曾 曉 青

(廣東珠三角城際軌道交通有限公司，廣東 廣州 510000)

超前地質(zhì)預(yù)報作為地質(zhì)探測一種重要方式，主要作用是對隧道開挖工作面進行探測，探明掌子面正前方的工程地質(zhì)情況與水文地質(zhì)及不良地質(zhì)的工程性質(zhì)、位置、產(chǎn)狀、規(guī)模，為優(yōu)化工程設(shè)計，指導(dǎo)施工提供地質(zhì)依據(jù)，能有效降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的幾率和危害程度，規(guī)避施工風(fēng)險。但由于泥水盾構(gòu)施工自身特性，采用普通的超前水平鉆不僅影響到正常的掘進，還會破壞原有的掌子面泥水平衡，而現(xiàn)實的泥水盾構(gòu)工程實例中采用超前鉆方法進行探測的較少,尚無十分成熟的經(jīng)驗。本文以城際某隧道為例,研究泥水盾構(gòu)機超前鉆探的地質(zhì)預(yù)報方法，以期能夠為以后的同類工程提供參考。

1 工程概況

隧道全長6 150 m，設(shè)計時速200 km，采用單洞雙線模式，隧道外徑達到13.1 m，盾構(gòu)段長4 900 m。隧道洞身主要穿越軟弱土層、軟硬不均和全斷面巖層，局部為破碎帶。隧道位于華南加里東褶皺帶一級構(gòu)造單元內(nèi)，該區(qū)域范圍陸域主要屬于粵北、粵東北—粵中坳陷帶，其西部位于粵西隆起區(qū)內(nèi)，海域則位于萬山隆起區(qū)和珠江口坳陷區(qū)二級構(gòu)造單元內(nèi)。區(qū)域在大地構(gòu)造上屬于華南加里東褶皺帶，地質(zhì)介質(zhì)剛性程度較高，后期幾經(jīng)構(gòu)造運動的疊加、改造，構(gòu)造比較復(fù)雜。隧道最大覆土深度64 m，水底深17 m。盾構(gòu)線路起點以3%的縱坡下行，坡長1 300 m,然后以1.23%的縱坡下行，坡長1 550 m；再以3%的縱坡上行，坡長2 050 m，到達盾構(gòu)隧道終點。

2 超前水平鉆方案實施

2.1 超前鉆使用設(shè)備

現(xiàn)場使用盾構(gòu)機為海瑞克S985泥水盾構(gòu)，該盾構(gòu)在中盾處預(yù)留超前鉆機施工孔位，其中包含15個徑向孔位，3個水平孔位。利用徑向孔位進行鉆探取芯，施工角度為11°。取芯桿長70 cm，外徑75 mm，內(nèi)徑50 mm，每根鉆桿長度在1.5 m。將帶有鉆機的適配盤安裝在管片拼裝機的吸盤上，鉆孔作業(yè)時，根據(jù)前期勘探揭示的異常區(qū)域結(jié)合施工條件布置，通過拼裝機的旋轉(zhuǎn)調(diào)整鉆孔孔位。

2.2 鉆孔深度

對超前地質(zhì)鉆孔來說，鉆進距離越長，對施工的指導(dǎo)意義就越大，但隨著鉆進的距離加大，其鉆機受到的阻力也會增加，鉆進速度也會逐步降低，鉆孔易偏離設(shè)計位置，揭露前方地質(zhì)情況難度也會隨之增加。結(jié)合盾構(gòu)機的設(shè)備情況，鉆孔深度應(yīng)在鉆探過程中進行動態(tài)控制和管理，根據(jù)鉆孔情況可適時調(diào)整鉆孔深度，以達到預(yù)報的目的為原則；在需連續(xù)鉆探時，一般每循環(huán)可鉆20 m～60 m；連續(xù)預(yù)報時前后兩循環(huán)鉆孔應(yīng)重疊5 m～8 m。

2.3 鉆孔數(shù)量

正洞無大異常(如大斷層、大出水點)，徑向鉆孔為1個，深度20 m～60 m，遇大異常增至2孔～3孔，情況復(fù)雜時，鉆孔數(shù)量根據(jù)具體情況研究確定。

2.4 鉆孔方式

超前地質(zhì)鉆孔由于速度慢，占用盾構(gòu)機時間較長，可以采用沖擊鉆與回轉(zhuǎn)取芯相結(jié)合的方式。在斜向鉆桿還未深入掌子面的部位采用沖擊鉆，在掌子面以后其余的部位采用回轉(zhuǎn)取芯鉆的方式；在一般地段采用沖擊鉆，特殊地段采用回轉(zhuǎn)取芯鉆。

在鉆進過程中，可通過巖芯管的響聲、鉆速及其變化、巖芯、卡鉆情況、鉆桿震動情況、沖洗液的顏色及流量變化等粗略探明巖性、巖石強度、巖體完整程度及地下水發(fā)育情況。

3 結(jié)語

采用徑向超前地質(zhì)鉆探改變常用掌子面水平鉆方式，能減少對盾構(gòu)機的影響，保持掌子面的穩(wěn)定，通過鉆探結(jié)果可獲知掌子面前方沿鉆孔深度內(nèi)的地質(zhì)狀況，實現(xiàn)對挖掘面前方地質(zhì)狀況的識別，為安全準確地進行盾構(gòu)施工提供依據(jù)，具有一定的創(chuàng)新性和工程應(yīng)用價值。