跟着各类工程建造和矿山挖掘向深部展开，选用深竖井办法在长大地道中会越来越遍及。而现有的预告手法首要针对水平方向平洞规划的超前预告猜测，竖向的地质勘探相对较少，施行运用就更少，应研讨适合于深大竖井特别空间方位的地质勘探手法。大瑞铁路高黎贡山地道包括2座竖井，地层富水增加了建井的难度，严峻限制了施工进度，很多的钻孔又难以在高视点裂隙发育，地质千变万化的地层中探明前方水的状况，选用CFC+超前探孔的探水系统能有用预告猜测地下水，完成了物探辅导钻探，宏观辅导微观的科学性，一起减少了对施工进度的影响，供给了更精确的预告成果。
为了研讨竖井猜测地下水办法办法，高效率高精度探明竖井地下水发育状况，依托于大瑞铁路高黎贡山地道1#竖井，结合现场施工条件以及施工特色，对竖井的超前地质预告系统进行了研讨，以期为深大竖井的超前地质预告作业供给学习。
高黎贡山地道1#竖井选用主副井设置办法，1#竖井主井坐落地道D1K205+080线.66mm，深度762.59m，其间马头门坑底距井口深度为743.59m，井底水窝深度19m。主井功能为回风，出矸；1#竖井副井坐落地道D1K205+053处线.51m，深度764.74m，其间马头门坑底距井口深度为745.74m，井底水窝深度19m。副井功能为进料、进新风、排水、人员进出并兼做安全出口。
高黎贡山地道1#竖井坐落霸王河右岸，属低中山河谷地貌区，海拔介于1845～2010之间。洞口坐落霸王河阶地之上，地形较为平整，从属龙川江水系。霸王河为终年性流水，首要受大气降水补给，部分为基岩裂隙水补给，受降雨操控显着，旱季流量大，枯水时节水量小，终究向瑞丽江汇流。地下水首要为第四系松懈岩类孔隙水及基岩裂隙水，首要含水层为砾砂、卵石土、漂石土、碎裂状混合花岗岩及辉绿岩，隔水层首要为粉质黏土和完好性较好的混合花岗岩。
竖井施工工艺一般为选用6臂伞钻向下笔直钻孔,一般炮眼深度为4.8m。装药、爆炸后两台中心反转抓岩机装碴到吊桶，吊桶运碴至井外。出碴后，滑模下放、定位、浇筑混凝土，一般段高3.6m，一掘一砌。砼由拌合站拌和，用3m3底卸式吊桶运至吊盘，由安顿在吊盘上的溜灰管放砼入模。相关于斜井进入地道施工，竖井施工间隔短、节省工期；抛弃工程少，节省本钱；弃碴少，对环境影响小。但一起也有本身的局限性：（1）竖井是施工安排仅有的通道[9]，提高系统是深大竖井施工中重要的组成部分。竖井施工进程中，各种设备、材料以及作业人员的运送都不开提高系统，对设备安全的操控要求极为严厉；（2）竖井井身狭小，抽排水才能有限，地下水向最低点（即作业面）聚集，抽排水多选用吊桶下放到吊盘方位，从井底用水泵抽到吊桶内，提高至井口排水，作业面长期积水；（3）淹井是最大危险。建井期间，施工中要遵照“有疑必探、先探后掘，导、截、堵、排相结合”的地下水处理准则，加强对地下水的监测，当存在涌水量超越10m3/h的含水层时，应选用注浆堵水办法，尽量减小地下水涌出。
竖井淹井危险和竖井井壁坍方危险是建井期间最首要的危险。竖井穿越脆弱、破碎围岩地段时，围岩自稳才能差，若部分地段地下水发育，就会加大竖井围岩崩塌的危险。而地下水发育时，因为抽排水才能有限，若抽排水不及时可能会产生淹井事端，一旦呈现此类事端，将对人员安全和工程形成极大的丢失。因而，竖井的超前地质预告作业首要是探明作业面前方围岩完好程度和地下水发育状况。
因为竖井空间方位的特别性以竖井所在的地质布景，针对水平方向平洞规划的超前预告猜测在竖井内施行十分困难。经过对竖井超前地质预告物探办法展开的调研点评，即首要对现在常用猜测地下水物探办法的适用条件进行剖析点评，一起对相关科研院校进行调研，超前地质预告猜测地下水新办法对竖井超前地质预告习惯性进行了点评。
由此可知，适用于竖井的超前地质预告办法应满意以下几方面要求：（1）不受作业面积水问题的搅扰；（2）不受竖井井身狭小的影响，能按要求安置观测系统，并且有必定的操作空间；（3）能有用猜测出地下水发育程度；（4）施做时刻不宜严峻影响施工进度，施做进程中不宜存在人为附加的安全隐患。
为了可以进一步做好预告猜测地下水作业，为竖井施工供给更精确的预告成果，以物探辅导钻探，宏观辅导微观，树立一套适合于竖井施工掘砌的超前地质预告猜测地下水系统。依托于大瑞铁路高黎贡山地道1#竖井，对此系统进行了研讨。
为了有用地处理地道超前探水问题，有必要合理挑选用于勘探的频带。电磁波频带的挑选遵照如下准则：①有用区别干岩体和含水岩体；②电磁波传达的间隔可以掩盖猜测间隔。
CFC是一种新的电磁波探水技能，是复频电导率法的简称。CFC技能便是以含水岩体电导与电容率增大、波阻抗下降特性为根底，运用100KHz~10MHz频段电磁波进行勘探。在含水岩体与枯燥岩体触摸带电磁波产生反射，依据接纳点电磁波的相干特性来完成掌子面前方围岩含水性的猜测。
岩体是具有电导率与电容率的复频电导介质。含水后复频电导率增大，本征阻抗下降。电磁波遇到本征阻抗改变的界面就会产生反射。运用100KHz～10MHz中频段的电磁波，依据反射与相干原理，完成掌子面前方围岩含水方位与含水量的预告。
CFC探水选用偶极子天线发射与阵列接纳。电极长度1.5-2.0m，埋设于两边围岩中，可有用地防止地道内金属机具等电磁搅扰。电极间隔5-10m，4~5对电极阵列接纳，具有方向性，使掌子面前方的信号得到加强，侧向的信号被削弱。一切接纳点的反射数据联合成像，取得围岩含水性的散布与电磁波速和介电常数，作为含水性预告的依据。
CFC勘探系统发射机频带100KHz～20MHz，最高发射峰值电压6KV，发射电流可达120A。电磁波数字收集仪为双通道，采样率为400MHz/ch，动态16位，同步记载发射电流及接纳极电压。仪器如图1所示。
在井壁对称方向两边准则上尽可能接近井底作业面安置第1组接纳电极，每隔8m的间隔安置1组电极，共安置3～5组接纳电极，激起电极安置1组，距最近接纳电极8m的间隔，接纳电极和发射电极埋深均为1.5m。
运用竖井的提高系统进行自上而下的移动，人员和设备固定处于吊盘上。首要衔接激起电极，在施做进程中激起电极一直处于衔接状况，每移动一次吊盘丈量1组电极，直至悉数结束。外业作业结束后随即转入室内材料收拾及解说作业，对收集的数据进行剖析、收拾并查看和复核，并在此根底上对所收集的数据进行归纳剖析、点评。室内材料收拾及解说首要经过记载选取、数据预处理、观测系统几许方位修改、频谱归一化、CFC电磁波速扫描、CFC合成孔径偏移成像核算等进程。
超前地质钻孔是对CFC物探手法勘探到的不良地质体的承认。在物探手法单一的状况下超前地质钻孔应接连搭接进行。
钻孔施工选用潜孔钻机类型:KQJ-92钻机，配φ60mm钻杆，Φ90mm冲击钻头，地上经过供水管直接供水打钻作循环水。
打钻渠道距作业面2.3m，作业渠道选用工字钢、槽钢及钢板搭设，工字钢作为主梁用螺栓固定在托架上，并卡好稳妥绳，槽钢制作成圆弧状敷设在工字钢梁上并焊接结实，槽钢上铺δ＝12钢板，木板与槽钢上下选用螺栓固定。主梁下中心部位加4个立柱支撑点。钻机固定在加工好的钻架上，钻架与槽钢之间运用专用的U型卡进行固定，固定前，由技能人员依据钻孔安置图要求放线，钻机装置结束后，查看钻机方位、视点、标高是否符合规划要求。
埋设孔口管在止浆垫维护完成后进行。钻机按规划的方位、孔径、倾角、切向角调整好视点固定进行造孔，造孔深度大于孔口管长度0.5m，用压风吹净孔内岩粉，灌入提早准备好的水泥砂浆，紧接着下入孔口管，孔口管需显露止浆垫0.3m。调整孔口管的视点，并在孔口管周围用木楔将孔口管找正固定可靠。孔口管由Ф108×6mm无缝钢管加工而成，长度9m，孔口管下部车成倒竹节状。装置完成后，及时装上闷盖，以防异物掉入管内。
一般钻4孔，遇到特大反常，钻孔增至5～7孔，深度40～80m，以探明前方地层地下水发育状况（水量、水压、水温、悬浮物等）。循环预告搭接长度以5m以上岩盘为宜，以此做安全储藏及止浆岩盘。钻进进程中有必要有技能人员全程跟班，依据钻进速度和钻孔岩粉状况及时记载、断定岩层和涌水状况；钻孔涌水量的丈量有必要分层测定，当钻孔呈现涌水时，当即中止钻进进行涌水量丈量，测定后持续钻进，当涌水量增大时也要中止钻进进行涌水量测定，直至终孔；涌水量丈量时，依据涌水量的巨细选用不同的丈量手法，单孔涌水量小于20时，选用容积法进行测定，单孔涌水量大于20时，选用淹井法进行测定；一切现场收集的数据要及时反应至预告组，由预告组收拾、剖析并出具超前地质预告报告书。
自从高黎贡山地道1#竖井副井产生突涌水事端，预告组意识到传统的很多钻孔关于高视点裂隙发育、地质千变万化且富水的花岗岩地层依然难以有用探明，归纳超前地质预告探水作业势在必行。为了保证后续施工安全，前进一查明掌子面前方100m规模内围岩的含水状况，于2019年4月30日展开了竖井超前地质预告物探作业，预告规模：S1FK0+632～S1FK0+732。
CFC观测系统的安置如下：①接纳电极3组，安置在两边壁内，间隔8m，埋深1.5m；②激起电极1组，安置在两边壁内，距最近接纳电极8m。因为实践打孔空位存在一些误差，本次观测中各锚杆实践方位详见下图。
数据处理成果得到1#竖井副井掌子面S1FK0+632前方100m围岩含水结构的CFC偏移图画，如图6。
图画的水平坐标为路程及距掌子面的间隔，赤色、黄色条纹表明相干能量强，反射波强，含水量大的界面，绿色次之，蓝色含水量少。结合地质材料剖析得出以下预告成果：1#竖井副井掌子面S1FK0+632前方100m区间内详细分段描绘如下表。
经过超前探水孔验证，S1FK0+670.4～S1FK0+677.4段地下水不发育～较发育，估测首要为线段地下水发育，估测首要为股状出水，钻孔总水量约40，与物探成果相符合。
（1）跟着各类工程建造和矿山挖掘向深部展开，立井开辟办法会越来越频频地运用到铁路和公路地道上，CFC复频导电技能可以习惯竖井空间方位的特别性，施做便利、受搅扰小且安全性高；（2）选用CFC+超前探孔的探水系统可以有用防止“一得之见”，真实达到了以物探辅导钻探，宏观辅导微观的作用，针对高视点裂隙发育、地质千变万化且富水的地层作用更佳；
（3）CFC+超前探孔的探水系统减少了很多钻孔耗费的时刻、人力和物力，基本上对施工进度的影响很小，更科学更高效。
