某隧道深孔钻探技术措施

摘　要：本次勘探，查明了深孔揭露地段的地层岩性、地质构造、岩体声波等工程地质条件，所提交的资料均符合铁路勘察的有关技术规范、规程的要求，测试工作内容与采用方法齐全，质量良好，资料成果具有较好的代表性。

关键词：工程地质勘探；深孔钻探；钻进技术
　　1工程概况：
　　拟建某隧道位于四川省川主寺某村附近。进口位于G213公路旁洋洞河右岸，进口里程D1K268＋570.00，高程约3143m；出口位于新村，地处洋洞河右岸，出口里程D1K270＋823.00，高程约3164m；隧道全长约2253m，最大埋深366m，为一傍山型隧道；隧址区地面高程3140～3516m，最大相对高差约376m，属高中山剥蚀地貌区，洋洞河位于线路右侧，河谷深切，两侧横向沟谷发育，地形起伏较大。段内斜坡地段覆土较厚，局部冲沟里零星有基岩裸露，植被较好，局部平缓处被垦为旱地。大多数斜坡稳定性差。地势左高右低，自然坡度在10～65°。隧道进出口有G213国道及乡村便道相通，交通方便。
　　2钻进方法及主要技术手段
　　定测阶段该隧道共布置深孔1个，设计孔深160m，实钻深度164.16m；开孔孔径为130mm，终孔孔径为91mm。其钻进方法如下：采用GY-150型钻机钻进，用φ130mm合金钻头开孔，钻至9.30m下入φ127mm套管至9.30m，改用φ110mm金刚石钻头钻进至58.30m后用φ130mm金刚石钻头扩孔至12.10m并下φ127mm套管长12.10m，继续用φ110mm金刚石钻头钻进至74.60m，改用φ91金刚石钻头钻至164.16m后终孔。本孔9.30m以上采用干钻，9.30m至52.40m采用清水钻进钻进，52.40m至164.16m采用轻质泥浆钻进，钻孔在9.30m开始漏水，孔口不返水，孔深66～80m段有垮孔现象。钻进速度0.8～1.0m/h。
　　3岩芯采取及工程地质编录
　　深孔主要采用金钢石钻头钻进，泥浆钻进至终孔深度。基岩岩芯采取率达60～70%左右，RQD值一般在30～70。DZ-HSG-01孔隧道洞身RQD值70。
　　岩芯自岩芯管取出后，按先后顺序自上而下摆放于岩芯箱内，填写回次标签及班报表，对岩芯进行分箱拍照。对岩芯进行地质编录时，除逐节量取岩芯长度计算回次采取率和统计RQD值外，还对岩层分层描述，描述内容包括：岩石名称、颜色、风化程度、主要成分、结构构造、节理、裂隙、破碎程度等。对照要求检查，本次施钻钻孔岩芯采取率高，工程地质编录分层合理，岩石定名准确，各种地质现象描述无遗漏，各项原始记录齐全、清楚。钻孔岩芯采取率及RQD值统计结果详见表1。
岩芯分层及采取率统计分析表
钻孔编号序号岩性深度范围值（m）厚度（m）岩芯采取率（%）RQD指标(%)


范围值段平均范围值段平均DZ-HSG-011角砾土0～3.73.770～9080//
2砂岩（W4）3.7～9.65.990～10095//
3砂岩（W2）9.6～49.840.275～95850～8760
4挤压破碎带49.8～55.05.275～858000
5板岩（W2）55.0～62.07.080～90850～8140
6砂岩（W2）62.0～66.24.278～858000
7挤压破碎带66.2～68.01.8909000
8砂岩（W2）68.0～120.052.079～958530～8065
9板岩（W2）120.0～127.07.060～807510～7030
10砂岩（W2）127.0～142.015.080～959065～9080
11板岩（W2）142.0～152.110.180～959040～8070
12砂岩（W2）152.1～164.1612.0680～95950～8780　　4地层岩性与地质构造分析
　　4.1地层岩性分析：隧道地表上覆第四系全新统坡崩积（Q4dl+col）粉质黏土、碎石土、块石土；泥石流堆积（Q4sef）碎石土，冲积（Q4al）粉质粘土、卵石土。下伏基岩为三叠系上统侏倭组（T3zh）板岩、砂岩互层。
　　（1）粉质黏土（Q4dl+col）：浅黄色、灰黄色，硬塑状。主要分布于斜坡上，厚2～10m。
　　（2）碎石土（Q4dl+col）：灰色、灰褐色，稍密，碎石Φ60～200mm，占50～55%；角砾Φ2～60mm，占5～20%，余为粉质黏土、角砾土充填；分选性较差，石质成分多为变质砂岩、石英砂岩、板岩等，广泛分布于测段内，厚5～20m。
　　（3）块石土（Q4dl+col）：褐黄色，干燥，松散，石质成分主要为砂岩，板岩。厚5～20m。
　　（4）碎石土（Q4sef）：褐黄色，干燥，松散-稍密，石质成分主要为砂岩，板岩，碎石含量约为70%。
　　（5）粉质粘土（Q4al）：土黄色，硬塑，含少量圆砾，砂岩、板岩石质，含植物根系，厚0～5m。
　　（6）卵石土（Q4al）：灰白色，青灰色，饱和，中密。卵石占50～55%，Φ60～80mm，余为圆砾及砂充填，石质以弱风化砂岩、板岩为主，分布于隧道进口阶地地带，厚2～12m。
　　4.2三叠系上统（T3）：板岩多呈灰色、深灰色，灰黑色、薄层状结构，节理裂隙发育，出露的岩体极破碎，岩质软，遇水易软化，易风化剥落，抗风化能力弱。砂岩呈灰白色、灰色，粉细粒～细粒结构，质硬，层理清晰，呈薄～中厚层状，钙质胶结为主，偶见灰白色的石英脉。表层全风化带（W4）呈土状及角砾状，可见原岩结构，厚0～10m；强风化带（W3）岩芯多呈碎块状、碎石角砾状，厚5～20m；弱风化带（W2）岩层较完整，断口新鲜，岩心多呈短柱状，少量碎块状。DZ-HSG-01孔揭露该层厚164.16m。
　　4.3断层：线路右侧发育牟尼沟-羊洞河-热摩柯断裂为区域性大断裂，由其引起的次生断裂及褶皱密集发育。断层角砾主要分布于断层破碎带内，为灰黑色、深灰色、灰色，密实，潮湿，主要由板岩、砂岩组成，岩体极破碎，岩质较软，多呈角砾状及碎石状，角砾手捏易碎，见网状方解石脉。DZ-HSG-01孔分别在孔深49.8～55.0m、61.2～68.0m见挤压破碎带及砾岩，推测为区域断裂影响带。根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB 18306－2001）、“5.12”四川汶川地震后《四川 甘肃 陕西部分地区地震动峰值加速度区划图》（GB 18306－2001一号修改单）及四川赛思特科技有限责任公司《成都－兰州铁路重点工程场地震安全性评价报告》（2008年9月），测区地震动峰值加速度为0.20g。
　　5不良地质及特殊岩土
　　5.1泥石流：（1）位于D1K268+535～D1K268+555左侧沟槽，为坡面泥石流，物质主要为碎石土及角砾土，稍湿，松散，泥石流规模较小，雨季时有少量角砾及碎石被坡面流水携带而下堆于坡脚，由于坡面植被较好，物质来源有限，厚0～5m，对工程有一定影响，坡面需防护。（2）位于D1K270+300附近，线路以隧道形式通过，规模较小，对工程无影响。（3）位于隧道出口，与线路相交于D1K270+827～D1K270+872，线路以桥形式通过，线路通过其堆积区，其物质主要为 碎石土，潮湿，稍密，石质成分主要为砂岩，板岩，碎石含量约70%，粗角砾含量约20%，对工程有影响不大。
　　5.2季节性冻土：隧区属高原气候，从11月下旬开始至次年2月底，日平均气温均在零度以下，表层松软的粉质黏土容易形成季节性冻土，对工程不利。本地区最大冻结深度为1.2m，相关工程宜置于1.2m以下。
　　6结论
　　1、通过对钻探资料整理，本次钻探范围揭露地层复杂，岩层多为软硬夹层，岩体破碎，节理裂隙发育，隧道工程地质条件一般。
　　2、根据钻探资料显示，黄胜关隧道DZ-HSG-01孔下伏基岩以砂岩、板岩为主，受区域断层影响，节理裂隙发育，岩体破碎，富水性不均匀。板岩为软质岩，遇水易软化，易风化剥落，抗风化能力弱，隧道施工宜采用“短进尺，快循环，弱爆破，少扰动，紧封闭” 的掘进方法，防止塌顶，并作好超前地质预测预报，以防止和减轻因突水、坍塌所造成的灾害。
　　3、隧道洞身埋深较大，岩层多为软硬夹层，有产生弱岩爆及软岩变形的可能，应加强地质预报和应急预案。
　　4、隧道局部穿越夹炭质板岩，施工期间需加强监测和通风，同时加强地下水水质侵蚀性复查，根据复查结果采取相应的预防和处理措施。
　　5、隧址区属强地震区，施工时应按相应规范设防。
　　6、施工弃碴应合理堆放，避免产生人为泥石流。施工应注意环境污染，加强植被的保护和恢复，以利水土保持。