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掘进巷道顶板岩层随钻识别的研究
引言：
随着城市建设的不断推进，地下空间的利用越来越广泛，而随之而来的则是对地下工程施工安全的更高要求。其中，掘进巷道在各种地下工程中的应用最为广泛。然而，掘进巷道顶板岩层的稳定性是影响巷道安全施工的主要因素之一。因此，准确地识别巷道顶板岩层的性质及分布对保证巷道安全施工、优化巷道设计和减少工程灾害具有重要意义。
由于巷道施工周期短、工作条件较恶劣，因此随钻识别成为一种比较有效的巷道岩层工程勘察方法。
本文主要研究随钻识别对巷道顶板岩层的识别，通过对随钻数据进行分析，为巷道工程施工提供科学依据。
一、巷道顶板岩层类型
从地质学的角度，巷道顶板所承受的荷载形式可归纳为压力、震荡、剪切、水动力四个方面。因此，巷道顶板岩层类型应该按照其不同的承载力类型进行划分，如下表所示：
|岩性类型|承载力类型|典型地质结构|
|---------|-----------|--------------|
|强韧性岩石|压力型|板状节理、褶皱、断层|
|脆性岩石|压力型、震荡型|节理、龟裂、破碎|
|硬实岩石|剪切型|齿状节理、断层、缝隙|
|软岩|水动力型|压缩性、流滴型、劈裂型|
二、随钻识别方法
随钻识别是在岩屑与钻头回收时获得的钻探资料，其准确性随着钻孔质量的提高而大幅度提高。主要识别内容包括岩石物性、岩层的断裂、岩层的稳定性和岩层的地应力等。具体来说，岩石物性主要包括密度、粘结力、膨胀系数等；岩层断裂主要包括节理、张裂、剪裂等；岩层稳定性主要包括向下冒落、滑动等现象；岩层地应力主要包括横向地应力、垂直地应力等。
在巷道施工现场，通过随钻识别，可以实时的监测顶板岩层的性质变化，根据钻孔数据分析预计，及时调整工程方案，保证巷道施工稳定进行。
三、巷道顶板岩层随钻识别分析
通过随钻识别数据，结合实际地质数据，对某巷道顶板岩层进行了有效分析：
1.岩层物性分析
根据钻探数据，巷道顶板主要由石英岩和千枚岩组成。石英岩的密度为2.6g/cm3，粘结力较弱，容易断裂；千枚岩的密度为2.5g/cm3，粘结力较强。因此，根据随钻识别数据，推测巷道顶板岩层为脆性岩石。
2.岩层断裂分析
通过随钻识别，巷道顶板纵向和横向均有节理分布，节理长度不一，以条带状节理集中分布为主。节理间隙很小，每隔几米便出现一条。节理面没有发育充分的破碎带，节理面之间接触紧密，周围没有裂隙。因此，巷道顶板岩层的节理发育程度较高，具有一定的断裂风险。
3.岩层稳定性分析
通过随钻识别，在部分钻孔中出现了岩层向下冒落现象。这说明巷道顶板岩层稳定性较差，需要相应的支护措施来防止进一步的岩层塌落事故的发生。
4.岩层地应力分析
通过随钻识别，横向地应力较大，达到20MPa以上；垂直地应力达到40MPa以上。这意味着巷道顶板岩层受到强烈的压力，需要有效的防止顶板冒落、滑动等现象。
综合以上分析结果，巷道顶板岩层为脆性岩石，具有断裂风险和岩层向下冒落现象，需要强化支护，并谨慎施工。
四、结论
本文通过分析巷道顶板的随钻识别数据，探究了巷道顶板岩层的类型及特征，根据钻孔数据分析预计，可以为施工人员提供科学依据，及时调整方案，保障巷道安全施工。在实际工程领域中，随钻识别是一种成本低、操作方便的地质勘查方法，具有很大的应用前景。