太焦高铁某段挖掘过程统计出水情况为6527.66 Qs(m3/d),为保证隧道施工顺利进行,采用CFC超前探水,查明掌子面前方100m范围的地层含水情况,以便施工中采取有效地防范措施。
CFC设备在现场
探测原理:
CFC是一种中频电磁波反射探水系统。岩体含水后本征阻抗降低。电磁波在波阻抗差异界面形成反射。依据反射相干原理对含水体的位置、含水量进行探测。
探测结果:
探测结果显示在下列偏移图像中。其中红色其表示反射系数强,含水量大,为泥岩与灰岩接触带;蓝色区反射系数小,为连续干燥泥岩。根据能量最大化原理进行围岩电磁波速扫描,得到预报区段隧道围岩电磁波速为0.09m/ns,相对介电常数为10.40左右,说明绝大部分围岩处于中度含水状态。
隧道地质剖面与CFC偏移图像的对比
根据图像得出本次CFC预报成果:
1、0-60m(3+74~3+14)
CFC图像以蓝绿色为主,反射波较弱。推断此段围岩含水量与当前掌子面变化不大,以渗水或滴水为主;
2、60~80m(3+14~ 2+84)
CFC图像以红色为主,反射波增强,推断此段围岩含水量升高,以线状流水为主,特别是在68m处,76~80m之间,存在红色强反射带,含水量较大。结合地勘报告,该位置节理裂隙可能较发育,存在含水构造的可能性较大。
3、90~100m(2+84~ 2+74)
CFC图像以黄绿色为主,反射波稍强。推断此段围岩含水量略高,以滴水或线状流水为主。
结论
围岩含水程度中等。围岩主要为弱风化砂岩夹泥岩:砂岩岩质较硬,泥质胶结,中厚层状;泥岩岩质较软,中薄层状。节理裂隙较发育,呈碎石状压碎结构,易掉块。在68m处,76~80m之间,可能存在裂隙带,图像显示存在强反射带,含水量相对较大。