高密度电法在深埋隧道层间裂隙水探测中应用

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1、高密度电法在深埋隧道层间裂隙水探测中应用　　摘要：在深埋隧道施工过程中，由于勘察设计的局限性和隧道围岩地质条件的复杂性，不良地质地段准确位置之间不可避免的存在误差，进而引发隧道内塌方、涌水、涌泥等地质灾害，对隧道施工造成极大的影响及危害。某隧道施工过程中，DK123+672处发生涌水，为确保隧道施工安全，使用高密度电法对掌子面前方地质情况进行了准确及时的预报，并以此为依据进行动态设计，确保了隧道施工安全，达到了较好的预报效果。关键词：高密度电法；隧道工程；层间裂隙水；工程应用Theapplication

2、ofhigh-densityelectricalmethodonthedetectionoflayerfissurewaterindeeptunnelAbstract:Duringtheconstructionofdeeptunnelasthesurveyanddesignlimitationsandthecomplexityofgeotechnicalconditionsthereexitssomeerrorsfortheexactlocationofadverse6geologicalsites.S

3、ubsequently,thesewillleadtotunnelcollapse,waterburstandmudburstwhichinfluencethesafetyconstructionofthetunnel.DuringtheconstructionofatunnelthereexistedwaterburstinthesectionofYK123+672.Tokeepthesafetyoftheconstructionthehigh-densityelectricalmethodwasus

4、edtoforecastthegeologicalconditionsaheadthetunnelface.Onthebasisofthethisthesafetyofthetunnelconstructionwaskept.Keyword:high-densityelectricalmethod;tunnelconstruction,layerfissurewater;engineeringapplication中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1引言由于隧道区域地质条件的复杂性和勘察设计的局

5、限性，难以对复杂的地质情况作出准确的微观把握，从而造成地质勘探资料往往与实际情况不符，特别是不良地质地段准确位置之间不可避免存在误差，为及时掌握掌子面前方的不良地质情况，采用地质超前预报来预测隧道掌子面前方不良地质情况，达到控制掌子面前方不可见险情显得尤为重要[1-6]。6隧道地质超前预报由来已久[7]，超前预报的方法也有很多，目前探测裂隙水的技术方法主要有隧道地质超前预报系统(TSP)、水平声波剖面(HSP)法、陆地声纳法、探地雷达(GPR)法、超前钻孔法和超前平导法等几种[8]。高密度电法具有采集数

6、据密度大，数据反演成果反映剖面和深度双重性质，横向、纵向分辨率高的特点[9]。本文主要介绍高密度电法工作的基本原理、高密度电法的预报方法及其在隧道施工中的应用。2工程背景某隧道全长约7500m，起讫桩号为DK118+963~DK126+487，隧道最大埋深约878m，属特长深埋隧道。隧道区属构造剥蚀、侵蚀中低山深切沟谷地貌区，地形切割较深，沟谷斜坡地貌发育，峰顶呈浑圆状，丘脊宽缓，山岭穿越区地形切割较强，山间沟谷发育，沟谷峡窄。隧道区地下水主要为基岩裂隙水，基岩岩组属区内相对隔水层，但其浅部风化裂隙发育

7、，局部存在构造破碎带，为地下水赋存提供了物理空间，主要接受大气降水垂直入渗补给，通过侧向渗流向地形较低的沟谷地带排泄，受裂隙发育程度，充填物等因素制约，贮水空间有限。62011年5月25日下午14时，该隧道出口右线DK123+672发生涌水，从掌子面拱顶处及右拱肩处两处探孔喷射而出，涌水量较大，具有一定的压力，估测涌水量达150m3/h。图1DK123+672处涌水Fig.1WaterinrushingatDK123+672由于隧道反坡开挖，且涌水处离洞口2769m，落差46.85m，远距离抽水给排水带

8、来较大困难。该处围岩为三级互层状长石石英砂岩和泥质粉砂岩，地质勘测资料中隧道计算总涌水量为608m3/d，远小于隧道实际涌水量，造成隧道发生涌水时，排水能力不足，致使掌子面处发生大范围积水，至5月27日，洞内积水至DK123+762，距掌子面90m，且洞内水位仍在不断上升。为尽早排除洞内积水，并掌握掌子面前方层间裂隙水的含量，尽早恢复正常施工，拟采用高密度电法对掌子面前方裂隙水含量进行预测。3高密度电法探测原理高密度电阻率法是以岩土体导电性