壓水試驗在新建鐵路隧道勘察工程中的應用

摘要:為隧道設計施工提供地質依據，必須詳細查明新建鐵路隧道斷層帶工程性質，巖體完整程度，含水或導水性、富水性程度，地下水對砼的侵蝕性等，分析水文地質條件以及綜合測井水文地質試驗。鐵路工程勘察中的壓水試驗，主要是為了探查巖層的裂隙性及滲透性，適用于含水層埋藏較深，抽水試驗有困難時采用。

關鍵詞:新建鐵路;隧道;富水性;壓水試驗;滲透系數

1 前言

華南某新建鐵路某隧道鉆孔于2008年6月至7月實施鉆探施工，該鉆孔位于廣東省肇慶市境內，孔口標高為136.464m，設計孔深為107.00m，路肩標高約為40.00m。野外工作采用以機械巖芯鉆探為主，結合現(xiàn)場水文地質測試的勘察方法，組織了一臺XY-150型鉆機承擔了該孔的鉆探施工任務。該鉆孔含水層埋藏較深，抽水試驗有困難，故采用壓水試驗了解巖層的裂隙程度及巖石滲透性，壓水試驗采用7段。

2 綜合測井

據綜合測井成果資料分析如下:

隧道洞身高程范圍內(井深82至102m)為石英砂巖，各測井曲線反映巖體完整性較好，聲波速度極小值為3.57km/s，極大值為4.56km/s，一般值為4.23km/s，折減換算成地震波速極小值為3.03km/s，極大值為3.87km/s，一般值為3.59km/s。

孔內最高自然放射性強度為12.0γ，自然γ活度為33.6Bq。為正常背景值。根據《鐵路工程不良地質地質勘察規(guī)范》(TB10027-2001)規(guī)定為放射工作場所非限制區(qū)，無放射性危害。

孔內水位2.93m，由井液電阻率和井溫曲線反映，在57.10～59.00m、63.40～67.20m、 76.90～78.70m為含水層。

3 壓水試驗的方法和類型

按試驗段劃分為分段壓水試驗，綜合壓水試驗和全孔壓水試驗。

按壓力點，又稱流量-壓力關系點，劃分為一點壓水試驗、三點壓水試驗和多點壓水試驗。

按試驗壓力劃分為低壓壓水試驗和高壓壓水試驗。

按加壓的動力源劃分為水柱壓水法、直流式壓水法和機械壓水試驗。

4 壓水試驗的成果整理

4.1 成果應用及其計算

根據巖性特征、巖體裂隙發(fā)育程度、地質構造特征以及隧道位置、綜合測井資料，對本孔進行了7段壓水試驗，采用3個壓力階段，三級壓力分別為0.3Mpa、0.6Mpa、1MPa。P-Q曲線為A(層流)型，單位吸水量w=Q/L*P，式中Q為第三階段的計算流量，L為試驗長度，P為第三階段的試段壓力;滲透系數K=0.525*w*lg(0.66*L/r)，式中r為鉆孔半徑。具體成果見表1:

4.2 含水層的富水(導水性)

根據鉆探揭露，水文地質測試、綜合測井，本孔地下水類型為構造裂隙水:主要以承壓水的形式賦存于碎裂巖裂隙中，據鉆探揭露，綜合測井資料表明，本孔該層含水層主要埋藏于57.10～59.00m、63.40～67.20m、76.90～78.70m的碎裂巖的構造裂隙中。經壓水試驗表明，該段位置其滲透系數在0.0250～0.1220m/d之間，為弱透水～中等透水層，屬強富水區(qū)，導水性較好。

4.3 水文地質條件

據綜合測井，水文地質測試表明，本孔的主要含水層有構造裂隙水。構造裂隙水主要以承壓的形式埋藏于碎裂巖的構造裂隙中，平均滲透系數0.0250～0.1220m/d，為弱透水～中等透水層，本孔穩(wěn)定水位在2.93m。地表溝谷深切，地表水發(fā)育。

5結束語

綜上所述，本孔隧道附近工程地質條件較差，洞身附近分布的巖層主要為碎裂巖，巖體結構破碎，地下水浸泡易膨脹崩解軟化，因此在開挖隧道時有產生坍塌和洞身變形的可能性;碎裂巖處于洞身和洞頂位置，富水性、透水性較好，因此在開挖隧道時有產生突水、涌泥的可能性。從而，在隧道開挖時應做好洞身變形、坍塌以及防水、排水工作，加強支護措施，必要時做好超前地質災害預測工作。

參考文獻

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