6
153.73
1.05
4
4
205.23
203.99
1.21
4
5
252.74
251.15
1.93
5
6
302.92
300.59
1.93
5
7
355.66
352.35
1.93
6
8
409.34
407.07
1.93
6
DZ-MLG-2
1
52.97
51.87
1.08
2
252.00
252.71
2
103.55
101.00
2.52
3
3
151.7
150.64
1.05
1
4
202.65
201.49
1.21
5
5
254.71
252.71
1.93
3
DZ-MLG-3
1
52.92
50.03
2.86
3
72.00
72.10
2
73.99
72.10
1.87
2
DZ-MLG-4
1
52.91
50.91
1.08
3
102.00
102.21
2
104.06
102.21
2.52
2
四、孔斜、孔径
经综合测井,钻孔孔斜、孔径测试结果如下:
DZ-MLG-1:
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。
DZ-MLG-2:
侧斜终点(井深248m,高程588.83m)孔斜度为1.6°,方位角为293°,水平偏移:
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。
DZ-MLG-4:
侧斜终点(井深94m,高程598.70m)孔斜度为1.7°,方位角为298°,水平偏移:
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
钻孔
编号
序
号
深度范围值
(m)
厚度
(m)
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
范围值
段平均
DZ-MLG-1
1
0~1.60
1.60
Q4dl+el
/
100
/
/
/
2
1.60~10.60
9.00
W3
89~95
92
/
/
/
3
10.60~375.00
364.44
W2
61~100
93
59~100
89
较好
4
375.00~407.07
32.07
W2
98~100
99
91~97
93
好
DZ-MLG-2
1
0~2.05
2.05
W4
/
100
/
/
/
2
2.05~5.95
3.90
W3
/
95
/
/
/
3
5.95~222.00
216.05
W2
81~100
91
43~95
85
较好
4
222.00~252.71
30.71
W2
83~95
89
43~91
79
较好
DZ-MLG-3
1
0~2.40
2.40
Q4dl+col
80~90
86
/
/
/
2
0~4.70
2.30
W3
80~90
83
/
/
/
3
4.70~40.00
35.30
W2
80~92
85
42~88
76
较好
4
40.00~72.10
32.10
W2
70~92
83
32~99
67
较差
DZ-MLG-4
1
0.00~3.30
3.30
Q4dl+el
81~85
83
/
/
/
2
3.30~4.40
1.10
W4
/
87
/
/
/
3
4.40~72.00
67.60
W2
83~96
90
57~100
91
好
4
72.00~102.21
30.21
W2
91~96
94
93~100
96
好
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。
DZ-MLG-1:
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。
DZ-MLG-4:
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:
DZ-MLG-1:
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。
DZ-MLG-4:
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:
K=
(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
(m)
底板井深
(m)
层厚
(m)
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
DZ-MLG-1
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
Ⅲ
600.56
381.58
1.85
泥岩
4.31
4.73
4.51
3.83
Ⅲ
600.06
382.08
0.50
泥质砂岩
4.09
4.73
4.45
3.78
Ⅲ
596.66
385.48
3.40
砂岩
4.05
4.78
4.62
3.93
Ⅲ
594.06
388.08
2.60
泥质砂岩
4.24
4.56
4.40
3.74
Ⅲ
592.27
389.88
1.80
砂岩
4.20
4.87
4.65
3.95
Ⅲ
591.27
390.88
1.00
泥质砂岩
3.93
4.56
4.19
3.56
Ⅲ
589.67
392.48
1.60
砂岩
4.41
4.70
4.62
3.93
Ⅲ
588.97
393.18
0.70
泥质砂岩
4.27
4.64
4.40
3.74
Ⅲ
587.07
395.08
1.90
砂岩
4.34
4.90
4.79
4.07
Ⅲ
580.99
401.17
6.09
泥质砂岩
3.52
4.73
3.79
3.22
Ⅲ
DZ-MLG-2
612.38
224.45
7.68
泥质砂岩
3.22
3.91
3.67
3.12
Ⅲ
611.18
225.65
1.20
泥岩
2.88
3.48
3.12
2.65
Ⅳ
605.34
231.49
5.84
泥质砂岩
3.34
4.38
3.81
3.24
Ⅲ
604.34
232.49
1.00
砂岩
3.23
4.51
3.99
3.39
Ⅲ
597.64
239.19
6.70
泥质砂岩
3.12
4.03
3.75
3.18
Ⅲ
595.74
241.09
1.90
泥质砂岩
3.43
4.22
3.99
3.39
Ⅲ
593.48
243.35
2.26
泥质砂岩
3.45
3.91
3.72
3.16
Ⅲ
590.98
245.85
2.50
泥岩
2.72
3.49
3.16
2.69
Ⅳ
590.06
246.77
0.92
泥质砂岩
3.39
4.15
3.89
3.31
Ⅲ
DZ-MLG-4
622.10
70.59
1.42
泥质砂岩
3.27
4.83
3.63
3.09
Ⅲ
619.20
73.49
2.90
砂岩
3.34
4.09
3.80
3.23
Ⅲ
611.51
81.19
7.70
泥质砂岩
3.39
4.02
3.67
3.12
Ⅲ
608.11
84.59
3.40
砂岩
3.70
4.74
4.29
3.64
Ⅲ
602.31
90.39
5.80
泥质砂岩
3.25
4.38
3.71
3.15
Ⅲ
601.01
91.69
1.30
砂岩
3.46
4.59
4.08
3.47
Ⅲ
597.41
95.29
3.60
泥质砂岩
3.78
4.25
3.96
3.36
Ⅲ
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
序
号
测段深度
(m)
压裂参数(MPa)
主应力值(MPa)
破裂
方位
(°)
T
1
209.00-209.80
6.05
4.25
4.05
1.69
1.80
6.21
4.05
5.44
/
2
265.50-266.30
7.61
5.61
5.11
2.24
2.00
7.47
5.11
6.91
/
3
305.00-305.80
9.99
7.99
6.49
2.63
2.00
8.86
6.49
7.93
N33°W
4
349.50-350.30
13.43
10.43
8.93
3.07
3.00
13.29
8.93
9.09
/
5
363.00-363.80
13.56
11.06
9.26
3.20
2.50
13.52
9.26
9.44
N25°W
6
394.50-395.30
15.37
10.87
9.87
3.51
4.50
15.23
9.87
10.26
N32°W
[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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