略说隧道施工中引进的pdr技术运用

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1应用实例

该隧道穿越地层以碳酸盐地层为主强烈发育，局部为碎屑岩，穿越2个向斜、3条区域性断裂以及部分次级小断裂。该隧道为一级风险隧道，高风险源为岩溶突水突泥、塌方风险。高风险段落主要集中在隧道通过断层破碎带等地质构造带，且段内地表岩溶洼地落水洞发育，洞身穿越有溶蚀破碎带、可溶岩与非可溶岩接触带、岩溶强烈发育段等。

1.1NWD方法原理和参数

NWD方法属于直接钻探法。通过使用不同型号的钻头(最大可配直径225mm)直接对掌子面进行钻探施工，对施工过程所用推进力、扭矩、打击压力、送(回）水压力，送（回）水流量感应器等反射出来的信息，通过传感器信息采集器传至钻机设备电脑，转化为图表、数字形式记录在数据卡上，并且可实时显示在操控屏，反映各参数数值变化，来反映钻头所接触所在里程的地质性质、岩（土）带硬度变化、溶洞断层存在，含水岩层可做初步判断；并可将数据卡记录的数据通过MWD专用软件处理，进行进一步的整理编辑，结合地质专业人员的专业判断和制作出更直观的地质带图表，可了解隧道工作面前方地质体的性质（软弱岩带、断层、含水岩层等）和位置及规模，供相关部门参考。钻机记录的主要参数有：推进压力、推进速度、旋转压力、旋转速度、打击压力、打击数、破坏能、进水压力、进水流量、回水压力及回水流量等。

1.2钻孔选择与实施

本次于小寨横洞转正洞隧道DK412+416.5处向小里程方向实施水平钻探，共钻3个孔，三孔呈三角状，1#、2#孔进行不取芯的超前钻探，3#孔进行抽芯取样分析。

2数据处理及结果解译

一般情况下，钻进速度、打击能（或破坏能）、进水压、施工人工记录（是否卡钻、跳钻、水压是否突然变化、钻出砾岩情况、冲洗液的情况等）与地质情况有较好的相关关系。当打击能主频变化越剧烈说明围岩变化明显，表明围岩整体性差，打击能主频变化平稳，说明围岩岩性均匀；钻进速度曲线变化情况同样反映围岩的变化情况，变化越明显，表明围岩整体性越差，相反，说明围岩岩性均匀；由水压曲线判定围岩内软弱夹层情况：水压曲线变化平稳，可以判断围岩夹层较少，相反可以判定围岩夹层较多。里程DK412+416.5~DK412+349.5段围岩完整性差，终点里程可能存在裂缝或夹层；里程DK412+349.5~DK412+348.0段围岩完整性差，可能存在破碎带或较大裂缝；里程段围岩完整性差。再结合3#孔取芯结果（岩芯样品均较为破碎，多为碎块，短柱状）对比判断，前方围岩完整性和稳定性差，存在破碎裂隙带，围岩级别为V级。

3结语

超前水平钻因取芯钻占用掌子面时间太久，对现场操作技术人员经验要求较高，并只能反应一个点前方的地质情况等，若采取"物探指导钻探、钻探验证物探"的方式，更显目的性。物探结合钻探方式的超前地质预报技术是探测隧道掌子面前方不良地质体和岩溶裂隙水的有效手段，结合工程地质、水文地质分析可提高判断的准确性，从而有效地减少隧道施工涌水、突泥和塌方等灾害的发生，提高隧道施工工作效率，减少施工风险，保障人员生命和财产安全。

作者：甄耀珠刘春辉单位：中交第四航务工程局有限公司