隧道紅外探水超前預(yù)報(bào)

1、 編號(hào)：LXTL-CHPSD-XD-012 一 般 長(zhǎng) 期 共 7頁(yè) 湖南科大工程檢測(cè)中心Engineering Inspection and Test Center of HNUST 超 前 地 質(zhì) 預(yù) 報(bào)Geological Forecast 工程(樣品)名稱Name of Engineering/Sample 麗香鐵路長(zhǎng)坪隧道斜井 監(jiān)測(cè)內(nèi)容Monitoring and measurement Content 紅外探水(XDK0+154-XDK0+124) 監(jiān)測(cè)類別Monitoring and measurement Classification 超前預(yù)報(bào) 委托(送檢)單位Authoriz

2、ed Company 中鐵十六局麗香鐵路站前四標(biāo)項(xiàng)目部 批準(zhǔn)人Approved By 陳根南 審核人Checked By 黃林華 監(jiān)測(cè)人Measured By 曾文杰、郭威 報(bào)告日期：2015年11月 17日Testing DateYear Month Day資質(zhì)證書編號(hào)：湘GJC乙011 Certificate No.: Xiang GJC B011 地址：湖南省湘潭市雨湖區(qū)石碼頭2號(hào)Address: Yuhu District, XiangTan, Hunan計(jì)量認(rèn)證編號(hào)：2014180707RMetrology Certification No.：2014180707R電話傳真/Tele

3、phone/Fax編/Post Code：411201聲 明Disclaimer注意事項(xiàng)/Notices：1報(bào)告涂改、錯(cuò)頁(yè)、換頁(yè)、漏頁(yè)無(wú)效；The report is invalid if pained page, mistook page, charged page, missed page. 2對(duì)本報(bào)告有異議或需說(shuō)明之處，可在簽發(fā)報(bào)告后的15日內(nèi)向本單位書面提出，本單位將于5日內(nèi)給予答復(fù)；Different opinions and required explanations about the report should be reported to the

4、 test department within 15 days from the date of receiving the report, then, given a reply within 5 days. -4-湖南科大工程檢測(cè)中心目 錄1、 工程概況11.1 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件11.2 隧道沿線周邊環(huán)境情況12、 探測(cè)原理、方法和測(cè)線布置12.1紅外探測(cè)原理12.2野外探測(cè)方法及布置2 2.3紅外探測(cè)測(cè)試結(jié)果分析3 3、 結(jié)論與建議41、 工程概況 長(zhǎng)坪隧道斜井設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為487米，采用無(wú)軌單車道運(yùn)輸，斷面尺寸為5.0米寬*6.0米高，平均縱坡為80，與正洞交點(diǎn)里程為DK61+400

5、，承擔(dān)正洞小里程施工任務(wù)2125米，大里程施工任務(wù)306米，共計(jì)2431米。1.1 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件一、工程地質(zhì)長(zhǎng)坪斜井XDK0+328-XDK0+298段屬高中山構(gòu)造剝蝕地貌，地表覆蓋坡殘積層粉質(zhì)黏土、角礫土，厚5-30m不等，局部較厚，下伏基巖為三疊系下統(tǒng)（T）砂質(zhì)板巖、板巖夾灰?guī)r。二、水文地質(zhì)側(cè)區(qū)地址構(gòu)造復(fù)雜，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈。地表水不發(fā)育，主要為坡面溝槽水，地下水主要為巖溶水，基巖裂隙水。不良地質(zhì)有巖溶、滑坡等，無(wú)特殊巖土，斜井通過(guò)碳酸鹽巖夾層，巖溶弱發(fā)育，地下水較發(fā)育，斜井開(kāi)挖可能遇溶洞等巖溶形態(tài)及涌水、突泥等危害。2 探測(cè)原理、方法和測(cè)線布置2.1紅外探測(cè)原理由于分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)

6、，地質(zhì)體每時(shí)每刻都在由內(nèi)部向外部發(fā)射紅外輻射，并形成紅外輻射場(chǎng)。地質(zhì)體由內(nèi)向外發(fā)射紅外輻射時(shí)，必然會(huì)把地質(zhì)體內(nèi)部的地質(zhì)信息，以紅外電磁場(chǎng)的形式傳遞出來(lái)。當(dāng)隧道前方和外圍介質(zhì)相對(duì)比較均勻，且不存在隱蔽災(zāi)害源時(shí)，沿隧道走向分別對(duì)頂板、底板、左邊墻、右邊墻向外進(jìn)行探測(cè)，所獲得的紅外探測(cè)曲線，具有正常場(chǎng)特征。當(dāng)隧道斷面前方或隧道外圍任一空間部位存在隱蔽災(zāi)害源時(shí)，隱蔽災(zāi)害源產(chǎn)生的災(zāi)害場(chǎng)就一定會(huì)迭加到正常場(chǎng)上，使正常場(chǎng)中的某一段曲線發(fā)生畸變，畸變段稱作紅外異常。紅外探測(cè)就是根據(jù)紅外異常來(lái)確定隱蔽災(zāi)害源的存在。隱蔽災(zāi)害源是指含水?dāng)鄬?、含水溶洞、地下暗河、氧化反?yīng)的煤體、儲(chǔ)存瓦斯的構(gòu)造。 紅外探測(cè)技術(shù)是利用任

7、何物體都會(huì)發(fā)射出紅外線，形成一個(gè)紅外場(chǎng)。將一個(gè)穩(wěn)定的質(zhì)體作為探測(cè)對(duì)象的場(chǎng)源時(shí)，由該物體所形成的紅外場(chǎng)的強(qiáng)度與場(chǎng)源本身的場(chǎng)強(qiáng)相一致。當(dāng)?shù)刭|(zhì)體中含地下水，那么地下水場(chǎng)源產(chǎn)生的紅外場(chǎng)會(huì)對(duì)地質(zhì)體場(chǎng)源所產(chǎn)生紅外場(chǎng)產(chǎn)生影響，使其場(chǎng)強(qiáng)發(fā)生變化。地質(zhì)體所形成的紅外場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)變化可用紅外線探測(cè)儀探測(cè)。根據(jù)圍巖紅外場(chǎng)強(qiáng)的變化來(lái)預(yù)報(bào)掌子面前方或洞壁四周是否隱狀含水體。紅外探測(cè)技術(shù)是由兩個(gè)部分組成，其一是：應(yīng)用原理、工作方法、探測(cè)技術(shù)要求、探測(cè)數(shù)據(jù)成圖、探測(cè)資料分析。其二是：必不可少的技術(shù)手段紅外探測(cè)儀。在復(fù)雜地質(zhì)條件下，特別是巖溶發(fā)育地區(qū)，相對(duì)掘進(jìn)隧道的隱伏水體或合水構(gòu)造，除了出現(xiàn)在掘進(jìn)前方之外，還可能出現(xiàn)在拱頂上方、

8、仰拱或底板下方、兩邊墻外部。針對(duì)復(fù)雜水文地質(zhì)特點(diǎn)，紅外探測(cè)儀可實(shí)現(xiàn)全空間全方位探測(cè)。其具體地質(zhì)預(yù)報(bào)內(nèi)容如下：A、通過(guò)超前探測(cè)可預(yù)報(bào)掘進(jìn)前方30米范圍內(nèi)有無(wú)含水?dāng)鄬雍腿芏?。B、通過(guò)對(duì)拱頂上方探測(cè)，可確定隧道上方30米范圍有無(wú)含水層或含水構(gòu)造。C、通過(guò)對(duì)仰拱或底板下方探測(cè)，可了解下方有無(wú)含水構(gòu)造，以預(yù)防滯后突水。D、分別向兩邊墻外部探測(cè)，了解30米范圍內(nèi)有無(wú)含水體或者含水?dāng)鄬?，以預(yù)防含水?dāng)鄬釉谇胺脚c隧道相交造成大突水。2.2.1探測(cè)方法沿隧道走向進(jìn)行紅外探測(cè)：以掌子面為起點(diǎn)，向隧道后方每個(gè)5米在一個(gè)邊墻上標(biāo)出探測(cè)順序號(hào)，總共標(biāo)12個(gè)探測(cè)順序號(hào)。每一個(gè)順序號(hào)探測(cè)的數(shù)據(jù)為:左邊墻腳探測(cè)數(shù)據(jù)，左邊墻探測(cè)

9、數(shù)據(jù)，拱頂探測(cè)數(shù)據(jù)，右邊墻探測(cè)數(shù)據(jù)右邊墻角探測(cè)數(shù)據(jù)，底板中線探測(cè)數(shù)據(jù)。探測(cè)掌子面：在掌子面上水平方向布置自上而下布置4條線，每條線上布置6個(gè)探點(diǎn)，探測(cè)時(shí)由左向右進(jìn)行探測(cè)。如圖1所示：圖1 掌子面探測(cè)點(diǎn)布置示意圖2.2.2 紅外探測(cè)測(cè)線布置2015年11月16日通過(guò)長(zhǎng)坪隧道斜井XDK0+154掌子面前方30米范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)報(bào)探測(cè)，長(zhǎng)坪隧道斜井掌子面后方已達(dá)到布置12個(gè)探測(cè)序號(hào)的范圍（60米），每5米一個(gè)斷面，所以對(duì)其沿隧道進(jìn)行探測(cè)。我們對(duì)其掌子面布置了24個(gè)點(diǎn)進(jìn)行探測(cè)，后方72個(gè)點(diǎn)進(jìn)行探測(cè)，掌子面布點(diǎn)如圖2所示：圖2 掌子面實(shí)際探測(cè)點(diǎn)布置示意圖2.3 紅外探測(cè)測(cè)試結(jié)果分析通過(guò)對(duì)長(zhǎng)坪隧道斜井XDK0

10、+154掌子面前方30米范圍內(nèi)的探測(cè)數(shù)據(jù)判斷：由掌子面巖體上均勻布置 24個(gè)測(cè)點(diǎn)的紅外輻射場(chǎng)強(qiáng)數(shù)值（見(jiàn)表1），可知其最大值為274W/cm2，最小值為263W/cm2， 差值為11W/cm2，大于允許的安全值10W/cm2。根據(jù)上述判別方法，結(jié)合已開(kāi)挖揭示的圍巖情況，可以判定 ：XDK0+154-XDK0+124段：巖體內(nèi)存在含水構(gòu)造，表現(xiàn)巖體富水性較強(qiáng)。表1 紅外探測(cè)記錄表掌子面紅外探測(cè)記錄表測(cè)點(diǎn)號(hào)123456Max橫向備注第 1 行2662722702692722748第 2 行2642662682662692685第 3 行2672642652642682654第 4 行26626826

11、32652652665Max縱向387579沿隧道走向紅外探測(cè)記錄表序號(hào)里程左邊墻腳左邊墻拱頂右邊墻右邊墻角底板中線備注1XDK0+159289287293290285289由掌子面向外測(cè)量2XDK0+1642892862902872842863XDK0+1692862852872862832834XDK0+1742842822852822812795XDK0+1792812792822782822756XDK0+1842822762802752792747XDK0+1892792772812742762728XDK0+1942762742782712732729XDK0+19927427327627227026910XDK0+20427227027226826726611XDK0+20927026927026726