隧道紅外探水超前預報

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

2、ed Company 中鐵十六局麗香鐵路站前四標項目部 批準人Approved By 陳根南 審核人Checked By 黃林華 監(jiān)測人Measured By 曾文杰、郭威 報告日期：2015年11月 17日Testing DateYear Month Day資質證書編號：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Address: Yuhu District, XiangTan, Hunan計量認證編號：2014180707RMetrology Certification No.：2014180707R電話傳真/Tele

3、phone/Fax編/Post Code：411201聲 明Disclaimer注意事項/Notices：1報告涂改、錯頁、換頁、漏頁無效；The report is invalid if pained page, mistook page, charged page, missed page. 2對本報告有異議或需說明之處，可在簽發(fā)報告后的15日內向本單位書面提出，本單位將于5日內給予答復；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-湖南科大工程檢測中心目 錄1、 工程概況11.1 工程地質和水文地質條件11.2 隧道沿線周邊環(huán)境情況12、 探測原理、方法和測線布置12.1紅外探測原理12.2野外探測方法及布置2 2.3紅外探測測試結果分析3 3、 結論與建議41、 工程概況 長坪隧道斜井設計長度為487米，采用無軌單車道運輸，斷面尺寸為5.0米寬*6.0米高，平均縱坡為80，與正洞交點里程為DK61+400

5、，承擔正洞小里程施工任務2125米，大里程施工任務306米，共計2431米。1.1 工程地質和水文地質條件一、工程地質長坪斜井XDK0+328-XDK0+298段屬高中山構造剝蝕地貌，地表覆蓋坡殘積層粉質黏土、角礫土，厚5-30m不等，局部較厚，下伏基巖為三疊系下統(tǒng)（T）砂質板巖、板巖夾灰?guī)r。二、水文地質側區(qū)地址構造復雜，新構造運動強烈。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。不良地質有巖溶、滑坡等，無特殊巖土，斜井通過碳酸鹽巖夾層，巖溶弱發(fā)育，地下水較發(fā)育，斜井開挖可能遇溶洞等巖溶形態(tài)及涌水、突泥等危害。2 探測原理、方法和測線布置2.1紅外探測原理由于分子振動和轉動

6、，地質體每時每刻都在由內部向外部發(fā)射紅外輻射，并形成紅外輻射場。地質體由內向外發(fā)射紅外輻射時，必然會把地質體內部的地質信息，以紅外電磁場的形式傳遞出來。當隧道前方和外圍介質相對比較均勻，且不存在隱蔽災害源時，沿隧道走向分別對頂板、底板、左邊墻、右邊墻向外進行探測，所獲得的紅外探測曲線，具有正常場特征。當隧道斷面前方或隧道外圍任一空間部位存在隱蔽災害源時，隱蔽災害源產(chǎn)生的災害場就一定會迭加到正常場上，使正常場中的某一段曲線發(fā)生畸變，畸變段稱作紅外異常。紅外探測就是根據(jù)紅外異常來確定隱蔽災害源的存在。隱蔽災害源是指含水斷層、含水溶洞、地下暗河、氧化反應的煤體、儲存瓦斯的構造。 紅外探測技術是利用任

7、何物體都會發(fā)射出紅外線，形成一個紅外場。將一個穩(wěn)定的質體作為探測對象的場源時，由該物體所形成的紅外場的強度與場源本身的場強相一致。當?shù)刭|體中含地下水，那么地下水場源產(chǎn)生的紅外場會對地質體場源所產(chǎn)生紅外場產(chǎn)生影響，使其場強發(fā)生變化。地質體所形成的紅外場場強變化可用紅外線探測儀探測。根據(jù)圍巖紅外場強的變化來預報掌子面前方或洞壁四周是否隱狀含水體。紅外探測技術是由兩個部分組成，其一是：應用原理、工作方法、探測技術要求、探測數(shù)據(jù)成圖、探測資料分析。其二是：必不可少的技術手段紅外探測儀。在復雜地質條件下，特別是巖溶發(fā)育地區(qū)，相對掘進隧道的隱伏水體或合水構造，除了出現(xiàn)在掘進前方之外，還可能出現(xiàn)在拱頂上方、

8、仰拱或底板下方、兩邊墻外部。針對復雜水文地質特點，紅外探測儀可實現(xiàn)全空間全方位探測。其具體地質預報內容如下：A、通過超前探測可預報掘進前方30米范圍內有無含水斷層和溶洞。B、通過對拱頂上方探測，可確定隧道上方30米范圍有無含水層或含水構造。C、通過對仰拱或底板下方探測，可了解下方有無含水構造，以預防滯后突水。D、分別向兩邊墻外部探測，了解30米范圍內有無含水體或者含水斷層，以預防含水斷層在前方與隧道相交造成大突水。2.2.1探測方法沿隧道走向進行紅外探測：以掌子面為起點，向隧道后方每個5米在一個邊墻上標出探測順序號，總共標12個探測順序號。每一個順序號探測的數(shù)據(jù)為:左邊墻腳探測數(shù)據(jù)，左邊墻探測

9、數(shù)據(jù)，拱頂探測數(shù)據(jù)，右邊墻探測數(shù)據(jù)右邊墻角探測數(shù)據(jù)，底板中線探測數(shù)據(jù)。探測掌子面：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個探點，探測時由左向右進行探測。如圖1所示：圖1 掌子面探測點布置示意圖2.2.2 紅外探測測線布置2015年11月16日通過長坪隧道斜井XDK0+154掌子面前方30米范圍內進行預報探測，長坪隧道斜井掌子面后方已達到布置12個探測序號的范圍（60米），每5米一個斷面，所以對其沿隧道進行探測。我們對其掌子面布置了24個點進行探測，后方72個點進行探測，掌子面布點如圖2所示：圖2 掌子面實際探測點布置示意圖2.3 紅外探測測試結果分析通過對長坪隧道斜井XDK0

10、+154掌子面前方30米范圍內的探測數(shù)據(jù)判斷：由掌子面巖體上均勻布置 24個測點的紅外輻射場強數(shù)值（見表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，結合已開挖揭示的圍巖情況，可以判定 ：XDK0+154-XDK0+124段：巖體內存在含水構造，表現(xiàn)巖體富水性較強。表1 紅外探測記錄表掌子面紅外探測記錄表測點號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記錄表序號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由掌子面向外測量2XDK0+1642892862902872842863XDK0+1692862852872862832834XDK0+1742842822852822812795XDK0+1792812792822782822756XDK0+1842822762802752792747XDK0+1892792772812742762728XDK0+1942762742782712732729XDK0+19927427327627227026910XDK0+20427227027226826726611XDK0+20927026927026726