7号隧道工程地质勘察报告

-关子岭杨家山隧道工程地质勘察报告新建铁路兰渝线兰州至广元段定测7号隧道工程地质勘察报告（DK431+051～DK432+590）文件编制：文件复核：审核者：审定者：中铁第一勘察设计院集团有限公司2008年4月西安9 -关子岭杨家山隧道工程地质勘察报告一、工程概况7号隧道位于甘肃省陇南市武都区境内，进口位于枫相院乡坪石板村东南侧侧S206省道边，与洛塘河车站特大桥相连，出口位于206省道K84公里附近，与大团鱼河大桥相连。兰州端洞口里程为DK431+051，重庆端洞口里程为DK432+590，隧道全长1539m。隧道进出口均在S206省道附近，交通便利。二、地形地貌7号隧道地属西秦岭中山区，地势总体趋势北高南低，山体陡峻，沟谷深切多呈“V”字形。地面高程基本分布在880～1380m范围内，相对高差约500m，隧道最大埋深在DK431+556约350m。隧道进、出口均位于大团鱼河左岸山体斜坡，基岩裸露；表层局部为0.5～1.5m的坡积碎石类土所覆盖，隧道洞身位于基岩中。三、勘察概况及工作方法1、本次勘察根据定测任务书的要求，查明隧道所经区域工程地质特征,并提供隧道围岩分级、隧道设计地质参数等，满足设计要求。2、勘察具体要求：查明隧道地段地形地貌、地质构造、地层结构、岩土性质，重点查明岩层片理、节理等软弱结构面的产状、密度及组合形式对洞口及边仰坡的影响，并做出简单的工程地质评价，提出相应的工程措施建议。3、勘察手段及勘探原则：本次勘察所采用的手段是进行外业调查、访问为主。四、完成的勘探工作量9 -关子岭杨家山隧道工程地质勘察报告工作项目单位数量备注工程地质调绘Km22.520个观测点（含利用的观测点8个）。工程地质钻探（浅孔）m/孔21.0m/1孔参考利用工程地质钻探（深孔）m/孔（无）物探物探测井m/孔21.0m/1孔参考利用常规物探m（无）V8m（无）五、气象特征7号隧道位于甘肃省东南部陇南市武都区境内，属北亚热带湿润向暖温半湿润过渡的季风气候，年平均气压893.6hpa；年平均气温14.6℃；年平均降水量471.9mm；年平均蒸发量1507.1mm，年最大蒸发量2239.0mm；平均风速1.5m/s（主导风向ES）；土壤最大冻结深度13cm。武都区气象资料详见附表一。六、地层岩性7号隧道工程范围内分布的地层主要为：第四系全新统坡积碎石类土及下元古界砂质板岩夹砂质绢云千枚岩等，岩性特征详述如下：1、第四系全新统（Q4）（1）粗角砾土（Q4dl6）：呈片状分布于隧道进、出口斜坡处，厚度0.5～2.5m,棕黄－灰黄色等杂色,角砾主要成份为板岩及少量的千枚岩,呈棱角状及次棱角形，粒径大于200mm的约占25%,200～60mm约占9 -关子岭杨家山隧道工程地质勘察报告45%,60～20mm约占10%,余为粉质粘土充填,松散—稍密,潮湿。Ⅲ级硬土，Ⅴ级围岩，σ0＝450kPa。坡面有零星块石分布。2、下元古界（Pt1）（二）、下元古界（Pt1）1、砂质板岩夹千枚岩（Pt1Sl+Ph）：青灰色略带灰绿色，受变质重结晶作用改造，变余矿物为石英、长石、云母等；新生矿物主要为绢云母、绿帘石等，鳞片变晶结构，板状砂质构造，片理面较发育。岩质较致密坚硬，夹有薄层千枚岩。表层强风化，风化层厚约7～10m，IV级软石，σ0＝600kPa;弱-微风化，IV级软石，σ0＝800kPa。参考洛塘河车站特大桥D4Z－176、D4Z－178钻孔所取岩样试验，该板岩单轴饱和抗压强度（Rc）详见岩石物理力学统计表：岩性统计项目密度（g/cm3）吸水率（W％）单轴抗压强度(Mpa)饱和干燥板岩（Pt1Sl）统计个数14886范围值2.74～2.780.12～0.4822.0-56.837.2-86.6平均值2.760.272544.08765.82建议值2.760.272544.08765.82由上表可看出该板岩饱和单轴抗压强度（Rc）平均值为44.087Mpa；为硬岩。岩石片理产状稳定：N76～86°E/54～57°S，卸荷节理较发育。①隧道进口主要卸荷节理有：J1:N30°E/62°N，L>10m，d=0.2～1.0m，节理面光滑，微张，无充填；J2:N60°W/67°S，L>5m，d=0.5～1.5m，节理面光滑，微张，无充填；9 -关子岭杨家山隧道工程地质勘察报告J3:N16°W/13°N，L=3～5m，d>5m,节理面较粗糙，微张，无充填。①隧道出口主要卸荷节理有：J1:N25°E/81°S，L>5m,d=0.3～0.5m；节理面平直、光滑、微张，局部有石英脉充填；J2:N5°E/25°N，L>5m,d=0.3～1.0m；节理面平直、光滑、微张，局部有石英脉充填。J3:N40°E/64°N，L>3m,d=0.1～0.3m；节理面平直、光滑、微张，无充填。七、地震及地震动参数根据《建筑抗震设计规范》GB50011－2001、《中国地震动参数区划图》GB18306－2001，隧道所属区地震动峰值加速度为0.20g，相当于地震基本烈度八度，动反应谱特征周期为0.45s。根据附近的物探测井资料，一定深度较完整的板岩夹千枚岩纵波速度Vp=1134.6m/s～1327.1m/s,横波速度Vs=518.3m/s～582.9m/s。八、地质构造本区地属松潘－甘孜褶皱系之巴颜喀拉冒地槽褶皱带。7号隧道位于该冒地槽褶皱带的东部，隧道洞身无断裂及褶皱等大的地质构造现象，基岩稳定产状单一，岩石较为完整。九、水文地质条件1、隧道进出口沟谷内均为季节性流水，工程范围内地表水不发育。2、隧道洞身岩体卸荷节理及裂隙较发育，地下水主要基岩裂隙水等，沿隧道洞身未发现泉水等渗出，水量较小，参考附近地下水水质试验报告，依据《铁路工程地质勘察规范》TB10012_2007环境水、土对混凝土侵蚀性的判定标准，隧道处地下水无侵蚀性。。十、特殊岩土和不良地质1、隧道工程范围内无特殊岩土和不良地质现象。9 -关子岭杨家山隧道工程地质勘察报告十一、工程地质条件评价及围岩分级该隧道洞身无断裂及褶皱等大的地质构造现象，岩性单一，产状稳定，隧道进、出口位于大团鱼河左岸，裸露的基岩卸荷节理发育，易构成零星危石；隧道洞身基本位于基岩中，工程地质条件较好。1、根据隧道洞身岩性特点及地下水发育情况对隧道岩体工程地质条件、围岩级别划分详述见下表：序号里程范围工程地质条件水文地质条件长度（m）围岩分级备注1DK431+051～DK431+070砂质板岩夹砂质绢云千枚岩（Pt1）：灰色略带灰绿色，鳞片粒状变晶结构，板状及千枚状砂质构造，岩质较致密坚硬，属硬岩。强风化层厚约8～12m，IV级软石，Ⅳ级围岩，σ0＝600kPa；弱-微风化，IV级软石，Ⅲ级围岩，σ0＝800kPa；隧道进出口卸荷节理发育，隧道出口为顺坡片理面，建议加强支护。基岩裂隙水等地下水不发育。19V隧道进口卸荷节理发育，建议加强支护。2DK431+070～DK431+12050Ⅳ3DK431+120～DK432+3701250Ⅲ4DK432+370～DK432+370200Ⅳ5DK432+370～DK432+59020Ⅴ隧道出口为顺坡片理面，建议加强支护。2、7号隧道鹿寨横洞围岩级别划分详述见下表：序号里程范围工程地质条件水文地质条件长度（m）围岩分级备注1横0+0～横2+80砂质板岩夹砂质绢云千枚岩（Pt1）：岩质较致密坚硬，属硬岩。强风化层厚约8～12m，IV级软石，Ⅳ级围岩，σ0＝600kPa；弱-微风化，IV级软石，Ⅲ级围岩，σ0＝800kPa；隧道进出口卸荷节理发育，隧道出口为顺坡片理面，建议加强支护。基岩裂隙水等地下水不发育。280Ⅲ2横2+80～横4+30150Ⅳ3横4+30～横4+9363V横洞进口为顺坡片理面，建议加强支护。9 -关子岭杨家山隧道工程地质勘察报告十二、工程措施及建议1、影响隧道进出口岩质边坡稳定性的结构面：①、顺坡片理面：隧道出口及横洞进口自然坡面走向近N84°E，自然坡度约45～60°倾南；而片理产状N80°E/57°S，基岩片理面与自然山坡面倾角基本一致因此隧道出口段为顺坡片理面。②、基岩表层卸荷节理发育：DK431+050～DK432+590沿206省道段坡面基岩卸荷节理裂隙发育：⑴隧道进口主要卸荷节理有：J1:N30°E/62°N，L>10m，d=0.2～1.0m，节理面光滑，微张，无充填；J2:N60°W/67°S，L>5m，d=0.5～1.5m，节理面光滑，微张，无充填；J3:N16°W/13°N，L=3～5m，d>5m,节理面较粗糙，微张，无充填。⑵隧道出口主要卸荷节理有：J1:N25°E/81°S，L>5m,d=0.3～0.5m；节理面平直、光滑、微张，局部有石英脉充填；J2:N5°E/25°N，L>5m,d=0.3～1.0m；节理面平直、光滑、微张，局部有石英脉充填。J3:N40°E/64°N，L>3m,d=0.1～0.3m；节理面平直、光滑、微张，无充填。卸荷节理和片理面组合将岩体切割呈大块状结构，部分与山体结合力较差，并有零星孤石分布。建议对坡面零星孤石加固或清除。并对隧道进、出口影响岩质边坡稳定性的结构面段加强洞身支护和挡护措施。施工时应科学合理控制爆破量，建议短进尺、勤支护，及时衬砌，爆破时安排专人沿该段206省道巡视，避免施工时产生的落石伤及206省道的行人和行车。2、地震动峰值加速度为0.20g（相当于地震基本烈度八度），地震动反应谱特征周期采用0.45s。3、土壤最大冻结深度采用0.13cm。4、仰坡坡率：板岩风化层1：1；完整基岩1：0.75。9 -关子岭杨家山隧道工程地质勘察报告附件：1、钻探岩心鉴定表1份；2、土工试验报告1份；3、岩石试验报告1份；4、岩石薄片鉴定报告1份；5、观测点表20份。附表：陇南市武都区气象资料汇总表9 -关子岭杨家山隧道工程地质勘察报告地理位置北纬:33°24¢东经:104°55¢高程1079.1m建站时间1943年气象站地点武都县旧城山“山腰”数值及统计年限数值出现时间统计年限气压hpa（年平均）893.61971～2000气温(℃)年平均14.61971～2000极端最高38.61996.8.61971～2000最低-8.61991.12.281971～2000最热月平均24.87月1971～2000最冷月平均3.31月1971～2000最大月平均日较差1971～2000湿度绝对hpa年平均10.61971～2000日最大27.52000.7.277.271971～2000日最小0.91980.7.41971～2000相对（%）年平均581971～2000日最小21971.3.281971～2000降水量(mm)年平均471.91971～2000年最大689.319841971～2000年最小270.519971971～2000月最大191.61984.81971～2000日最大76.51984.8.31971～2000一次最大延续时间121985.9.7-9.181971～2000年平均降水日数104.21971～2000蒸发量(mm)年平均1897.51971～2000年最大2239.019791971～2000风(m/s)平均风速及主导风向1.5ES1971～2000各季平均风速及主导风向春1.8ES1971～2000夏1.7ES1971～2000秋1.1ES1971～2000冬1.2EN1971～2000年平均大风日数（≥8级）10.41971～2000最大风速及风向定时1971～2000瞬时19.0EN1971～2000雪降雪初终期12.6-3.101971～2000最大积雪深度cm111985.1.41971～2000冻土最大冻结深度（cm）及初终期13(11月-2月)1971～20009