隧道工程地质说明书

目录一、概述1（一）工程概况1（二）勘察目的和任务要求1（三）勘察概况及工作方法1（四）勘察完成的主要工作量2二、地形地貌3三、地层岩性和地质构造3（一）地层岩性3（二）地质构造概况4四、水文地质6（一）地表水6（二）地下水6（三）水文地质试验8（四）隧道涌水量分析评价8（五）、地下水侵蚀性评价11五、工程地质条件12（一）不良地质及特殊岩土12（二）场地地震效应13（三）、岩土施工工程分级13（四）、隧道围岩分级13（五）、隧道工程地质条件分析评价16（六）、斜井进口工程地质条件评价18六、隧道风险分析与评估18七、环境工程地质评价20八、工程措施建议2121 蒿吉坪隧道工程地质说明书一、概述（一）工程概况蒿吉坪隧道位于湖南省中方县蒿吉坪乡境内，线路跨过上蒲溪（蒿吉坪中桥）直接进入隧道，隧道下穿蒿吉坪乡、田坳、烂田坳、干田垅村，隧道出口位于杨家村爷溪右谷坡，隧道起屹里程为：DK287+832～DK292+905，全长5073米，隧道最大埋深为442m。隧道进口标高353.78m，出口标高327.91m。隧道区交通状况较差，进口段至东南方向的蒿吉坪乡平距303m。出口段沟对面，有通往袁家的村道，可供农用车辆通行，洞身段地表则为人行山道及通往蒿吉坪乡的乡村水泥路。该隧道共设计有1#、2#两个斜井以及1个横洞。1#斜井位于进口段DK288+150公里处右侧，总长160m，走向212°，与正线夹角50°，斜井坡度8％。出口位于电站引水渠上，无公路可通，交通条件差。1#横洞位于隧道进口段的DK288+000公里处右侧，总长190m，走向346°，与正线夹角83°，横洞坡度0.4％。出口位于河谷边，无公路可通，交通条件差。2#斜井位于隧道洞身段DK292+300公里处左侧，斜井长度(平距)330m，走向71°，与正线夹角41.26°，斜井坡度9.2％。出口位于沟谷，距离乡村水泥路202m，需要新修公路到洞口。（二）勘察目的和任务要求1、目的：通过勘察，为沪昆客运专线的初步设计，提供最基本的地质参数。提出设计与施工中应注意的事项和有关措施建议。2、任务：详细查明蒿吉坪隧道进出口、洞身段以及线路两侧各500米范围内的地形、地貌、地层岩性、地质构造，断层、褶皱、节理、软弱结构面的产状及组合形式及性质特征。进行工程地质、水文地质条件评价。充分估计隧道施工可能诱发的危险因素，及环境问题，并提出相应工程措施意见。完成蒿吉坪隧道定测阶段的工程地质勘察工作。（三）勘察概况及工作方法1、勘察依据21 （1）勘察合同、钻探任务书（2）《新建铁路沪昆客运专线长沙至昆明段工程地质勘察大纲（长沙至玉屏段）》；（3）《铁路工程岩土分类标准》；（4）《铁路工程地质勘察规范》TB10012-2007；（5）《中国地震动参数区划图》GB18306-2001。2、勘察过程及方法本隧道勘察采用了大面积地质调绘、大面积水文地质调绘，并大力推广和采用了航测遥感、物探、钻探等多种综合勘探手段。尤其是大力推广和采用了物探技术，采用了电测深法，可控源音频大地电磁、地震弹性波法、声波测井、综合测井等多种物探手段指导钻探工作，同时结合地质调绘，对重大物探异常（断层破碎带、孔洞等）采用钻探验证。由于受地形、气候、工期等多种条件的限制，本隧道分步勘探，分阶段提供地质资料。钻探工作分两阶段完成，第一阶段共布设7孔，第二阶段重点针对隧道进出口及浅埋段，共布设7孔，3个挖探。（四）勘察完成的主要工作量本隧道由于山高坡陡，地形较复杂，本勘察阶段以大面积工程地质调绘为主，辅以控制性钻孔相配合，最后根据钻孔资料，在薄弱地段加密勘探。实际完成的勘探工程量如下。蒿吉坪隧道主要勘探工作量表表1工作内容单位工作量备注地质调绘Km25.073钻探深孔m841.504孔浅孔m420.1610孔试坑m2.33个物探地震勘探m552进出口及浅埋段无源大地电磁m5050综合测井m550.53孔波速测试m652孔水文试验台班/孔29.25/6抽（提）水试验水样组7简分析与腐蚀性试验岩样组31力学试验土样原样组6常规+压缩、剪切扰样组4颗分原位测试动探m5标贯次121 二、地形地貌隧道所在区为雪峰山西麓的北向延伸的中低山区，沿线地形较复杂，所经之处山峦叠嶂，沟谷纵横，地形起伏较大，地势陡峻，相对高差达500m。地表大部分被第四系覆盖，第四系厚度一般0.5～3.0m。植被茂密，自然坡度一般15°～35°，总体呈中间高两端低的“弓”型，在沟壑、路基软、陡壁处基岩出露。进口自然坡度25°～35°，出口自然坡度10°～15°。三、地层岩性和地质构造（一）地层岩性根据地质调绘，结合区域地质资料，隧道调查范围内出露的地层主要有：第四系残坡积层（Q4el+dl）和坡洪积层（Q4dl+pl），震旦系下统南沱江组（Zant）和江口组（Zaj），以及元古界板溪群拉榄组第二段（Pbnbl2），按由新至老顺序，各地层岩性特征分别叙述如下：蒿吉坪隧道地层统计表表2序号时代成因岩性特征里程厚度(m)分布系统组段起讫1第四系全新统Q4el+dlQ4dl+pl粉质粘土：黄褐色,硬塑。具弱粘结性。含粉细砂约20～30%，角砾约占10～15%。碎石土：以板岩碎块为主，灰褐、黄褐色，稍密，主要分布于陡坡、沟谷等处。1～3进出口段地表及洞身段低凹处2震旦系下统南沱江组Zant含砾绢云母砂质板岩、含砾绢云母板岩，灰绿色，不具层理或微具层理，风化后呈黄绿色或肉红色，与下覆地层整合接触。DK287+832DK289+2401408隧道进口段3江口组Zaj含砾凝灰质砂岩、含砾砂质板岩，灰黄～浅灰绿色，中厚层状，产状110～140∠60～80°，与下覆地层呈角度不整合接触。DK289+240DK291+7402500进入隧道洞身21 4元古界系板溪群拉榄组第二段Pbnbl2凝灰质板岩段：深灰至灰黑色，中厚～厚层状，具条带构造，水平纹理发育。主要岩性为凝灰岩、层凝灰岩以及凝灰质板岩，夹厚约数米的变质凝灰质砂岩。岩石由粉砂结构的长石、石英等晶屑与隐晶结构的火山灰或绢云母等粘土矿物两部分组成。产状，130～140∠58～71°DK291+740DK292+9051165隧道出口段（二）地质构造概况区域上，属于雪峰山复式背斜西北侧的次级构造--大墦坪—溆浦复背斜核部，地质构造较复杂，总体表现为复式背斜叠加压扭性断层的组合。岩层总体以单斜为主。DK287+832～DK291+760，地层总体倾向东，略向东南偏转，倾角45°～75°。本次定测，共发现9条断层，从进口至出口依次为:①F101压扭性断层、②F102压扭性断层、③F103挤压错动带、④F104逆断层、⑤F106石堡区域压性断裂。蒿吉坪隧道主要断层一览表表3序号编号断层性质主要特征影响范围备注①F101压扭性断层该断层位于隧道进口段，走向45°，倾向东南，倾角58～65°，正断层，属于次级断裂。宽30～50cm。与线路夹角48°。断层两侧岩石主要为Zant含砾绢云母砂质板岩。断层带附近岩石破碎，风化强烈，灰黄色，新鲜面灰～青灰色。节理裂隙较发育，裂面粗糙，陈旧，灰黄色，裂面多被泥钙质充填，水蚀现象比较明显，中等富水。DK287+900～DK288+000②F102压扭性断层位于隧道进口段，与线路夹角52°。断层两侧岩石主要为Zant含砾绢云母砂质板岩。岩石破碎，风化节理裂隙发育，断层破碎带宽20m，底部见有黑色断层泥，断层面产状85～100°∠36-45°。断层下盘为Zant含砾绢云母砂质板岩，砖红色、灰绿色，强风化，产状100°∠45°；断层上盘为Zant含砾绢云母砂质板岩，灰—青灰色，产状120°∠65°，节理裂隙发育，裂面粗糙，呈黄褐色，裂面多为碳酸盐薄膜、水蚀铁锈充填，发育两组节理：L1=210°∠85°间距30cm，延伸4～5m，裂隙宽2～3mm，钙质充填；L2=310°∠76°，间距20cm，延伸短，呈闭合状，裂面陈旧，黄褐色。水蚀现象明显，中等富水。DK288+000～DK288+150③F103挤压错动带位于隧道洞身段，断层产状332°∠58°，宽5～30cm。与线路夹角50°。两侧岩石主要为Zant含砾绢云母砂质板岩，强风化，灰黄色，岩石破碎。节理裂隙发育，节理裂隙密集，裂面粗糙，陈旧，灰黄色，裂面水蚀现象明显，弱富水。DK288+260～DK288+35021 ④F104逆断层位于洞身浅埋段,断层产状190～195∠60～75°,与线路夹角21°。影响带宽10～30m，区内延伸1.2Km，属于石宝断裂的次级张性断层,周围见条带状、团块状石英脉。节理裂隙发育，裂面粗糙，陈旧，灰黄色，裂面黄褐色铁泥质充填物，水蚀现象明显，中等富水。DK290+750～DK291+110⑤F106石堡区域压性断裂位于洞身浅埋段，为区域性大断裂，断层走向30～40°，倾角70～80°，区域内长达100余Km，上盘（NW盘）为Ptbnbl2的凝灰质板岩，下盘（SE盘）为Zaj的含砾砂质板岩。断裂内挤压破碎强烈，直立挤压带及破碎带宽数米至数百米不等，硅化迹象断续，板溪群以30°仰冲于江口组之上。节理裂隙发育，裂面粗糙，陈旧，灰黄色，多见水锈，水蚀现象明显，中等富水。DK291+600～DK291+900另外，物探采用无源大地电磁法（EH-4），推测断层有F1、F2、F3、F4、F5等5条，F1与区域断层F103吻合。物探推测断层，主要表现为一系列层间错动，以及节理裂隙密集带，岩体破碎，地下水富集。详见下表。物探推测断层一览表表4序号编号洞身里程主要特征1F1DK288+440两侧电阻率值变化剧烈，岩层有上下错动的痕迹，且中间电阻率值低，等值线呈现出竖向走势，推断为为断裂破碎带，岩性为Zant含砾绢云母砂质板岩。2F2DK289+030洞身上下有一高低阻分界，且等值线均呈现出向下延伸的趋势，推测为断裂破碎带，岩性为Zant含砾绢云母砂质板岩。3F3DK291+090两侧自上而下电阻率值都呈现出高低阻变化趋势，等值线呈现出竖向走势，岩性为Zaj含砾砂质板岩。测线区内因不均衡的雪峰运动，使海盆部分抬升封闭成陆，遭受风化剥蚀，造成测线区震旦系下统江口组与元古界板溪群拉揽组之间的假整合接触（平行不整合），使震旦系地层以含砾明显区别于元古界地层，地质调查未见明显的不整合面。（三）节理据实地调绘，区内节理裂隙较发育，在断层破碎带两侧各5-30m范围内较密集。节理裂隙面较平直，少量粗糙，多数闭合。少量张开，宽度1～5mm，张开节理裂隙一般被方解石和石英脉充填。节理裂隙倾角一般较陡，长度1.5～20m，间距0.2～5m不等，节理裂隙发育段，岩石被切割成大小不等的碎块。21 综合蒿吉坪隧道调查区，主要发育三组节理，以走向北西290～320°方位的最为发育，该组倾向与线路中线夹角38°，约占节理总数的43.9%，对施工较为不利的结构面，隧洞掘进时，形成较多倾向大里程方向的结构面，容易产生崩塌、掉块，需要重点防范；次为走向北偏西335～350°，该组倾向与线路中线夹角78°，约占节理总数的22%，对施工构不成大的威胁；第三组为走向北偏东0～30°，该组倾向与线路中线夹角62°，约占节理总数的12.2%，对施工构不成大的威胁。（见节理走向玫瑰花图）。四、水文地质测线区属亚热带湿润季风气候，雨水充足，年降雨量大，山峦重叠，山坡及沟谷植被茂密，覆土和风化岩石空隙较大，有利于大气降水的吸收和保持，使测线区地表水较发育，山坡至山顶地带河沟、溪谷密集，但地层本身富水性差，各地表溪沟流量随大气降水陡涨陡落。地下水以基岩风化裂隙水以及构造裂隙水为主。（一）地表水区内地表水主要为沅江流域的山间溪沟水，常年有流水的溪沟主要有三条，即隧道进口处的上蒲溪（调查时流量3.2L/S）、隧道出口的爷溪（调查时流量3.7L/S）以及洞身部分的田坳溪，里程DK289+270公里处（调查时流量1.5L/S），其余的溪沟流量随大气降水的变化而变化，雨季水量较大，枯季基本无水。区内沟谷坡降较大，地表水排泄较暢通。（二）地下水隧道区地下水主要赋存于浅变质岩裂隙中，根据地下水赋存条件，含水介质及水力特征可分为如下几种类型：1、第四系松散层孔隙潜水主要赋存于土石界面处及冲沟内粉质粘土、砂土及碎石土中，地下水主要由大气降水补给，该层透水性好，含水丰富，据调查该层厚度小，储水能力差。孔隙水通过基岩节理裂隙、地质构造带等通道传输补给到下伏岩层中。该层水在隧道出口以及洞身的沟谷内带状分布。该层水埋藏浅，是隧道区居民生活用水的主要来源。2、基岩裂隙水浅变质岩裂隙水：地层为震旦系下统南沱冰碛岩组（Zant）、江口组（Zaj）21 ，主要岩性为含砾绢云母板岩、长石石英砂岩、砂质板岩、凝灰质板岩。分布于整个隧道。据调查，含水层内共调查6个泉水点，流量小，均小于0.2L/s，水量贫乏，主要分布于震旦系下统南沱冰碛岩组（Zant）和太古界板溪群拉榄组（Ptbnbl2）。据区域资料，泉水流量80％以上小于0.5L/s。主要接收大气降水补给，在风化裂隙或构造裂隙带中运移，下渗补给下伏地层，以泉的形式向沟谷或低凹处排泄。3、断裂构造带中的构造裂隙水隧道区发育有三条区域性断裂，即F103、F104、F105，断裂平面上延伸较长，切割错动地层，为良好的地下水富集带，长期接受大气降水和地下水的补给，赋水量较好。但隧道区断层为压扭性，破碎带内岩石结构较紧密，使其富水性和透水性不均匀。如洞身浅埋段的09-ZD-2005孔，揭穿断层后，地下水具有承压性，承压水头高出地表2.48m，但涌水量较小，经观测，钻孔自流量为0.3m3/d，最大涌水量为26m3/d。蒿吉坪隧道井、泉点调查表表5序号分布里程左右流量（L/s）地层备注1DK287+976-1900.2Zant下降泉2DK288+633-1390.2Q4下降泉4DK289+5031580.05Zant下降泉5DK291+69980.1Ptbnbl2下降泉6DK291+767-1140.2Q4下降泉7DK291+917-670.08Ptbnbl2流量稳定以上泉点，泉水主要用于灌溉。隧道区，除断层破碎带地下水相对富集外，区域地层倒转，其层间搓动比较普遍，节理裂隙发育无规律，使隧道岩体其富水性和透水性不均匀。物探测试揭示11处异常区均有可能富集地下水。物探低阻异常区一览表表6序号编号洞身里程主要特征1WD1DK288+180～DK288+300洞身由相对高阻进入相对低阻段，且电阻率等值线表现为一低阻凹槽，推断围岩破碎、含水。2WD2DK288+520～DK288+600隧道处于高低阻变化较为剧烈处，推断围岩节理裂隙发育、含水。3WD3DK288+720～DK288+800洞身处于高低阻变化较大处，等值线变化剧烈，推断围岩破碎、含水。设计时应注意。4WD4DK289+150～DK289+230隧道处于高低阻变化较大处，等值线变化剧烈，推断围岩破碎、含水。5WD5DK289+420～DK289+570洞身由相对高阻进入相对低阻段，等值线变化剧烈，推断围岩破碎、含水。6WD6DK289+770～DK289+850洞身为一高低阻接触带，且自表层延伸至洞身以下，推断此处为一流水通道，设计时应注意。21 7WD7DK290+260～DK290+375洞身处于一低阻凹槽中，形成一自上而下的流水通道，推断围岩节理裂隙发育严重，含水。8WD8DK291+050～DK291+125隧道洞身处于高低阻变化大处，等值线变化剧烈，推断围岩破碎、含水。9WD9DK291+475～DK291+550洞身处于一低阻凹槽中，推断为富水段。10WD10DK291+720～DK291+810洞身埋藏较浅，且洞身处电阻率值极低，推断洞身处于强风化基岩中。11WD11DK292+240～DK292+340隧道洞身处于高低阻变化大处，等值线变化剧烈，推断围岩破碎、含水。（三）水文地质试验洞身段的钻孔，均进行了抽（提）水试验，通过试验，求的相应岩层的渗透系数以及单孔最大出水量。见下表：蒿吉坪隧道勘探钻孔抽水试验统计表表7孔号降深（m）涌水量Q(m3/d)影响半径R(m)渗透系数K(m/d)主要含水层备注09-ZD-2000111.2610.8722.990.02Zant较完整09-ZD-2000234.16.9108.840.14Zant区域断层09-ZD-20003-112.2561.4961.490.09Zaj较完整09-ZD-2000426.112.0445.760.01Zaj较完整09-ZD-200056.4835.7022.770.366Zaj区域断层09-ZD-2000613.195.321.650.04Ptbnbl2较完整在区域断层附近及强风化带，地下水渗透系数为0.1—0.366m/d，建议取值0.4m/d，弱风化基岩渗透系数为0.01—0.04m/d。建议取值0.1m/d。地下水受地表水影响较大。（四）隧道涌水量分析评价1、隧道涌水因素分析（1）、地表水对隧道涌水的影响隧道穿越区无大型地表水体，只在局部地段分布少量水塘，以及迳流短、流速快的季节性冲沟；DK288+609左侧189m坡顶见一水塘，接受大气降水补给，蓄水量小。其余冲沟，水量都不大，季节性变化比较明显。隧道顶板岩层厚度大，透水性弱，地表水体和隧道之间无贯通性导水构造，地表水对隧道涌水的影响比较小。21 （2）基岩风化裂隙水对隧道涌水的影响隧道穿越区地下水类型主要为浅变质岩风化裂隙水，含水层岩性为震旦系南沱江组含砾绢云母砂质板岩，地下水主要赋存于浅部强风化带的风化裂隙中，单眼泉流量小，本阶段勘察期间所调查的泉水流量皆小于1L/s,为0.01～0.2L/s，该含水层富水性等级为弱富水性。综上所述，基岩风化带，对浅埋地段的隧道涌水量影响较大，对深埋段的隧道涌水量，影响较小。（3）构造破碎带对隧道涌水量的影响隧道穿越区在DK287+958（F101）、DK288+080（F102）、DK288+272（F103）、DK290+785（F104）、DK291+740（F105）发育5条压性断层。通过穿越和追踪，发现泉水沿F105断裂带两侧带状分布，流量小，但比较稳定。其余断层，未发现呈线状分布的泉水点，物探结果也表明，挤压闭合性较好，导水性较差。上述情况表明区域断层破碎带附近，地下水富集，隧道穿越时，很容易导通风化带节理裂隙水、地表水，隧道涌水量会急剧增大。该类水对隧道涌水量的影响较大。综上所述，隧道穿越区地表水、风化裂隙水对隧道涌水量的影响较小，而构造裂隙水、大气降水，是隧道涌水的主要因素。2、隧道涌水量预测（1）涌水量计算方法选择本隧道位于浅变质岩区，岩层总体为弱透水地层。隧道仅穿越一个地表分水岭，地表切割强烈，隧道洞身埋藏深度最大为442m，最小为5.6m。隧道区地下水的补给来源主要为大气降水，其补给能力受降水强度、降水持续时间、地形、地貌及岩石节理裂隙发育程度控制。根据大致相同的水文地质条件，采用分段计算，综合评价。隧道穿越区上部强风化带可视为相对含水层，强风化带底界至隧道隧底板可视为相对隔水层。断层破碎带为含水层，完整基岩段为相对隔水层。依据《铁路工程地质手册》（2002修订版）第三章第三节相关内容，蒿吉坪隧道涌水量用大气降水入渗法、裘布依、佐藤邦明经验式预测隧道正常涌水量，用大气降雨入渗法、古德曼经验公式和佐藤邦明非稳定流式进行隧道最大涌水量预测。（2）大气降水入渗法隧道区内，多为崇山峻岭，地表坡度陡，冲沟发育，地表岩石露头较好，暴雨山洪易涨易退。大气降水的入渗补给，因不同的水文地质单元，而有所区别。分段采用如下公式计算：21 降水入渗法公式：Q=2.74ɑ·W·A式中：Q---隧道涌水量（m3/d）；A---集水面积（km2）。根据1:10000地形平面图，分段量取。ɑ---入渗系数，根据《铁路工程地质手册》（2002修订版）表2-4-13选择；W---年降雨量（mm）；采用溆浦县1984年至2008年的统计值，最大降雨量为1897.2mm（2002年），平均降雨量为1336.6mm，月平均最大降雨量264.0mm（5月）。蒿吉坪隧道降水入渗法计算涌水量表表8地下水类型里程入渗系数（ɑ）集水面积（km2）A年降雨量（mm）涌水量（m3/d）Q合计（m3/d）正常涌水量（m3/d）浅变质岩构造裂隙水DK287+832～DK288+7000.183.31336.62175.409792.947浅变质岩节理裂隙水DK288+700～DK291+0000.155.61336.63076.32浅变质岩节理裂隙水DK291+000～DK292+9050.26.21336.64541.23最大涌水量（m3/d）浅变质岩构造裂隙水DK287+832～DK288+7000.183.331685156.1123211.18浅变质岩节理裂隙水DK288+700～DK291+0000.155.631687291.47浅变质岩节理裂隙水DK291+000～DK292+9050.26.2316810763.60（2）地下水动力学法隧道穿越的岩层为浅变质岩，裂隙相对不发育。隧道调查范围内共发现断层6条，其断层均为压扭性断层，断面紧密，导水性较弱至中等；根据断层的空间分布和岩性差异、导水性的差异，将隧道分段进行涌水量计算。具体参照1:20万溆浦幅区域水文地质报告及钻孔抽水试验资料，结合实际，在区域断层附近地下水渗透系数取值0.366m/d，强风化带地下水渗透系数取值0.2m/d，基岩渗透系数综合取值为0.1m/d。采用裘布依、佐藤邦明、经验公式等多种方法，估算隧道涌水量。详见附表：“蒿吉坪隧道洞身涌水量计算表”。3、隧道涌水量评价综合计算结果，根据隧址区地层岩性、地质构造及水文地质条件，结合实际，推荐蒿吉坪隧道涌水量如下：见表9。蒿吉坪隧道推荐涌水量表表921 起讫里程长度（m）正常涌水量最大涌水量Qs(m3/d)qs（m3/d·m)Q0(m3/d)q0（m3/d·m)DK287+832DK288+040208700.003.412000.009.76DK288+040DK288+3002602000.007.695000.0019.23DK288+300DK288+6003003000.0010.006000.0020.00DK288+600DK289+0104104000.009.768000.0019.51DK289+010DK289+4104005000.0012.5010000.0025.00DK289+410DK290+38097015000.0015.4622000.0022.68DK290+380DK290+950570800.001.401300.002.28DK290+950DK291+1802302000.008.704500.0019.57DK291+180DK291+7005202000.003.855000.009.62DK291+700DK291+810110500.004.551500.0013.64DK291+810DK292+010200200.001.00700.003.50DK292+010DK292+230220200.000.91600.002.73DK292+230DK292+350120200.001.67400.003.33DK292+350DK292+6703202000.006.254000.0012.50DK292+670DK292+905235500.002.171500.006.52合计507338100725001#斜井DK288+1501501000.006.673000.0020.002#斜井DK291+300330300.000.91650.001.97横洞1901500.007.893500.0018.42推荐蒿吉坪隧道正常涌水量为38100（m3/d），隧道最大涌水量为72500（m3/d）。推荐1号斜井正常涌水量为1000m3/d，最大涌水量为3000m3/d。推荐2号斜井正常涌水量为300m3/d，最大涌水量为650m3/d。推荐1号横洞正常涌水量为1500m3/d，最大涌水量为3500m3/d。（五）、地下水侵蚀性评价该隧道区内，共取了7组水样，做简分析以及侵蚀性试验，其成果统计如下：水质分析成果统计表表10序号钻孔编号里程工点名称水样类型是否具侵蚀性环境作用等级109-ZD-20001DK287+994.89左10蒿吉坪隧道地下水酸性侵蚀H1209-ZD-20002DK288+270.68左10蒿吉坪隧道地下水酸性侵蚀H1CO2侵蚀H1309-ZD-20003DK289+485.61右18蒿吉坪隧道地下水酸性侵蚀H1CO2侵蚀H2409-ZD-20004DK290+851.00右47蒿吉坪隧道地下水具酸性侵蚀H1509-ZD-20005DK291+755.55左8蒿吉坪隧道地表水具酸性侵蚀H1609-ZD-20006DK292+204.70左10蒿吉坪隧道地下水具酸性侵蚀H1709-ZD-20005-2DK291+920.00左10蒿吉坪隧道地下水具酸性侵蚀H121 综合分析评价，隧道区地下水环境作用等级划分如下：蒿吉坪隧道地下水环境作用等级划分表表11起里程止里程长度（m）侵蚀类别环境作用等级DK287+832DK288+100268酸性侵蚀H1DK288+100DK289+000900酸性侵蚀H1CO2侵蚀H1DK289+000DK290+0001000酸性侵蚀H1CO2侵蚀H2DK290+000DK292+9052905酸性侵蚀H1合计5073五、工程地质条件（一）不良地质及特殊岩土1、顺层：隧道区不良地质为进口段的顺向坡，岩层产状130∠65°，坡面倾向82°，岩层倾向与路线走向夹角35°～53°，岩层风化厚度较大（09-zd-20001孔达36.5m），风化裂隙发育，在地表水和隧道开挖等工程活动作用下，易发生沿软弱层的顺层滑动或硬质岩的崩塌、落石等灾害，对地表修筑路基堆载也易发生顺坡滑动等情况。蒿吉坪电站的引水渠道正好位于隧道进口上1.9m，由于开挖引水渠造成的小规模表层溜坡，对工程的施工存在一定的影响。2、偏压：本隧道区岩层为倾斜层状结构，层间粘结力较差，在强风化带及断层破碎带附近，节理裂隙发育。同时，洞身有10处物探异常区，岩层倾角较陡，节理裂隙发育，存在软弱结构面、构造破碎带等，使围岩一部分较软一部分较硬，可能发生偏压。隧道进出口线路右侧顺层，倾角较大，设计时给与充分考虑。3、浅埋：DK291+500～DK292+000段，地表切割强烈，洞身距地表最浅处仅5.6m，有110m的长度在强风化岩层里通过，围岩成洞条件极差。地下水具承压性。设计时需要特别注意，施工阶段应考虑超前支护。隧道进口段强风化层厚，岩体破碎松散，进口浅埋段可能存在偏压影响。4、特殊岩土:经调查、取样观察验证，本阶段未见有影响隧道建设的特殊岩土。（二）场地地震效应根据GB18306－2001《中国地震动参数区划图》，本区地震动峰值加速度0.05g（地震基本烈度Ⅵ度）。（三）、岩土施工工程分级21 隧道通过地层主要7种岩土，依据土的密实程度、岩石坚硬程度、岩石风化程度等进行综合分析，确定各类岩石的岩土施工工程分级，见表12。岩土施工工程分级表表12岩土名称岩石风化程度土的密度程度岩土施工工程分级粉质粘土Ⅱ粗角砾土稍密Ⅱ细角砾土稍密Ⅱ含砾绢云母砂质板岩强风化Ⅳ含砾绢云母砂质板岩弱风化Ⅴ含砾砂质板岩强风化Ⅳ含砾砂质板岩弱风化Ⅴ凝灰质板岩强风化Ⅳ凝灰质板岩弱风化Ⅴ（四）、隧道围岩分级拟建蒿吉坪隧道建议围岩分级和隧道不同等级围岩分布长度及比例统计表分别见表13、表14。拟建隧道建议围岩分级表表13序号分段起点里程分段终点里程长度（m）围岩分级岩性工程地质特征1DK287+832DK288+040208Ⅴ含砾绢云母砂质板岩强风化，节理裂隙发育，岩石强度低，地表陡峭，洞身浅埋，易崩塌、掉块，加强支护。2DK288+040DK288+180140Ⅳ含砾绢云母砂质板岩弱风化，硬质岩，节理裂隙较发育，岩体较完整。隧道浅埋，加强支护。3DK288+180DK288+300120Ⅴ含砾绢云母砂质板岩弱风化，洞身段岩石较破碎，顶底板岩石完整，节理裂隙较发育，物探异常。隧道深埋，含水。4DK288+300DK288+400100Ⅳ含砾绢云母砂质板岩弱风化，硬质岩，节理裂隙较发育，岩体较完整。隧道深埋。5DK288+400DK288+515115Ⅴ含砾绢云母砂质板岩断层破碎带，:节理裂隙发育，岩体极破碎，发育F104断层和物探推测F1断层，加强衬砌，提前预防。6DK288+515DK288+60085Ⅳ含砾绢云母砂质板岩受构造影响，节理裂隙发育，岩体破碎。地下水富集，物探异常。加强衬砌。7DK288+600DK288+720120Ⅲ含砾绢云母砂质板岩弱风化，变余泥质结构，板状构造，硬质岩，岩体较完整，隧道深埋。8DK288+720DK289+010290Ⅳ含砾绢云母砂质板岩弱风化，岩层电阻率值低，岩体较破碎，洞身埋藏较深。物探异常，尤其是在21 DK288+720~DK288+800段，物探推测围岩破碎、含水。施工时应加强防护。9DK289+010DK289+05040Ⅴ含砾绢云母砂质板岩节理裂隙发育，物探推测断层，岩体破碎。加强衬砌。10DK289+050DK289+150100Ⅳ含砾绢云母砂质板岩弱风化，岩体较破碎，电阻率值低，隧道深埋。施工时应加强防护。11DK289+150DK289+23080Ⅴ岩性过渡带岩性变化，岩体较破碎，弱风化，电阻率值低，物探异常，洞身埋藏较深。施工时应加强防护。12DK289+230DK289+410180Ⅲ含砾砂质板岩弱风化，硬质岩，岩体较完整，电阻率值高。隧道深埋。13DK289+410DK289+555145Ⅳ含砾砂质板岩深灰-灰绿色，变余泥质结构，板状构造，弱风化，岩体较完整。物探异常，推测节理相对密集、含水。施工时应加强防护。14DK289+555DK289+770215Ⅲ含砾砂质板岩弱风化，属于硬质岩，岩体较完整，电阻率值相对较低，变化平稳，岩体节理裂隙发育均匀，含水，隧道深埋。加强预防。15DK289+770DK289+85080Ⅳ含砾砂质板岩弱风化，岩体较破碎，节理裂隙发育，地下水垂直活动频繁，估计与地表水联通。隧道深埋。物探异常，加强预防。16DK289+850DK290+260410Ⅱ含砾砂质板岩含砾砂质板岩：弱风化，变余泥质结构，板状构造，属于硬质岩，岩体较完整，节理裂隙不发育，隧洞深埋。弱富水。17DK290+260DK290+380120Ⅲ含砾砂质板岩弱风化，硬质岩，节理裂隙发育，岩体破碎。物探推测围岩破碎、含水，隧道深埋。施工时应以预防突水为主。18DK290+380DK290+700320Ⅱ含砾砂质板岩弱风化，变余泥质结构，板状构造，属于硬质岩，岩体较完整，隧道深埋，弱富水。19DK290+700DK290+950250Ⅲ含砾砂质板岩弱风化，变余泥质结构，板状构造，岩体较完整，节理裂隙不发育，隧道深埋。20DK290+950DK291+050100Ⅳ凝灰质板岩弱风化，变余泥质结构，板状构造，岩体较完整，节理裂隙较发育。含节理裂隙水，隧道深埋。施工时应加强预防。21DK291+050DK291+180130Ⅴ凝灰质板岩断层破碎带：节理裂隙发育，岩体极破碎。物探推测断层与地表调绘断层吻合。易崩塌、掉块，施工时应加强衬砌。22DK291+180DK291+300120Ⅳ凝灰质板岩弱风化，变余泥质结构，板状构造，受断层影响，岩体较破碎，隧道深埋。施工时应加强支护。23DK291+300DK291+420120Ⅲ凝灰质板岩弱风化，变余砂质结构，板状构造，硬质岩，岩体较完整，隧道深埋。21 24DK291+420DK291+700280Ⅳ凝灰质板岩弱风化，变余泥质结构，板状构造，节理裂隙较发育，岩体较破碎。电阻率值较低，隧道浅埋，尤其是DK291+475--DK291+550段，物探推测围岩破碎、含水。施工时应加强防护。25DK291+700DK291+810110Ⅴ凝灰质板岩断层破碎带，节理裂隙极发育，岩体极破碎，富含构造裂隙水，物探异常。洞身浅埋，地下水位较高，易发生冒顶、片帮、掉块、垮塌等灾害，施工时应加强衬砌。26DK291+810DK292+010200Ⅳ凝灰质板岩弱风化，软质岩，受构造影响，节理裂隙发育，岩体较破碎，洞身埋藏较浅。施工时应加强防护。27DK292+010DK292+08070Ⅲ凝灰质板岩弱风化，节理裂隙不发育，岩体相对较完整，洞身浅埋。施工时应加强防护。28DK292+080DK292+230150Ⅳ凝灰质板岩弱风化，属于软质岩，岩体较完整，局部节理裂隙较发育，洞身埋藏较深。电阻率值普遍较低。29DK292+230DK292+350120Ⅴ凝灰质板岩弱风化，属于软质岩，节理裂隙发育，岩体较破碎，含水，物探异常区，洞身埋藏浅，施工时应加强支护。30DK292+350DK292+670320Ⅲ凝灰质板岩弱风化，变余泥质结构，板状构造，属于软岩质，岩体较完整，节理裂隙不发育，隧道深埋。。31DK292+670DK292+830160Ⅳ凝灰质板岩弱风化，岩石强度低，节理裂隙发育，岩体较完整，电阻率值相对较高，洞身埋藏较浅，施工时应加强衬砌。32DK292+830DK292+90575Ⅴ凝灰质板岩弱风化，岩石强度低，节理裂隙发育，岩体较完整，电阻率值相对较高，洞身埋藏较浅，施工时应加强衬砌。合计5073拟建隧道不同等级围岩分布长度及比例统计表表14围岩分级长度(m)百分比（%）Ⅱ730.0014.39Ⅲ139527.50Ⅳ195038.44Ⅴ99819.67合计5073100%1#斜井围岩分级表表15起讫里程长度(m)围岩分级K0+0.0K0+17.0017ⅤK0+17.00K0+42.0025Ⅳ21 K0+42.00K1+60.00118Ⅳ1#斜井岩土施工工程分级表16岩土名称岩土施工工程分级细角砾土Ⅱ含砾绢云母砂质板岩(W3)Ⅳ含砾绢云母砂质板岩(W2)Ⅴ2#斜井围岩分级表表17起讫里程长度(m)围岩分级K0+0.0K0+50.050.0ⅤK0+50.0K3+30.00280.0Ⅳ2#斜井岩土施工工程分级表18岩土名称岩土施工工程分级细角砾土Ⅱ绢云母板岩(W3)Ⅳ绢云母板岩(W2)Ⅴ1#横洞围岩分级表表19起讫里程长度(m)围岩分级K0+00.0K0+60.060ⅤK0+60.0K1+02.042ⅣK1+02.0K1+90.088Ⅴ1#横洞岩土施工工程分级表20岩土名称岩土施工工程分级含砾绢云母砂质板岩(W3)Ⅳ含砾绢云母砂质板岩(W2)Ⅴ（五）、隧道工程地质条件分析评价隧道进出口线路右侧顺层，倾角较大，均位于河谷两岸谷坡，进口段坡度37°，地表残坡积和强风化含砾绢云母砂质板岩厚度大于10m，坡顶辟为耕地，坡下陡崖，植被发育。需进行防护和截、排水措施。出口段自然坡度15°左右，地表强风化厚度约10m左右，表层残坡积厚度1～5m，目前仅有少量耕地，大多退耕还林。岩层风化裂隙发育，岩体破碎。植被较发育。无不良地质现象，自然条件良好。建议坡率1:1，加强防护和截、排水。隧道进口段强风化层厚，岩体破碎松散，进口线埋段可能存在偏压影响。1、岩爆引发岩爆的原因很多，影响因素复杂，如地层岩性、地应力状况、隧道埋深、围岩应力21 状态、开挖断面形态、开挖方法等，但众多因素中，地层岩性和地应力条件是产生岩爆的决定因素。从地层岩性上看，岩爆都是发生在新鲜完整、质地坚硬、性脆、抗压强度较高、没有裂隙或很少的岩层中。根据岩石完整程度、岩性分布，结合钻孔资料、隧道埋深、物探综合测井资料等分析，隧道区岩性主要为含砾绢云母砂质板岩、含砾砂质板岩和凝灰质板岩，从调查和钻孔岩芯上可以看到，其绝大部分新鲜完整、质地坚硬，岩石平均单轴饱和抗压强度Rc=30.1＞30MPa，属硬质岩，岩性上，具备了发生岩爆的岩性条件。岩爆的形成除岩性条件外，还必须满足应力条件。本次通过09-ZD-20003孔作地应力检测，结果显示隧道洞身段最大主应力方向为N68～82°W，优势方向为N74°W。最大主应力为7.0～14.0MPa。而岩石单轴饱和抗压强度（Rc）的数值在10.2～58.3MPa之间，平均31.01MPa，Rc/sH的比值在1.5～4.2之间，比值小于4，属于极高地应力状态，有发生岩爆的可能。蒿吉坪隧道DK288+200～DK291+000段，洞身埋深较大，岩性为含砾绢云母砂质板岩，由于岩石抗压强度稍高，可能发生岩爆，但是由于最大水平主应力方向与洞身斜交，夹角40°，隧道多处有断裂切割，岩体破碎，即使有岩爆发生，规模和程度均较小。2、地温隧道区DK288+200～DK291+000段，最大埋深442m，随着隧道埋深的增加，隧道内的地温也相应增加。隧道深处地温根据以下公式进行估算：T=t+(H-h)gγ带入式中：T：H深度处隧道原岩温度（℃）H：隧道埋深（最大埋藏深度442m）h：恒温层距地面厚度，本区约50mg：本区地温梯度2.0℃/100mt：本地区恒温层温度（取本地区平均气温18℃）T=18+（442－50）×2.0℃/100m＝25.8℃根据物探综合井温测量数据得知孔底地温为17～22.6°，小于铁路隧道设计规范中规定隧道内气温不宜超过28℃数值，所以也认为隧道区地温一般不至于形成热害，但是，热害的形成还受机器设备工作及照明放热、人体工作散热、空气自然压缩热等因素的影响，所以隧道施工时应采取通风降温等适当措施以改善环境条件，达到适宜于工作的气温环境。3、隧道洞身主要地质问题21 （1）、隧道进口段为顺层，山高坡陡，切割强烈，含砾砂质板岩岩体破碎，在施工时应严禁大剂量爆破，采取合理的施工工艺，确保隧道的顶板岩层的稳定和安全。隧道出口段为第四系残坡积碎石土以及强风化凝灰质板岩，属于软质岩类，施工时应加强支护，确保施工顺利进行。（2）、DK291+630～DK291+950段，隧道浅埋，最浅处5.6m。地表低洼，地表水较集中，汇水面积较广，地下水具承压性。下覆凝灰质板岩，区域性断裂F22通过，断层带附近岩石破碎，隧道直接在强风化里穿过，施工时宜采取合理的施工措施，防止产生大面积地面塌陷以及强降雨对施工的影响。（六）、斜井进口工程地质条件评价1号斜井出口位于沟谷的斜坡处，电站引水渠道旁，地表自然坡度15°～25°。地表零星覆盖第四系坡洪积细角砾土，浅黄-灰褐色，稍湿，稍密，角砾成份为砂质板岩，充填粉质黏土及砂土，洞口处厚2～5m。下伏震旦系下统南沱江组(Zant)含砾绢云母砂质板岩，较完整。成洞条件较好。场地施工条件较差。2号斜井出口位于冲沟右侧的稻田内，基岩零星出露，植被发育。出口附近地表呈阶梯状，坡度一般30～45°，起伏较大。第四系坡洪积细角砾土较厚，洞口处估计厚2～6m。下伏震旦系下统江口组(Zaj)含砾砂质板岩，风化较强烈，成洞条件较差。六、隧道风险分析与评估（一）隧道风险分析与评估本隧道可能产生的地质风险为隧道洞身穿越构造破碎带的洞室稳定性，以及静态水的突然释放。同时针对比较常见的岩爆、瓦斯等风险，分段评估如下：蒿吉坪隧道风险评估表表21起讫里程长度预计发生风险的可能性预计初始风险等级备注m突水、突泥岩爆塌方瓦斯突水、突泥岩爆塌方瓦斯DK287+832DK288+039207很不可能很不可能可能很不可能低度低度高度低度进口及浅埋DK288+039DK288+403364很不可能很不可能很不可能很不可能低度低度低度低度　DK288+403DK288+48077偶然很不可能偶然很不可能中度低度中度低度断层破碎带DK288+480DK288+53050很不可能很不可能偶然很不可能低度低度低度低度物探异常DK288+530DK289+010480低度低度低度低度　21 很不可能很不可能很不可能很不可能DK289+010DK289+05040偶然很不可能可能很不可能中度低度中度低度物探推测断层DK289+050DK289+200150很不可能很不可能很不可能很不可能低度低度低度低度　DK289+200DK289+407207很不可能很不可能很不可能很不可能低度低度低度低度　DK289+407DK289+555148偶然很不可能偶然很不可能中度低度中度低度物探异常DK289+555DK289+65095很不可能很不可能很不可能很不可能低度低度低度低度　DK289+650DK290+260610很不可能偶然很不可能很不可能低度低度低度低度　DK290+260DK290+33070偶然很不可能偶然很不可能中度低度中度低度物探异常　DK290+330DK290+537207很不可能很不可能很不可能很不可能低度低度低度低度　DK290+537DK290+880343很不可能很不可能很不可能很不可能低度低度低度低度　DK290+880DK291+050170很不可能很不可能偶然很不可能低度低度中度低度　DK291+050DK291+180130可能很不可能很可能很不可能中度低度极高低度物探异常、断层发育DK291+180DK291+300120很不可能很不可能偶然很不可能低度低度中度低度DK291+300DK291+700400偶然很不可能很不可能很不可能中度低度低度低度　DK291+700DK291+810110可能很不可能很可能很不可能高度低度极高低度断层破碎带、浅埋DK291+810DK292+055245很不可能很不可能偶然很不可能低度低度中度低度　DK292+055DK292+250195很不可能很不可能可能很不可能低度低度高度低度物探异常　DK292+250DK292+443193偶然很不可能很不可能很不可能低度低度低度低度　DK292+443DK292+667224很不可能很不可能很不可能很不可能低度低度低度低度　DK292+667DK292+830163很不可能很不可能很不可能很不可能低度低度低度低度　DK292+830DK292+90575很不可能很不可能可能很不可能低度低度高度低度出口及浅埋　　5073　　　　　　　　　（二）斜井风险分析与评估21 蒿吉坪隧道共布置了两个斜井，虽然长度不大，但均为内倾，出现风险后，危害程度较高，故对斜井逐一进行风险评估如下：1#斜井风险评估表表22起讫里程长度预计发生风险的可能性预计初始风险等级备注m突水、突泥岩爆塌方瓦斯突水、突泥岩爆塌方瓦斯DK0+00DK0+4040很不可能很不可能可能很不可能低度低度高度低度浅埋、第四系较厚　DK0+40DK1+60120可能很不可能很不可能很不可能高度低度低度低度　　合计　160　　　　　　　　　2#斜井风险评估表表22起讫里程长度预计发生风险的可能性预计初始风险等级备注m突水、突泥岩爆塌方瓦斯突水、突泥岩爆塌方瓦斯DK0+00DK0+5555很不可能很不可能可能很不可能低度低度高度低度浅埋　DK0+55DK2+00145偶然很不可能很不可能很不可能中度低度低度低度　DK2+00DK3+30130可能很不可能很不可能很不可能高度低度低度低度　　合计330　　　　　　　　　七、环境工程地质评价隧道区位于剥蚀中低山区，山高坡陡，施工自然条件较差，环境的承受能力较强。地表水较丰富，施工期间应尽量少占耕地，保护植被，文明施工，防止水土流失，避免造成对周围环境的污染。隧道弃碴及生活垃圾应合理调配，统一堆放，采取必要的防护处治措施，避免随意堆放沟谷及河床中，诱发人为的地质灾害和环境污染。隧道在通过涌水地段时，严禁放大炮，以免引起洞顶塌坍。很可能引起区域地下水水位下降，影响居民生活用水，在施工期间应对漏水地段封堵。应创造良好的施工环境，减少机器噪音，避免使附近村民的正常生活受到影响。八、工程措施建议（一）、隧道区地层较简单，构造较复杂，岩体总体较稳定，地下水相对较贫乏，埋藏浅，岩层透水性差，未见影响隧道施工的特殊岩土，场地整体稳定性较好。（二）、隧道进口段的右侧顺层，强风化含砾绢云母砂质板岩厚度大于10m，21 节理裂隙发育，结构松散，需做好防护和截、排水措施，建议边仰坡1:1.25。出口段自然坡度15°左右，地表强风化厚度约10m左右，表层残坡积厚度2～5m。岩层风化裂隙发育，岩体破碎。建议坡率1:1.5，加强防护和截、排水。建议隧道DK291+700～DK291+800浅埋段采用明洞。同时要注意加强边坡支护。（三）、隧道进出口段施工严禁大剂量爆破，采取合理的施工工艺，确保隧道的顶板岩层的稳定和安全。合理做好隧道弃渣、废水及生活垃圾的堆放和防护，保护植被，少占农田，文明施工。（四）、隧道通过断裂时，断层带内岩体破碎，地下水丰富，易发生突水突泥及塌方，设计与施工应注意，加强排水和支撑防护，及时衬砌。（五）、隧道洞身岩层中，弱风化的含砾绢云母砂质板岩、含砾砂质板岩、凝灰质板岩，属于硬质岩，不易风化，可做B组路基填料。（六）、隧道区地下水、地表水主要表现为酸性侵蚀及CO2侵蚀。酸性侵蚀为H1级，CO2侵蚀为H2级，设计与施工时应采取相应的抗腐蚀性材料。（七）隧道施工很可能引起区域地下水水位下降，影响居民生活用水，在施工期间应对漏水地段封堵。（八）在施工中应进行超前地质预报工作和监测工作，强化现场动态设计，根据围岩及地下水变化对可能发生的问题提前采取措施。（九）、该隧道的基本风险在于断裂带的突水、突泥，断裂带内必须做好超前地质工作并加强洞身支护及防水、排水工作。隧道断层较多，岩石破碎，建议开挖时，放小炮，开挖后，衬砌紧跟，不要暴露时间过长，必要时做好紧急预案，以防不测。（十）、斜井洞身段局部破碎，施工应加强衬砌。斜井出口位于谷坡或沟谷旁，边仰坡建议坡率1:1.5，加强防护。应注意沟谷洪水期对斜井施工的影响。（十一）、里程DK288+200～DK291+000段，隧道埋深较大，岩石抗压强度稍高，有发生岩爆的可能。但是由于最大水平主应力方向与洞身斜交，隧道多处有断裂切割，即使有岩爆发生，规模和程度均较小。（十二）、09-ZD-20004孔，孔内遗留有φ110mm的套管7.5m，留置深度0.0～7.5m。21