隧道底部隐伏岩溶探测方案

隧道隐伏岩溶探查方案

一、实施依据

1．《铁路隧道超前地质预报技术指南》铁建设〔2008〕105号；

2．《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-2008；

3．《铁路工程地质勘察规范》 TB10012—2007；

4．《铁路工程不良地质勘察规程》 TB10027—2001；

5．《铁路工程特殊岩土勘察规程》 TB10038—2001；

6．《铁路工程地质钻探规程》 TB10014—1998；

7．《铁路工程物理勘探规程》 TB10013—2004；

8．《铁路工程水文地质勘察规程》 TB10049—2004；

9．其他现行的有关标准、规范、规程、规定等。

二、工作内容及原则

1.隧道施工空间狭窄，围岩存在不稳定性，各类施工机具设备活动频繁，隧道隐伏岩溶探查实施难度较大。因此，隧道开挖后的隧底及洞周隐伏岩溶探查应当根据具体情况采用适宜的方法。

2.对隧底及洞周开挖过程中揭露的大型岩溶工点，原则上有进出溶洞条件的须采用仪器进行跟踪探测，查明其空间形态与洞身的关系，测量精度应满足相关规范要求。

3.采用风枪对隧底及周边岩溶进行探查，是隐伏岩溶探查的最基本手段。

对风枪探查出的洞周异常及无法进入实测的洞周岩溶，原则上采用地质雷达法进一步探查，因地制宜布置测线，探查岩溶异常范围。

4.对隧底埋深较浅（埋深＜3m）的岩溶，需要增加钎探、风镐等手段进行探查。

5.对隧底隐伏较深（埋深≥3m）的岩溶，应采用钻探并结合物探查明岩溶空间形态。

探测隧底岩溶的物探方法主要有地质雷达法、直流电测深法（高密度电法）等。测线原则上沿隧道轴线、左右线中心及边墙脚等布置，开挖过程中分段探查。

6.各种探查方法须提交相应的探查说明（或报告）及相关图件。

7.大型岩溶工点需绘制相应的平面、地质纵横断面图并编写岩溶勘察报告（或说明）。

三、主要技术要求

1．隧底及洞周岩溶测量及素描

（1）工作要求

a.对隧底及洞周发现的溶蚀沟槽、溶洞（腔）、裂隙发育带、地下水发育段等进行测量，绘制洞壁、拱顶、隧底岩溶平、剖面图，比例尺原则上应采用1:50～1:500。

b.素描工作应在测量图件的基础上进行，并完成数码摄像。

c.岩溶暗河（泉）、涌突水点、涌突泥点的位置等应准确测量，水量、洪水期水位等应调查测量。

（2）资料整理要求

a.隧道洞底、拱顶岩溶发育平剖面图（比例尺1:50～1:500）；

b.隧道洞壁岩溶发育平剖面图（比例尺1:50～1:500）；

c.隧道岩溶洞穴（溶蚀沟槽）实测平、剖面及横断面图（比例尺1:50～1:500）；

d.地下水流量等水文测量成果；

e.岩溶涌、突水量等测量成果；

f.数码影像成果等。

2．工程地质测绘

（1）工作要求

a.岩溶洞穴顶板节理、裂隙分布及充填、胶结程度，岩层产状，

单层厚度，洞顶、洞底、洞壁完整程度；

b.洞穴的形态尺寸，建筑物跨越洞穴的位置、宽度，洞顶（底）板至建筑物界线间的岩层厚度；

c.洞内沉积物、水痕、积水、水流等情况；

d.溶蚀沟槽、溶隙等空间发育特征、充填物情况；

e.水文地质特征如暗河（泉）补给来源、水流方向、长时间水量动态变化特征等；

f.涌（突）泥（水）动态观察。

（2）资料整理要求

按相关规范、规程，将地质调查测绘成果反映到实测的岩溶段测量图件中。

3．风枪探孔

(１)工作要求

采用风枪探孔对隧底及周边岩溶进行探查。每个断面布置10个探孔，分别位于拱顶、左右拱脚、左右边墙中部和左右边墙脚、隧底左右线中心及隧底轴线处。探孔深度5m，断面环向间距5m，遇到岩溶异常时应适当加密、加深。

(２)资料整理要求

作好风枪探孔记录，尤其是有岩溶异常的探孔需要详细记录岩溶深度、充填物性质、充水情况、岩石破碎程度等。

4．钎探、风镐探查

隧道底部及洞周有充填物且充填物厚度＜3m时使用，原则上孔间纵横向间距≯5m，探查范围须覆盖岩溶充填物。

作好钎探、风镐探孔记录，每孔的里程位置须准确定位，详细记录每孔岩溶充填物厚度、成分、软硬程度、含水程度等。

5．物探

（1）方法选择

基于探查效率及实用性考虑，目前在隧道施工中常用的岩溶物探方法主要有二种，即地质雷达法及直流电测深法（高密度电法）。地质雷达法可用于隧底和洞周岩溶探查，原则上现场首选该方法；直流电测深法（高密度电法）主要用于隧道底部大型岩溶工点（与钻探相结合）的探查。

（2）地质雷达

a.设备要求

须采用认证合格的地质雷达仪，为兼顾勘探深度和精度，天线频率可采用100MHz的一种屏蔽天线，或100MHz和200MHz的两种屏蔽天线。

b.外业布置

①采用连续测量方式。

②定位标尺间距不大于10m。

③隧底探察测线原则上沿隧道延伸方向，按隧道宽度平均布置3条测线，如下图，或针对风枪异常范围进行。

图1

④洞周探察原则上沿隧道延伸方向布置3条测线，拱顶一条、左右起拱线各一条，或针对风枪异常范围进行。

⑤施测时应清理现场，尽量使隧底平整、干燥，施工车辆、金属材料和设备应远离测线，一般距离大于30m。

⑥对现场无法撤离的金属物、障碍物，在施测时应做好详细的记

录（金属物或障碍物种类、位置、规模），资料解释时便于排除干扰。

c.资料处理

①雷达记录应清晰，反射波形、同相轴明显，不合格的记录应重测。

②对合格记录应进行必要的处理，如编辑、滤波、增益、褶积和消除背景干扰等。

③对每座隧道应独立确定电磁波介电常数，以便对雷达时间-波

形记录进行时深转换。

④对于外界的干扰源（金属物、障碍物）应在剖面图上详细标注。

⑤对于施工中揭示的地质病害、超欠挖情况应在剖面图上详细标注。

⑥处理深度应大于10m。

⑦在雷达剖面中应标出探测对象的反射波组，确定异常体的深度、规模和大致形态，并推断充填情况。

（3）直流电测深法（高密度电法）

a.设备要求

需采用认证合格的直流电法仪并确保供电和测量电线（电缆）不漏电，采集数据时，尽量采用大功率电源供电。

b.外业布置

①点距等于或小于5m（高密度电法为2m），最大电极距

AB/2max=50～100m。

②定位点距不大于10m。

③隧底探察测线原则上与地质雷达测线重合，如图1。

④施测时应清理现场，尽量使隧底平整、干燥。

⑤对于施测现场无法撤离的障碍物、如水管等金属导电物体，在施测时应做好详细的记录（障碍物和干扰源种类、位置、规模）。