TSP探测技术在引汉济渭工程秦岭隧洞S段上游突发涌水事故中的应用

主 隧 洞开 挖 段 ７０余 米 全 部 被 淹 ， 深 超 过 ３ｍ。施 ０ 水
工 方 及设计 方 迫切 需 要 查 清 此 次 突 发 涌水 的原 因 ， 以
为 石英 岩 及 片 麻岩 、 岗岩 ， 石呈 微 风化 一 未风 化 ， 花 岩 以 Ⅲ类 、 Ⅱ类 围岩 为 主 ， 受地 质 构 造 影 响较 严 重 ， 理 节
图１ Ｔ ＳＰ探测技术原理
２ Ｔ Ｐ探 测 技 术 原 理 Ｓ
Ｔ Ｐ探 测技 术 属 地 震 反射 波法 超 前 探 测 技 术 ， Ｓ 其 原理 如 图 １ 地震 波在 指定 的震 源点 （ 常 在 隧道 的 ， 通
３ 探 测 结 果 分 析
测线 位 于 隧 洞 左 边 墙 ， 用 激 发 孔 ２ 采 ４个 ， 深 孔 １ ５ｍ， 间距 １５ｍ； ． 孔 ． 接收孑 Ｌ ２个 ， 深 １９ｍ， 孔 ． 对称 分
形式 向前 传播 ， 当地 震 波 遇 到 岩 石 物 性 界 面 （ 即波 阻
抗 界 面 ，例 如断 层 、 石 破 碎 带 、 性 突 变等 ） ，一 岩 岩 时
部分 地震 信号 反射 回来 ， 部 分地 震 信 号 透 射 进入 前 一 方介质 ， 反射 的地震 信 号 被 两 个 三 维高 灵 敏 度 的地 震 检 波器 （ 左边 墙 、 边墙 各 一个 ） 收 。通过 对 接 收信 右 接 号 的运 动学 和动 力学 特 征 进 行分 析 ， 可 推 断 断 层及 便 岩 石破 碎带 等不 良地 质体 的位 置 、 模 、 规 产状 和岩 土力
４ｉ ， 测量 涌 水量 约６０ ０～７２ ０Ｉ ／ 。很 短 时 间 里 经 ｎ ０ ０ Ｉ ｄ Ｔ
１ 工 程 地 质 及 水 文 地 质 概 况
秦 岭隧 洞 Ｓ 位 于秦岭 中低 山区 ， 段 地形 起伏 ， 主洞
洞 室最 大埋 深 约 １ ０ ０ｍ。工 程 范 围 内主 要 涉 及 岩 性 ０
Ｔ Ｐ探测技术在引汉济渭工程秦岭隧洞 Ｓ段上游突发涌水事故中的应用 ： Ｓ 王宗旭
４ ５
文章 编 号 ：６ ２—７ ７ （ ０ ２ ０ ０ ４ ０ １７ ４ ９ ２ １ ）４— ０ ５— ３
Ｔ 测 技 术 在 引 汉 济 渭 工 程 秦 岭 隧 洞 Ｓ Ｐ探 Ｓ段 上 游 突 发 涌 水 事 故 中 的应 用
王 宗 旭
（ 铁道第一勘察设计 院陕勘公司 ，陕西宝鸡 ７ １０ ） ２ ０ ０
Ｔｈｅ Ａｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ Ｐ ｔ ｃ ｉ ｎ Ｔｅ ｈ ｉ ｕ ｎ Ｄｅ ｌｗｉｈ Ｓ ｄ ｅ ｌｃ ｔｏ ｆ ＴＳ Ｄｅ ｅ ｔｏ ｃ ｎ ｑ ｅ ｉ ａ ｔ ｕ ｄ ｎ Ｗ ａ ｅ ｓ ｉ ｇ Ａｃ ｉ ｅ ｔｏ ｐ ｒ Ｒｅ ｃ ｅ ｅ ｔｏ ｆ ｔ ｒ Ｇｕ ｈ ｎ ｃ ｄ ｎ ｆＵｐ ｅ ａ ｈ ｓ Ｓ ｃ ｉ ｎ Ｓ ｏ
２ ４个 激 发孑 距 离 工作 面 ２ Ｌ ８ｍ。激 发 孔 与接 收 孔 处 于 同一高 度 。测 试 时 逐 个 引 爆 激 发 孔 中 炸 药 （ ０～５ ２ ０ ｇ ， 检波 器 同时接 收 。 ） ２个 在经 过 Ｔ Ｐ系 统 自带 的 分 析 处 理 软 件 Ｔ Ｐ Ｎ Ｓ Ｓ ＷＩ Ｐ Ｕ ． Ｌ Ｓ２ １处理后 ， 到 ２维 深度 偏移 成像 （ ２ 、 得 图 ） ２维
采用 素 混凝 土桩 加 固地基 可 较大 幅度 提 高复合 地
基 承载 力 。 由于设 置 了褥 垫层 ， 间 土 的承 载 力 得 到 桩
了充 分发 挥 ， 很好 地 解决 路基 地基 变形 问题 ， 足沉 降 满 量要 求 。素 混凝 土灌 注桩 适 用于 受 电力线 下等 低矮 空 间影 响 的段 落 ， 造价 低 ， 工期 相 对 较 短 ， 有 较 好 的经 具 济性 和适 用 性 ， 用 前景 十分 广 阔 。 应
学参数。
岩石 特性 曲线 与反 射层显 示 （ ３ 等 图件 。 图 ）
图 ２ ２维 深 度 偏 移 成 像
图 ２显示 在 ７ ０—８ 段存 在 较 多 反 射 界 面且 以 ５ｍ
负反射 居 多 ， ３显 示在 工作 面前 方 ２ ７ ７～ ５ ６ 段 图 ５６ ２７ １
可 能存 在 微 型 褶 皱 ， 体 破 碎 ， 层 富 水 。２ ７ ４～ 岩 岩 ５４ ２ ７ ７段约 ７ｍ 岩 体 破 碎 ， 层 富 水 。这 两 段 无 明 显 ５３ 岩 水 力联 系 。２ ７ ７～２ ７ １段 是 造 成 本 次 涌 水 的 主 要 ５６ ５６
参 考 文 献
［ ］ 龚 晓南 ． １ 复合地基 理论及 工程应 用［ ． Ｍ］北京 ： 中国建 筑工业 出版
［ ］ Ｇ ０ ０ －２ ０ 建筑地基基础设计规范［ ］ ６ Ｂ５ ０７ ０ ２ ｓ
［ ］ 阎 明礼． ７ 地基处理技术［ ． Ｍ］ 北京 ： 中国环境科学出版社 ，９ ６ １９ ［ ］ Ｊ Ｊ９ ２０ 建筑地基处理规范 ［ ］ ８ Ｇ７－ ０２ ｓ ［ ］ 崔维孝． ９ 深厚压缩层地基条件下桩筏基础路基沉降特性研究［ ］ Ｊ．
收 稿 日期 ：０ ２— ３—３ ２１ ０ ０ 作 者 简 介 ： 宗 旭 （９ ６ ）男 ，０ ８年 毕 业 于 成 都 理 工 大 学 勘 查 技 术 王 １８ 一 ， ２０ 与工程专业 ， 理工程 师。 助
给 ， 质 良好 ， 水 对混 凝 土无 侵 蚀 性 ， 于 地 下水 弱 富水 属
便 采取 应 对措 施 。为 此 ， 该 隧 洞 中使 用 了瑞 士 安伯 在 格 技术 公 司 的 Ｔ Ｐ探测 技术 Ｓ ， 得 了 良好 的效果 。 取
裂 隙较发 育 ， 片理 、 麻 理 较 发 育 ， 体完 整 性 较 差一 片 岩
较 完整 。
地下 水 为基岩 裂 隙水 ， 量较 丰 富 ， 水 受大 气 降水补
左 边墙 或右 边墙 ，大约 ２ ４个炮 点布 成一条 直线 ） 小 用
量 炸 药激 发产 生 ， 生 的地震 波 在 岩 石 中以球 面波 的 产
布 隧洞 左右边 墙 。 由于本 次 涌 水 较 大 ， 法 接 近工 作 无 面 ， 收孔距工 作 面 ７ 距 离第 一个 激发 孔 １ 第 接 ９ｍ， ９ｍ，
该 段无 区域性 断裂 通过 ， 次涌水 应 以节理 、 隙 此 裂 密 集带 形 成 的基 岩 裂 隙水 为 主。２ ７ ７～２ ７ １段 约 ５６ ５６
原因， 建议 施工 中加 大排水 措施 进行 短进 尺 、 支 护爆 强
破 施工 。 在 后续 施工 中 ， 开挖揭 示 ２ ７ ７～２ ７ ２段 石英 岩 ５６ ５６
Ｈａ ｉ Ｗ ｅ Ｗ ｏ ｋ ｉ ｄ Ｑｉｌ ｇＴ ｎ ｅ ｎＪ— ｉ ｒ ｓＣ ｔ ｎｉ ｕ ｎ ｌ ｅ ｎ
Ｗ ＡＮＧ ｎ — Ｕ Ｚｏ ｇ Ｘ
摘 要 引汉 济 渭工程 秦岭 隧 洞 ｓ段 ．作 面 突发 涌水 ， 该 隧洞 中应 用 了 Ｔ Ｐ探 测技 术 ， Ｔ ＿ － － 在 Ｓ 成功地 查
造节 理裂 隙中 ， 水不 发育 。 泉 本 次涌 水工作 面处揭露 岩性 为下 元古 界长 角坝岩 群 黑龙 潭岩 组石英 岩 ， 岩石 呈 微 风 化一 风 化 ， 构 造 未 受
影 响 较重 ， 节理 裂 隙发育 ， 局部 较破 碎 ， 属于 Ⅲ类 围岩 ，
施 工 中工 作面 中央 突然发 生 涌水 。
岩体 破碎 、 隙极 发 育 ， 隙 多 以 张裂 隙为 主 ， 隙最 裂 裂 裂
宽约 ７ｅ 该 段是 此次 涌 水 的 主要 原 因。施 工 通过 这 ｍ，
一
６ 岩体 因受 区域 构 造 挤压 作 用 形 成 大 量 节理 、 隙 ， ｍ 裂
地 段后 ， 隧洞 开挖 顺利 ， 此段 出水 量逐 渐变小 趋 于稳
明 了 涌 水 原 因 ， 设 计 和 施 工 提 供 了依 据 。 为
关 键词
Ｔ Ｐ 涌水 Ｓ
汉济 渭工程 秦 岭 隧洞
文献 标识 码 ： Ｂ
中图分 类号 ： Ｕ ５ Ｔ ７３
引汉 济 ｝ 工 程 秦 岭 隧 洞 ｓ段 上 游 工 作 面 突 发 涌 胃 水 ， 水将 工作 面 约 ８ ｍ 厚 围岩击 穿 ， 射距 离 接 近 涌 ０ｃ 喷
区 。无 区域性 断裂 通 过 ， 麻 岩 、 英 岩 、 岗 岩多 为 片 石 花
社 。０ ７ ２０
沉 降 的要求 ； 运 营后沉 降 观测 结果来 看 ， 从 工后 沉 降也 在 设计 控制 范 围 内 ， 明 了素 混 凝 土 桩 地基 加 固措 施 说
是合 理 的 。
［ ］ 刘成宇． ２ 土力学［ ． 京 ： Ｍ］ 北 中国铁道 出版社 ，０ ０ ２０ ［ ］ 孟非 ， ３ 熊巨华 ， 杨敏． 素混凝 土桩复合地基 的工程实践 ［ ］ 四川建 Ｊ． 筑科学研究 ，０ ４ ２） ２０ （ ［ ］ 池跃君 ， ４ 宋二祥 ， 金淮 ， 素混凝 土桩复合 地基荷载传 递机理 的 等． 试验研究 ［］ 工业建筑 ，０ １３ （ ）３ Ｊ． ２０ ，１ ４ ：９—４ ２ ［ ］ Ｊ Ｊ９ ２ ０ 建筑地基处理规范 ［ ］ ５ Ｇ７－ ０２ ｓ
物 性参 数 波பைடு நூலகம் 较大 、 泊松 比呈变大 趋势 、 波速度 呈变 横
小趋势 ， 反映该段岩体物性极不均 ， 裂隙发育， 岩体破 碎 ， 体 富水 。２ ７４～ ５ ３ 亦 有 这 种情 况 。其 余 岩 ５ ４ ２７ ７段 段 只有局 部有 反射 界面 ， 预示 围岩 完整 性较 好 。
铁 道 工 程 学 报 ，０ ９ ４ ９—２ ２ ０ （ ）： ５
铁
道
勘
察
２ １ 第 ３期 ０ ２年
中厚 层 状或 巨块 状 ， 岩质坚 硬 而脆 。原生层 理 、 浅层 风 化 节理 、 隙较 发育 ， 裂 构造 节理 、 隙较发 育一 发育 ， 裂 以 密 闭～ 微 张 为主 。地 下 水 主要 储 存 于 层理 、 风化 及 构