典型花岗岩隧道涌水量预测研究

宝灵山隧道是川藏铁路中典型的非可溶岩深埋隧道,隧道埋深2 023 m,穿越6条断层破碎带和1条解译断层,当隧道穿越断层破碎带时,由于其埋藏较深,极易发生高压涌突水,对施工造成影响。通过分析花岗岩断裂带涌水特征,结合水文地质条件分段计算预测隧道正常涌水量及最大涌水量,针对降雨入渗系数法计算隧道不同段落单宽流量,预测隧道易发涌突水段落,并通过物探方法进行验证。结果表明：花岗岩地层,隧道穿越断层破碎带易引发涌突水灾害;经过计算,隧道正常涌水量分别为64 560 m³/d、62 813 m³/d、80 961 m³/d和78 474 m³/d;隧道最大涌水量分别为94 220 m³/d和81 026 m³/d;易发高压涌突水段落为F103水井湾断层、F100咱里断裂、F92断裂和F88断裂,预测结果与物探解译结果吻合。     

崔家冲隧洞软弱围岩注浆工法的研究应用

长沙引水及水质环境工程崔家冲隧洞要穿越区域性高棱山压扭性断层F86,断层宽度达100余米,长度达1000余米,洞顶以上地表覆盖层达110 m,其规模为同类工程所罕见。由于断层破碎带岩体强度低,透水性好,穿越断层破碎带洞段的施工成为工程建设中的重点和难点。所以隧洞在施工过程中需采用多种方法穿越众多的不良地质段。主要介绍和探讨了该隧洞穿越F86断层破碎带所采用的超前预注浆技术、超前支护技术及长管棚施工技术,为今后在类似工程中提供施工借鉴。     

塔里木盆地碳酸盐岩走滑断层破碎带宽度—高差相关性分析

断层破碎带的宽度—位移关系对断层发育机制研究与致密储层的勘探开发具有重要意义。露头研究一般认为断层破碎带的宽度与位移呈幂律关系,但往往难以获得地下走滑断层破碎带的宽度与位移数据。在走滑断裂精细解析基础上,结合断层破碎带的井—震响应分析,通过塔里木盆地塔中、塔北地区10条走滑断裂带三维地震资料测量断层破碎带的宽度与高差,研究断层破碎带宽度与高差的分布及其相关关系,探讨碳酸盐岩断层破碎带的分布规律。结果表明：① 塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩断层破碎带发育,破碎带宽度达3000 m,一般在100~700 m,不同地区与不同岩性碳酸盐岩断层破碎带具有相似的宽度分布范围;② 碳酸盐岩断层破碎带的宽度与高差具有较好的正相关性,断层破碎带宽度/高差比值高达70,一般在3~16,回归分析同一条断层的破碎带宽度是高差的4~12倍;③ 大多碳酸盐岩断层破碎带的宽度与位移以幂律关系继承性发育,但其中部分快速生长,而另一部分减速生长,并造成数据的分散性。结果揭示：① 断层破碎带的宽度与高差相关性分析的方法可以用来预测碳酸盐岩断层破碎带的分布;② 即便在相同的构造背景与岩性条件下,同一条断层破碎带的宽度与位移也可能不是简单的线性或幂律关系,而是呈现多趋势或多阶段的分布规律。     

塔里木盆地碳酸盐岩走滑断层破碎带宽度—高差相关性分析

断层破碎带的宽度—位移关系对断层发育机制研究与致密储层的勘探开发具有重要意义。露头研究一般认为断层破碎带的宽度与位移呈幂律关系,但往往难以获得地下走滑断层破碎带的宽度与位移数据。在走滑断裂精细解析基础上,结合断层破碎带的井—震响应分析,通过塔里木盆地塔中、塔北地区10条走滑断裂带三维地震资料测量断层破碎带的宽度与高差,研究断层破碎带宽度与高差的分布及其相关关系,探讨碳酸盐岩断层破碎带的分布规律。结果表明：① 塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩断层破碎带发育,破碎带宽度达3000 m,一般在100~700 m,不同地区与不同岩性碳酸盐岩断层破碎带具有相似的宽度分布范围;② 碳酸盐岩断层破碎带的宽度与高差具有较好的正相关性,断层破碎带宽度/高差比值高达70,一般在3~16,回归分析同一条断层的破碎带宽度是高差的4~12倍;③ 大多碳酸盐岩断层破碎带的宽度与位移以幂律关系继承性发育,但其中部分快速生长,而另一部分减速生长,并造成数据的分散性。结果揭示：① 断层破碎带的宽度与高差相关性分析的方法可以用来预测碳酸盐岩断层破碎带的分布;② 即便在相同的构造背景与岩性条件下,同一条断层破碎带的宽度与位移也可能不是简单的线性或幂律关系,而是呈现多趋势或多阶段的分布规律。     

祁连山冻土区天然气水合物DK-8孔岩心顶空气地球化学特征及其指示意义

通过对祁连山木里冻土区天然气水合物DK-8孔不同深度岩芯中气体组分和甲烷碳同位素分析测试,对比分析其变化特征与天然气水合物及异常现象产出层段、断层或破碎带分布之间的空间关系,指出它们对天然气水合物及烃类运移作用的地球化学指示意义。岩芯中气体含量(μL/kg)在149～167m、228～299m、321～338m、360～380m等深度段具异常值特征,它们与天然气水合物及主要异常现象产出层段基本一致,表明岩芯中烃类含量的异常值特征主要是天然气水合物及异常现象的反映。根据离断层或破碎带不同距离岩芯烃类总体积百分比(vol%)、甲烷碳同位素δ13C1值(‰PDB)及C1/C1-5、C1/ΣC2-5、C1/ΣC2-3、C1/C2、C2/C3、C2/ΣC3-4、iC4/nC4、iC5/nC5等特征,代表天然气水合物及其异常的具异常值特征的岩芯中烃类主要由运移而来,它们与断层或破碎带关系密切,下部断层或破碎带是主要烃类运移通道,中上部断层或破碎带可成为天然气水合物赋存空间。     

祁连山冻土区天然气水合物DK-8孔岩芯顶空气地球化学特征及其运移指示意义

通过对祁连山木里冻土区天然气水合物DK-8孔不同深度岩芯中气体组分和甲烷碳同位素分析测试,对比分析其变化特征与天然气水合物及异常现象产出层段、断层或破碎带分布之间的空间关系,指出它们对天然气水合物及烃类运移作用的地球化学指示意义.岩芯中气体含量(μL/kg)在149～167m、228～299m、321～338m、360～380m等深度段具异常值特征,它们与天然气水合物及主要异常现象产出层段基本一致,表明岩芯中烃类含量的异常值特征主要是天然气水合物及异常现象的反映.根据离断层或破碎带不同距离岩芯烃类总体积百分比(vol％)、甲烷碳同位素δ13C1值(‰PDB)及C1/∑C1-5、C1/∑C2-5、C1/∑C2-3、C1/C2、C2/C3、C2/∑C3-4、iC4/nC4、iC5/nC5等特征,代表天然气水合物及其异常的具异常值特征的岩芯中烃类主要由运移而来,它们与断层或破碎带关系密切,下部断层或破碎带是主要烃类运移通道,中上部断层或破碎带可成为天然气水合物赋存空间.     

光面爆破在输水隧洞施工中的应用

我队在“引青济秦”西线工程输水隧洞，运用了新奥法施工，取得了满意效果。该隧洞长为526.8m，开挖断面为宽4.10m、高4.28m、墙高3.08m、半径2.35m的圆弧拱形。隧洞通过的地质构造以断层、破碎带为主。岩石为安山岩、安山质页岩和安山质泥灰岩。凿岩机具为7655风钻和单臂液压凿岩台车，配用φ40mm一字马蹄形钎头。     

陕西马元地区铅锌矿地质特征及矿床类型

陕西马元地区铅锌矿位于扬子地台北缘碑坝隆起东南缘一带。矿化带长大于60 km,宽10～200 m,可分为南、东、北3个铅锌矿化带,已圈出了40多条铅锌矿体。其中南矿化带长大于20 km,宽20～120 m,已圈出了30多条铅锌矿体;东矿化带长大于30 km,宽20～200 m,地表已发现7条铅锌矿体;北矿化带长大于10 km,宽10～100 m。矿体一般长100～2 560 m,厚0．80～10．01 m,锌品位1．05%～10．82%,铅品位0．55%～7．54%。主矿体长2 560 m,厚1．46～32．53 m,平均厚约7．60 m,最厚28．40 m,锌品位1．45%～11．42%,平均4．47%。矿化带地层主体由震旦系灯影组白云岩组成,矿化产于灯影组的砾状白云质角砾岩带中。研究表明,基底岩系可能为成矿元素Pb、Zn的主要来源;原始铅主要来源于壳幔混合的造山带;硫同位素富集重硫,可能主要来源海水硫酸盐;矿石中稀土元素富集,轻稀土分异较明显,而重稀土分异不明显;成矿流体推测为热卤水性质;成矿温度为中低温,具有低压浅成成矿特点;矿床形成的初期应始于震旦纪灯影世晚期。结合成矿地质特征,与国外MVT型铅锌矿对比,初步认为区内铅锌矿成因类型类似于MVT型铅锌矿,但有着明显的差异,人们称之为“台缘型”或“扬子型”铅锌矿。经预测,陕西碑坝—马元、云河—庙坝、阳平关—宽川铺—阜川、司上—镇巴、镇坪及湖北竹溪、神农架、黄陵等地区有较好的找矿前景。     

音频大地电磁测深法对正、逆断层的精细解释

在隧道勘察中,使用音频大地电磁测深法（AMT）寻找断层、破碎带等。从正、逆断层地电模型的二维正演模拟出发,使用合成数据进行一维、二维反演,研究正、逆断层及低阻破碎带在实测数据拟断面和一维反演、二维反演结果上的区别,以确定如何利于现有的技术手段对断层破碎带D的倾向进行有效的定性、定量解释。从所获结果中可以得出,实测数据解释应以TM模式数据分层,TE模式数据判断倾向。     

复杂条件下隧道开挖循环进尺优化方法研究

复杂条件下如何选择合理的开挖进尺一直是隧道施工的难题之一。在已有的研究成果基础上,提出了圆形或近圆形隧道开挖过程的时空关系表达式,并给出基于现场位移监测数据的参数计算方法。结合关角隧道9#工区二郎洞断层破碎带现场施工情况及监测资料,建立了该断层破碎带开挖过程的时空效应关系式,结果表明,该关系式能够反映开挖过程中洞周位移的时空的变化。在此基础上提出了断层破碎带软岩开挖过程的时空效应分析及进尺优化的方法,对关角隧道9#工区几条较大断层破碎带隧道开挖的进尺进行了优化,优化后的开挖进尺是可行的,也解释了断层破碎带围岩隧道开挖“短进尺”的合理性。同时文中也分析了该方法的优点及适用范围。     

蚀变岩型金矿钻进工艺技术

一、影响钻探施工的主要地质因素金厂石家辅子岩金矿床，赋存在碎裂岩化白云质大理岩及黄铁矿化千枚岩等蚀变带中。属破碎带热液蚀变岩型岩金矿床。断裂构造已知有8条，一般宽度3～6m，最宽的达30～40m，断层内碎裂岩、糜棱岩、断层角砾岩极其发育，并夹有大量断层泥。     

阜康古牧地活动断裂变形特征研究

对大红沟沟口处河流Ⅰ级和Ⅱ级阶地断裂变形特征研究表明,古牧地断裂活动为古近系泥岩逆冲于第四系之上。断裂破碎带形变主要被两种形式吸收:一是晚第四纪地层拱曲变形作用,二是断裂断错作用。该时期断裂带平均垂直变形速率约为0.26～0.30 mm/a,断裂带内断面发育,既有低角度逆冲断层,也有高角度正断层,组成宽度超过65 m的形变带,破裂带内泥岩揉皱变形明显,最大一次逆冲断错距离为0.4 m,计算震级为M 6.5～6.8。     

瑞利波探测公路施工隧道含水断层破碎带

断层破碎带的出现必然使岩体的硬度发生明显改善,而瑞利波的传播速度恰与介质的物理力学特性有关。利用瑞利波探测技术,对泉三高速公路某施工隧道含水大断层进行超前探测,并与地质雷达和钻探探测结果比较,结果显示,锐利波探测的断层破碎带宽度与隧道施工揭露的极其吻合,瑞利波是超前预报含水断层破碎带的一种简便、高效的技术。      

西气东输管道工程中卫黄河穿越隧道场地工程地质条件评价

西气东输工程中卫黄河穿越隧道长1197.77m,高4.3m,宽5.6m。隧道入口高于黄河水位28m,出口高于黄河水位45m。隧道顶板高程为1130m。位于黄河水下100m。隧道场地围岩为寒武系磨盘井组灰绿色、银灰色浅变质中厚层细粒长石石英砂岩、千枚状板岩、绢云母化千枚岩。围岩为弱风化Ⅲ～Ⅳ类岩石。透水率为4～67Lu,纵波波速为500～3300m.s-1。BQ为300～400。变形模量为6.11～9.22GPa。泊松比（）0.14～0.24。内摩擦角（）为42.1～44.7。地下水为基岩裂隙水。含水层为寒武系浅变质岩,受大气降水渗入补给,单井涌水量为1.0～50m3.d-1。隧道轴线穿越区岩体较完整较破碎,未有全新活动断层。隧道位置选择和开挖深度设计是可行的。施工和长期运营是安全的。     

荆子峪0+957塌方段塌方的原因及处理方法

一、地质情况引青济秦西吴庄隧洞荆子峪大沟段围岩大部分属于安山质凝灰岩，岩石坚固性系数f=1.2左右，按水电部分级为Ⅱ类围岩。其中，岩石极其破碎段长240m，是整个隧洞的控制性地段。岩层构造发育，岩石遇水泥化，被粘泥包裹，爆破后隧洞自稳时间是2—3h，地下水较发育，埋深为25m左右，其中岩石厚度仅为13m，其余为6m厚的鹅卵石层及6m厚的粘土层。开挖断面为宽3.8m，高4.61m，拱顶圆弧半径2.12m，圆心角127.3°。     

高密度电法与微动技术组合在岩溶塌陷分区中的应用分析——以广西来宾吉利塌陷为例

为了验证物探技术在岩溶塌陷调查中的应用效果,本文于广西来宾市吉利村开展了高密度电法和微动技术野外探测研究。结果表明:高密度对称四极电测深能直观地反映第四系覆盖层的厚度和低阻异常的深度,微动技术能定性地判定地下暗河和岩溶破碎带在地表的平面投影,将两种方法相结合能更加准确地圈出塌陷,以及引起塌陷的溶洞、地下河、断层破碎带及软土分布范围。地下暗河或岩溶破碎带在高密度联合剖面法上反映为低阻正交点异常,极距为45 m时正交点附近电阻率值约为250 Ω?m;在微动H/V比值谱上反映为H/V极大值异常,极大值特征频率在2~6 Hz之间。依据2测线上的高密度电法和微动异常显示,圈出了两个易塌陷区,经对其中的一异常进行钻探验证,异常区覆盖层下42 m 厚的灰岩地层中钻遇溶洞8个,其中最大的高达5.7 m。      

汶川地震区跨断层带公路隧道震害形成机理分析

?为提高震区断层破碎带段隧道结构的抗震性能,结合震区公路隧道断层破碎带段震害调查资料,对隧道断层破碎带段震害机理及抗减震对策进行研究。研究结果表明:隧道非活动性断层段震害类型与普通段无异,仅需采取抗震措施进行加固即可,震害主要由地震惯性力造成,强制位移影响很小。隧道活动性断层段震害严重,须进行抗震设防,造成严重震害的主要影响因素为断层错动,地震惯性力次之。隧道活动性断层段须采取抗震措施与减震措施相结合的对策共同应对。     

瞬变电磁法在巨厚覆盖层地区勘查地下水源的应用

河南新郑市区东部覆盖层厚度达400m左右，其电阻率很低，对直流电法及瞬变电磁法勘探起着屏蔽作用，根据该区的地质条件在水源地勘察中，使用瞬变电磁法绘制TEM多测道剖面图，ρτ延时拟断面图，利用该区已知钻孔，求取得深度校正系数为1．8，得到深度拟断面成果图，最终查清巨厚覆盖层下的断层位置，圈定含水岩溶带，确定井位。     

EH4高频大地电磁测深法在公路隧道勘查中的应用

九石公路地处四川甘孜藏族自治州九龙县境内,地质构造情况复杂,工程勘察设计中需要对岩体完整性及断裂破碎带进行分析评价。根据EH4高频大地电磁法对隧道进行勘察的反演结果,将电阻率反演异常分为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等三类异常,其中Ⅴ类异常电阻率小于100Ω·m的区域划分为物探,对应为极破碎岩体(V级围岩);Ⅳ类异常电阻率值在100～300Ω·m,对应为破碎岩体(Ⅳ级围岩);Ⅲ类异常以电阻率大于300Ω·m为划分依据,对应为较破碎岩体(Ⅲ级围岩)。综合地表路线踏勘与地质剖面、钻孔资料,对所测大地电磁测深剖面紧张综合解释推断,初步查明九石公路长海子隧道轴线附近岩性、断层破碎带、富水地段等位置;根据《工程地质手册》中对围岩完整性分级要求,对隧道轴线经过岩体进行围岩等级划分,为下一步工程施工提供基础地质资料。经钻探等资料验证,EH4高频大地电磁法达到预期效果。     

云南鲁甸乐马厂大型独立银矿

乐马厂银矿位于鲁甸县龙头山乡，矿区北东走向长5．26km，宽1．29km。构造上位处扬子准地台西部滇东台褶束，巧家台隆东缘。NE向乐马厂压性断裂带是一个以银为主的银铅锌成矿带，银矿主要产于乐马厂逆断层中的推覆（体）构造的构造碎裂（角砾）岩带内，矿体沿推覆体底裂面产出，呈似层状及透镜状，产状与断层底界面一致。矿体分别长100～1000m，宽20～40m，厚0．60—17．60m，含Ag（40－1218）×10－6（图1）。容矿岩石为震旦-寒武系、泥盆系、石炭系及二叠系的碳酸盐岩、硅质岩和碎屑岩组成的构造岩或蚀变岩。矿石类型按赋矿岩性可分为：…