横琴马骝洲隧道施工中,因花岗岩地层隐伏孤石分布复杂,传统钻探难以全面覆盖。通过地震散射技术(SSP)对水下孤石进行精准定位,结合钻探验证与爆破处理,成功规避施工风险。本文
隧道工程位置
1 工程背景与挑战
马骝洲隧道横跨珠江口马骝洲水道,全长600米,穿越地层以第四系松散沉积物及燕山期花岗岩为主。花岗岩风化不均,形成大量柱状、球状孤石,威胁盾构施工安全。前期钻孔勘探受限于密度,难以精确判定孤石分布。为此,项目采用SSP技术开展水上地震勘探,覆盖区域长300米、宽60米,布设测线间距2米,炮点密度1米×2米,共激发10040炮,形成高精度探测网格。
2 SSP技术应用与孤石定位
2.1 技术关键与实施
SSP技术通过反射与散射波综合成像,识别高速异常体(孤石波速>2400m/s)。水上勘探采用电火花震源激发信号,检波器阵列接收数据,最终生成地质界面与波速分布图(图1)。
图1 SSP技术原理示意图
2.2 勘探结果
SSP共探测到67处孤石,其中25处位于隧道范围内(表1)。孤石分布集中于左线隧道(19处),右线隧道(6处),最大埋深-34米。典型孤石区包括22#、23#、8#+38#等,为后续钻探提供精准靶区。
表1 隧道范围内孤石分布(部分)
3 钻探验证与效果分析
3.1 钻孔排查
根据SSP结果,共布设535个钻孔(416个位于测区),重点验证22#、23#等高风险孤石区(图2)。钻孔深度以隧道底板(-32米)为目标,结果显示:
22#孤石区:90个钻孔中72个命中孤石,边界控制精准;
8#+38#孤石区:86个钻孔中52个命中孤石;
试探性钻孔:114个中仅1个与物探结果不符,验证符合率达92%。
图2 钻孔分布与孤石验证(红色:孤石命中;蓝色:未达基岩)
3.2 数据对比
钻探与SSP结果高度吻合(表2),尤其在22#、6#+16#等区域,孤石实际尺寸略大于预报,但位置误差控制在2米内。仅少数试探性钻孔因深度不足或密度低出现偏差,整体验证表明SSP技术可靠性显著。
表2 钻探验证统计(部分)
4 爆破处理与施工成效
针对确认的孤石,采用预爆破技术破碎岩体。施工中未发生盾构刀具异常磨损或隧道涌水事故,工期较原计划缩短15天,成本降低约10%。
5 经验总结
技术优势:SSP技术可高效定位隐伏孤石,减少盲目钻探;
工程适配:高密度测网(2m×1m)是精准探测的关键;
风险管控:钻探验证与动态调整施工方案缺一不可。