超前探测在溶洞探险中的应用

施工中将超前探测纳入施工工序管理,采用综合超前探测方法判明溶洞的边界、范围、水量、水压、水质等参数,初步判断溶洞的发育范围、规模,及性质,为制定溶洞处理方案、降低施工风险提供依据。

结合云雾山隧道和新圆梁山隧道工程地质特点及分级,超前地质预测预报综合技术采取“地表和洞内相结合原则、长距离和短距离相结合原则、宏观控制和微观探测相结合原则、构造探测和水探测相结合原则、地质法-物探法-钻探法相结合原则”的“五结合原则”,通过地质法分析前方地质构造,物探法确定前方不良地质。施工中在TSP、地质雷达、红外探水、地质素描等预报手段的基础上,把钻孔法作为主要的手段,对施工过程中隧道开挖掌子面前方及开挖后隧道周边隐伏岩溶进行多方位立体式有效地探测。通过对各种预报方法相互印证,不断总结提高预测预报的准确性,较确切地探明溶洞、溶腔的性质和规模,为溶洞、溶腔处理提供科学决策的依据。

云雾山隧道超前地质预测预报长度为6 640多米,在超前地质预测预报过程中采用了以上各种预测预报手段,并且收到很好的效果。隧道出口DK245+645～+570段的超前地质预测预报是比较典型的例子,当开挖至DK245+645左右,掌子面揭示为灰岩,但存在局部裂隙少量渗水现象。(www.xing528.com)

云雾山隧道出口Ⅰ线在DK245+645掌子面用德国克莱姆钻机进行超前水平钻探时,出现涌水、涌砂现象,钻孔最大出水量达到800 m3/h,随后在Ⅰ线DK245+645掌子面施作封堵墙,进行超前水平钻探,先后在该掌子面钻10个孔,初步判定该溶洞为充填型溶洞,充填物为泥加砂,充填物遇水成流塑状,施工难度极大,施工受阻。在Ⅰ线施工受阻情况下,经多方研究决定提前进入Ⅱ线,为了探测该溶洞与Ⅱ线的线路关系,决定在Ⅰ线DK245+680处向线路左侧增加横通道,在DK245+680横通道施作超前水平钻探,再次遇到该溶洞,超前钻孔出水出泥,溶洞突出物与Ⅰ线基本相同,由此判定Ⅰ、Ⅱ线溶洞连通性是极强的。

围绕帷幕注浆大管棚方案与直接放水揭示方案,经过多方反复论证并收集相关资料,2008年11月6日,铁道部工程管理中心在北京举行工程院士论证会,确定采用“释能降压、爆破放水、直接揭示”方案。