略說隧道施工中引進的pdr技術運用

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1應用實例

該隧道穿越地層以碳酸鹽地層為主強烈發育，局部為碎屑巖，穿越2個向斜、3條區域性斷裂以及部分次級小斷裂。該隧道為一級風險隧道，高風險源為巖溶突水突泥、塌方風險。高風險段落主要集中在隧道通過斷層破碎帶等地質構造帶，且段內地表巖溶洼地落水洞發育，洞身穿越有溶蝕破碎帶、可溶巖與非可溶巖接觸帶、巖溶強烈發育段等。

1.1NWD方法原理和參數

NWD方法屬于直接鉆探法。通過使用不同型號的鉆頭(最大可配直徑225mm)直接對掌子面進行鉆探施工，對施工過程所用推進力、扭矩、打擊壓力、送(回）水壓力，送（回）水流量感應器等反射出來的信息，通過傳感器信息采集器傳至鉆機設備電腦，轉化為圖表、數字形式記錄在數據卡上，并且可實時顯示在操控屏，反映各參數數值變化，來反映鉆頭所接觸所在里程的地質性質、巖（土）帶硬度變化、溶洞斷層存在，含水巖層可做初步判斷；并可將數據卡記錄的數據通過MWD專用軟件處理，進行進一步的整理編輯，結合地質專業人員的專業判斷和制作出更直觀的地質帶圖表，可了解隧道工作面前方地質體的性質（軟弱巖帶、斷層、含水巖層等）和位置及規模，供相關部門參考。鉆機記錄的主要參數有：推進壓力、推進速度、旋轉壓力、旋轉速度、打擊壓力、打擊數、破壞能、進水壓力、進水流量、回水壓力及回水流量等。

1.2鉆孔選擇與實施

本次于小寨橫洞轉正洞隧道DK412+416.5處向小里程方向實施水平鉆探，共鉆3個孔，三孔呈三角狀，1#、2#孔進行不取芯的超前鉆探，3#孔進行抽芯取樣分析。

2數據處理及結果解譯

一般情況下，鉆進速度、打擊能（或破壞能）、進水壓、施工人工記錄（是否卡鉆、跳鉆、水壓是否突然變化、鉆出礫巖情況、沖洗液的情況等）與地質情況有較好的相關關系。當打擊能主頻變化越劇烈說明圍巖變化明顯，表明圍巖整體性差，打擊能主頻變化平穩，說明圍巖巖性均勻；鉆進速度曲線變化情況同樣反映圍巖的變化情況，變化越明顯，表明圍巖整體性越差，相反，說明圍巖巖性均勻；由水壓曲線判定圍巖內軟弱夾層情況：水壓曲線變化平穩，可以判斷圍巖夾層較少，相反可以判定圍巖夾層較多。里程DK412+416.5~DK412+349.5段圍巖完整性差，終點里程可能存在裂縫或夾層；里程DK412+349.5~DK412+348.0段圍巖完整性差，可能存在破碎帶或較大裂縫；里程段圍巖完整性差。再結合3#孔取芯結果（巖芯樣品均較為破碎，多為碎塊，短柱狀）對比判斷，前方圍巖完整性和穩定性差，存在破碎裂隙帶，圍巖級別為V級。

3結語

超前水平鉆因取芯鉆占用掌子面時間太久，對現場操作技術人員經驗要求較高，并只能反應一個點前方的地質情況等，若采取"物探指導鉆探、鉆探驗證物探"的方式，更顯目的性。物探結合鉆探方式的超前地質預報技術是探測隧道掌子面前方不良地質體和巖溶裂隙水的有效手段，結合工程地質、水文地質分析可提高判斷的準確性，從而有效地減少隧道施工涌水、突泥和塌方等災害的發生，提高隧道施工工作效率，減少施工風險，保障人員生命和財產安全。

作者：甄耀珠劉春輝單位：中交第四航務工程局有限公司