BOB半岛斗磨隧道位于贵州省关岭自治县境内,地处云贵高原构造剥蚀中低山区,区内地形波状起伏,隧址区内最高点位于隧道轴线m;最低点位于隧道出口南侧的河谷中,海拔高程1142m,相对高差1312.4m。隧道穿越区域以碳酸盐、含煤地层分布为主要特征BOB半岛,具有剥蚀~溶蚀槽谷地貌特点。地表分布有大多,溶槽、溶蚀地貌景观BOB半岛。
隧址区基岩大多,隧道进出口及缓坡地带分布有少量覆土BOB半岛,隧道区地表水以山间沟水为主,水量较小,雨季时沟内水量明显增加。地下水类型主要为第四系松散土层空隙水、基岩裂隙水、岩溶水。不良地质现象主要为岩溶及岩溶水、煤层瓦斯及采空区、危岩落石等,特殊岩土为石膏,斗磨隧道因高含量的瓦斯层,被列为沪昆全线的一级风险隧道,是铁道部重点工程。本次预报斗磨隧道进口平导D1K841+495掌子面前方150m的地质情况。
通过TST数据处理中地震数据导入、坏道剔出、带通滤波、干扰信号消除、观测坐标编辑、二维方向滤波等步骤,经全局扫描和分段扫描,得到预报地段围岩的速度分布,见图1所示。
使用前方回波地震数据和分析得到的速度分布,进行深度偏移成像,得到如图2所示的TST 构造深度偏移成像,它反映了掌子面前方的地质构造特征。
利用图1、图2并结合地质资料分析得出斗磨隧道进口平导D1K841+495掌子面前方150m内地质情况,可划分为3段(如表1):在D1K841+495~D1K841+526段附近围岩稳定性和完整性较差,裂隙较发育,岩体较破碎,分析存在溶洞或破碎带;在D1K841+526~D1K841+603段围岩稳定性和完整性较好,裂隙稍发育;在D1K841+603~D1K841+645段附近围岩稳定性和完整性较差,裂隙较发育,岩体较破碎,分析存在断层或软弱夹层。
根据以上预报结果,建议在施工的过程中,对围岩稳定性和完整性较差~差的地段,应加强支护。建议在D1K841+495~D1K841+526、D1K841+603~D1K841+645段采用地质雷达BOB半岛、红外探水仪或加深炮眼方法对掌子面前方地质灾害体分布和地下水情况进行探测。有必要时,采用多功能钻机进行超前钻探BOB半岛。
根据超前地质预报结果,施工方在掌子面进行了超前水平钻探测,探测结果为:里程D1K841+506~D1K841+517,此处存在较大溶洞,且有粘土、淤泥等填充物;里程D1K841+517~D1K841+538,此处钻杆推进速度忽快忽慢,钻孔处水为黑色,且带煤气味,初步判断此区段可能存在煤层[8]。
通过TST预报结果与超前水平钻探测结果相互对比应证,说明我们所作的建议是合理的,而在D1K841+495~D1K841+526段附近围岩稳定性和完整性较差,裂隙较发育,岩体较破碎,分析存在溶洞或破碎带,与超前水平钻探测结果基本符合。
本次在岩溶区铁路隧道超前地质预报中采用基于散射理论的TST 技术,基本查明了斗磨隧道进口平导掌子面前方150m内地质情况预报范围内的地质情况,探明了隧道掌子面前方岩溶裂隙的分布范围和规模以及发育情况,预报的结果与实际情况基本一致,为施工方提前采取支护措施提供了准确的地质依据,避免了工程事故的发生。本文应用基于散射理论的TST技术为岩溶发育地区开展超前地质预报提供了成功经验。