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钻孔电视工作原理及在小北山1号隧道工程案例分享

来源:天博体育官网   发布时间:2021-08-10 23:01nbsp;  点击量:

本文摘要:小北山1号隧道坐落于广东揭惠高速公路上,地处广东省汕头揭阳交界处,穿越较低山丘陵地貌区。该隧道K16+400~K16+550为一山间沟谷,南北北西至南东,地势从北西至南东渐渐减少。沟谷下游隧道左侧大约75m处为龙潭峰水库。 根据初勘钻孔及区域地质资料,此沟谷恰好通过断层F3。该隧道施工图评审时,参会专家明确提出,不受水库与F3断层变换影响,隧道施工灌溉有可能造成水库被疏干的严重后果,因此必需摸清龙潭峰水库与F3断层变换影响段断层性质、产状及地下水力关系。

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小北山1号隧道坐落于广东揭惠高速公路上,地处广东省汕头揭阳交界处,穿越较低山丘陵地貌区。该隧道K16+400~K16+550为一山间沟谷,南北北西至南东,地势从北西至南东渐渐减少。沟谷下游隧道左侧大约75m处为龙潭峰水库。

根据初勘钻孔及区域地质资料,此沟谷恰好通过断层F3。该隧道施工图评审时,参会专家明确提出,不受水库与F3断层变换影响,隧道施工灌溉有可能造成水库被疏干的严重后果,因此必需摸清龙潭峰水库与F3断层变换影响段断层性质、产状及地下水力关系。

故针对该隧道的类似地质条件,展开了专项的水文地质综合勘查工作,并将钻孔电视新技术应用于其中,获得大量的地质数据资料,成果令人满意,获得了较好的经济效益。1钻孔电视工作原理钻孔数字光学系统的基本原理是在井下设备中使用了一种类似的光线棱镜光学的CCD光学耦合器件将钻孔孔壁图像以360°全方位倒数显现出来,利用计算机来掌控图像的收集和图像的处置,构建模-数之间的切换。图像处理系统自动地对孔壁图像展开收集、进行、拼凑、记录并留存在计算机硬盘上,再行以二维或三维的形式展出出来。

亦即把从锥面反射镜摄制下来的环状图像切换为孔壁进行图或柱状图(闻图1)。高清数字钻孔电视系统,最合适用作钻孔孔壁结构分析,分辨率可自定义,横向方向分辨率为0.01mm,方位角分辨率为5000pix/360°。

精准的定位装置是由一个二轴磁力计和加速度计构成的,这样沿钻孔方向地质体的微小变化也能被该套系统辨识出来。而倒数的孔壁数字图像再行经观赏并对照岩芯检验成果,才可清楚查明孔内结构面方位、产状、张开程度,填充物性状或结构岩体特征及岩性等全方位的信息。

高清数字钻孔电视系统由井上和井下2个部分构成(闻图2)。井上部分主要由计算机、控制器、绞车、脚架、井口滑轮、深度传感器等硬件构成;井下部分为探管可调装置,还包括电视摄像机、光源、光线棱镜、透明车顶、三轴磁力计和加速度计以及调焦装置等构成。

井上和井下2个部分经传输电缆相连后展开通信。计算机图像处理系统通过RS-232模块相连控制器收集电缆传输送上来的孔壁图像信息,并对信息展开处置,自动识别、进行和拼凑,通过显示器表明孔壁进行图像和柱状图并记录在计算机硬盘里。计算机图像处理系统还可以对已现金的图像信息展开编辑说明处置,还可通过刻录机把钻孔图像信息光盘在光盘上,打印机将图像打印机成图。

2地质勘探案例2.1地理位置小北山1#隧道坐落于丘陵区,地面标高大约为50~420m,比较高差大约为370m,隧道将近南北南北穿过东西南北的山脊,山体地形平缓大,山体植被发育。龙潭峰水库则坐落于隧道的东侧,与隧址左洞左侧开凿轮廓线最近距离大约76m,水库所处山间谷地将近北西向,与隧址呈圆形60°角共线,勘查阶段测得水库水面标高207.50m。二者的地理位置关系参看图3。

2.2勘探手段为查明隧道与水库有可能不存在的水力联系,确认隧道的安全性运营以及查明对水库的影响,对小北山1#隧道积极开展专项研究。使用了资料搜集与利用、水文地质调查、水文地质钻井与采样试验、孔内声波测井、孔内电视光学、抽水机试验等综合勘查方法。2.3地层岩性及脱落结构隧址区岩体主要为燕山期花岗岩,同时闻多期次的闪长岩岩脉互相夹杂,这与F3脱落通过隧址区有一定的影响,隧址区覆盖层由残坡积粉质粘土、仅有强风岩构成,基岩由中微风化岩构成。

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F3脱落于地表ZK16+470~ZK16+520范围(K16+430~K16+480)通过隧址区,为区域大脱落,坐落于龙潭峰~金坑水库一带。脱落南北北西305~330,偏向北东或南西,倾角50~65°。

跨越全区,脱落可见长度小于4km,由糜棱岩化、碎片花岗岩、强劲硅化花岗岩等构成一条长大约数十米的结构带上。主脱落内发育不似平行的密集裂隙群,裂隙产状30°∠57°或200°∠53°。裂隙面发育阶步、擦痕,阶步呈圆形点状条痕状。2.4孔内电视及钻井成果对比分析本文主要对孔内电视及钻井成果展开了对比分析,成果如下:(1)SZK5钻孔。

SZK5号钻孔坐落于山间洼地,布置在F3断裂带上,该钻孔说明了135~154m处为断层角砾岩,岩芯近于碎裂并有漏水现象。图4SZK5岩芯(F3断层角砾岩)详勘在该钻孔基础上,加做了孔内电视,图像可以确切表明出有在该深度处的断层角砾,这和钻井成果更为相符。图5SZK5孔内电视柱状图(2)ZXSZK1钻孔。

ZXSZK1号钻孔坐落于山间洼地,布置在F3断裂带上,坐落于隧道左右洞之间,距离隧道右洞左侧开凿轮廓线大约8m。


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