复杂地质条件下综合勘测技术的应用.docVIP

PAGE PAGE 1 复杂地质条件下综合勘测技术的应用 　　【摘要】通过对大巴山隧道隧址区地层、地质构造的研究分析，采用综合勘测技术手段，预测隧道掘进过程中可能出现的各种不良地质灾害，预防和杜绝安全事故的发生，取得较好的勘查效果和良好的经济效益和社会效益。 　　【关键词】综合勘测手段；复杂地质构造；不良地质现象；病害预测 　　1　概况 　　阿荣旗至北海公路是交通部规划的八条西部开发省际公路通道之一，是连接我国西北、华北与西南地区及沿海省市的重要公路干线，在全国高速公路网中具有举足轻重的地位。陕（西）（四）川界秦巴山区的大巴山公路隧道长约6.2Km，为全线的控制性工程，根据《新大巴山隧道工程地质说明书》及大巴山隧道1：1万工程地质图，区内地层从震旦系到三叠系均有出露。地层中有高碳质泥岩、煤层、泥质砂岩、砂岩、灰岩、硅质白云岩等，地层岩性较多，可能出现的不良地质现象有岩溶突水、突泥、煤层瓦斯、硬质岩石的岩爆、软质岩石的变形等，工程地质条件极其复杂。 　　近年来，四川地区公路隧道施工和后期运营中，发生了几起事故，如：2005年12月22日，四川都江堰董家山隧道发生瓦斯爆炸事故，造成44人死亡，11人受伤的重大事故；四川华蓥山隧道根据施工阶段的观测资料，隧道溶洞、涌水（泥、砂石）多次出现，并含有大量的瓦斯及多种有害气体，遭遇特大涌突水（泥、砂）近30次。这些事故的发生，与勘察阶段地质资料的准确性关系密切，对后期隧道的勘察精度提出了更高的要求。 　　2　隧址区构造发育情况 　　大巴山隧道隧址区大地构造位于扬子准地台大巴山褶皱带，隧址区内褶皱、断裂构造非常发育。大巴山区地层多为二叠系长兴组、吴家坪组、茅口组灰岩，含有煤层和高炭质泥岩，三叠系嘉陵江组二段厚层状灰岩，岩溶管道大涌水以及砂岩裂隙水等比较发育。 　　区内褶皱构造紧密细长，轴部岩层直立，甚至倒转，脊线走向大致为北西向，起伏大致向南东倾伏，轴面多向北东倾斜。在隧址区前段，以源滩-莲花池背斜为主体，两侧均发育有复式褶皱。在大巴山隧址区出口段，有与轴面平行的逆断层7条，构成叠瓦式的断层系，由北东向南西推复，隧址区褶皱轴线及断裂线的方向，因受地台基底轮廓控制，而沿扬子准地台弯曲，在大巴山隧址区南部大体为北西向，在大巴山隧址区北部复式背斜大体为近东西向，短轴褶曲轴线及断裂线以源滩～莲花池背斜轴线为中心，呈外旋、放射状排列。其中的褶皱有子母梁～竹园向斜、后寨沟～刀淋沟背斜、后寨沟向斜、胡家屋基～庙梁上背斜、胡家湾向斜、胡家湾～黑垭口倒转背斜、张家坪～簸箕湾倒转向斜，发育的断裂既有区域性的大断裂，也有局部性质不明小断裂，其断裂走向与构造线基本一致，并以逆断层为主。 　　3　综合勘测技术的应用 　　本次大巴山隧道工程地质勘查，对各种手段要解决的主要地质问题加以研究，以求达到在同类工程地质条件下公路隧道勘测手段优先推广应用之目的。尤其是特长隧道，受地质条件的复杂性和勘察周期的限制，复杂场地（岩溶、破碎带、岩性纵横向差异大的地区）在设计阶段布置合理的勘察工作量，评价隧道的围岩级别，对隧道掘进过程中可能出现的涌水、突泥、煤层瓦斯、硬质岩石的岩爆、软质岩石的变形等不良地质现象做出合理、准确地预测。综合勘测技术的使用是在充分了解以上地质资料的基础上，本着客观准确的原则，利用多种手段，有针对性地查明各种地质灾害，为大巴山公路隧道的设计提供充分的地质依据，为隧道掘进过程中存在瓦斯、岩爆、突泥、突水等公路地质病害作出预测并建议合理的处治措施。 　　3.1工程地质调绘 　　主要对本区的地层、构造、水文等地质现象的核实与补充，在岩石出露较好地段，通过实测地质断面，分析并推断隧道在掘进时，通过各断层和褶皱核部时，可能出现的不良地质现象并作出合理的预测、预防。在褶皱与断层的交汇部位布置适量挖探工程，揭露断层破碎带的宽度及断层两侧岩石的完整性及风化程度，推测隧道通过段围岩的完整程度。 　　3.2　物探 　　利用瑞雷面波、浅层地震折（反）射法、视电阻率、高密度电法等常规手段，查明隧道洞身岩性的风化深度、进出口段覆盖层的厚度及密实程度，断层通过位置及隧道深埋段围岩结构特征并评价可能影响工程的地质异常区（带）。目前较为先进的技术有CSAMT大地测深仪，利用可控源音频大地电磁法为主，以激发极化法和瞬变电磁法为辅助手段，综合利用物探资料及地面工程地质勘察结果对深埋、长隧道围岩的结构特征进行解释，并评价可能影响工程的断层破碎带及异常区，对工程勘察及施工提供有用的信息。还可利用陆地声纳法、微分电测深、V8大地电磁仪相结合，可准确查明石灰岩地区岩溶发育的走向、规模、及顶底板埋深，对隧道的选线及施工的超前预报起到积极的作用。 　　3.3　钻探 　　为了验证异常区和取得一些原位测试数据，钻孔应布置在多种构造的复合部位，因为这些部位通