隧道工程地质勘察说明

**Ⅳ号隧道工程地质勘察报告一、概况**Ⅲ号隧道位于**省**县杨家庄乡**火车站西侧，为连拱隧道。进口桩号K47+056，出口桩号K47+230；隧道长174m。属短隧道。隧道勘察采用工程地质调绘，钻探，物探等手段，查明了隧道的工程地质、水文地质条件。完成的勘察工作量见表1。表1　　　　　　　勘察工作量汇总表序号工作项目及内容单位工作量1工程地质调绘（1：2000）Km20.092钻探ｍ/孔66.7/33物探m180二、自然地理概况（一）交通隧道东侧坡脚，约100m外为铁路及108国道，以东100m余为**火车站。交通十分方便。（二）气象隧道所处区域属于暖温带半湿润大陆季风气候区，但由于山地的影响，湿度有所增高。据地方县志统计资料，**县城多年平均气温为7.4oC，最冷1月份平均气温-9.1oC，极端最低气温-30.6oC（1966.2.22），最热7月份平均气温16oC，极端最高气温38.3oC（1961.6.20）。地面温度，年平均9.8oC，一月最低，平均温度-9.4oC，6-7月份最高，平均温度26.1oC。据杨家川站资料（1958年～1982年），多年平均降水量636.3毫米，春季67.9mm，占全年11%，夏季457.1mm，占全年72%，秋季97.4mm，占全年15%，冬季13.9mm，占全年2%，因此，夏季多发生暴雨造成灾害,特别在七月下旬至八月上旬是暴雨集中期,施工时应注意防洪。三、隧道工程地质条件（一）地形、地貌隧址区位于**山中山区，山脉走向为北东向，山体陡峭，隧道进出口端地形坡度为30°～45°，基岩裸露。植被覆盖较差，多为杂草及零星灌木。隧道中间发育浅冲沟，堆积3~6ｍ碎石土。地面海拔高程界于766～810m之间，相对高差近54m。隧道最大埋深37.1ｍ。（二）地层岩性根据物探揭露及工程地质测绘，隧址区除洞顶冲沟及出口坡脚堆积碎石土（Q4dl+ｃ），及进出口沟谷堆积第四系全新统坡洪积层（Q4dl+pl）外，其余均基岩裸露，岩性单一，地质结构简单。基岩为燕山期花岗闪长岩（γδ53），岩性为浅肉红色，浅灰～深灰色，中粗粒～中细粒不等粒花岗结构，局部为斑状结构，块状构造。矿物成分主要为斜长石、钾长石、石英及少量黑云母、角闪石、辉石。由表及深可分为强风化带，厚6.2~18.9ｍ，弱风化带，厚11.7~19.6ｍ，38.6米以下为微风化及未风化的花岗闪长岩。（三）地质构造及地震 1.地质构造隧址区位于中朝准地台**山断隆东端，**断陷盆地东侧台拱，为燕山期花岗闪长岩侵入体。火车站对面边坡发现小型挤压破碎带，宽5~10ｍ具正断层性质，产状183°∠73°，延伸短，规模小，对隧道无影响。对隧道轴线及周边调查时，未发现其它大断层形迹。基岩露头处，节理仍很发育，进口段主要有四组，产状及密度分别为125°∠76°，8条/m；285°∠58°，4条/m；115°∠60°,3条/m；14°∠88°，6条/m。这些节理造成岩体破碎及较破碎。据区域资料，在深埋的洞身地段，主要发育走向近东西和南北两组节理，密度2~4条/m，局部3~5条/ｍ，因而洞身岩体较为完整。2.地震根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及《**高速公路**段建设场地地震安全性评价报告》（**省工程地震研究院，2005年6月），本区地震动峰值加速度为0.1g，反应谱特征周期0.45s,相当于地震基本裂度Ⅶ度。（一）地下水与地表水1地表水隧道进出口地段附近的沟中平时无水，雨后有短暂洪水。地表水对混凝土无腐蚀性。2地下水本区地下水有第四系冲洪积物中的孔隙潜水和基岩风化裂隙水。前者分布于进出口冲沟中，入口冲沟距路线左侧90m处的下游露头泉水（称龙潭泉），雨季外流，流量约0.2l/s，属沟谷松散层孔隙潜水，也汇集了附近基岩裂隙水，由上游径流至下游排泄。后者分布在花岗闪长岩的强风化及弱风化带中，大气降水是其唯一补给源，以地下径流排向沟谷及蒸发排泄。在洞顶冲沟带雨季渗入少量降水并下渗补给基岩裂隙水。水量不大，甚至无水。地下水对混凝土无腐蚀性。（五）不良地质特征及评价隧址区除附近沟中坡洪积松散堆积外，无其它不良地质现象。四、隧道工程地质评价（一）隧址场地稳定性评价隧址区未见断层，也没有发生过强震，因此，本隧道场地具有较好的区域稳定性。（二）围岩分级1.围岩分级依据根据围岩的完整性和坚硬性综合判断围岩特征及岩体基本质量指标，现根据实测和实验数据综合分析如下。1)围岩的完整程度地调时在进口进行节理测量和统计，计算岩石体积裂隙率Jv=(8+4+4+7)/1×1×1＝23条/m3;在出口段进行节理测量和统计，计算岩石体积裂隙率Jv=(3+6+4)/1×1×1＝13条/m3。对照Jv与Kv对照表得强风化花岗闪长岩的完整系数Kv＝0.35-0.55取0.45，弱风化取0.65，微风化取0.75。2)围岩的破碎程度根据花岗闪长岩的完整系数Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系表，得出强风化花岗闪长岩为较破碎岩体，弱风化为较完整岩体，微风化为完整岩体。 3)围岩的坚硬程度根据岩石坚硬程度的定性划分，得出未风化～微风化的花岗闪长岩为坚硬岩，而弱风化的为较坚硬岩，强风化的为较软岩。4)物探地震波波速测定根据物探地震波波速测定，花岗闪长岩强、弱、微及未风化岩体的纵波波速分别为1550~2050m/s、2750~3200m/s、3550~3850m/s及>4350m/s。5)确定单轴饱水抗压强度Rc值本次勘察弱风化岩石单轴饱水抗压强度试验，Rc＝38.7MPa，可推出花岗闪长岩不同风化强度的Rc值：强风化Rc取22.5MPa，弱风化Rc取38.7MPa，微风化Rc取60MPa。2.围岩基本质量指标BQ根据围岩分级因素的定量指标Rc值和Kv值，按下式计算：　BQ＝90+3Rc+250Kv使用上式时应遵守下列限制条件：当Rc＞90Kv+30时，应以Rc＝90Kv+30和Kv带入计算BQ值当Kv＞0.04Rc+0.4时，应以Kv＝0.04Rc+0.4和Kv带入计算BQ值鉴于饱和抗压强度Rc不偏高，岩体完整性系数也不太低，故所确定的参数不属于限制之列，可直接使用定性参数按该式计算BQ值，其计算结果如表2:表2　　　　　　　　BQ值计算结果项目围岩：花岗闪长岩强风化弱风化微风化Kv0.450.650.75Rc22.538.760BQ270368.6457.5　3.围岩基本质量指标修正值的确定1)地下水影响修正系数K1本隧道估计在进出口段可能会遇到地下水渗流呈滴状，在洞身段基本无水，按规范K1可不进行修正。2)结构面产状影响修正系数K2隧道轴走向10o，三组节理即产状175o∠43o、210o∠42o、275o∠70o，它们与隧道轴向夹角分别为75o、70o和5o，共同作用将岩体切割呈棱形柱体，需修正系数0.3，总计结构面产状影响修正系数K2=0.3。3)初始地应力状态影响修正系数K3隧道两端均处于深切沟谷，初始地应力应有所释放，隧道最大埋深仅37.1ｍ，应属初始地应力低值地带。因此，本隧道不对初始应力状态影响进行修正。4)修正后围岩质量指标[BQ]采用下式 [BQ]=BQ-100（K1+K2+K3）进行修正，修正结果列入表3。表3[BQ]值结果统计BQ270368.6457.5KK2=0.3K2=0.3K2=0.3[BQ]240338.6427.55、围岩级别划分对照按围岩基本质量指标BQ划分围岩级表，得出强风化~弱风化为Ⅳ级，微风化为Ⅲ级。对应隧道具体地段及围岩特征列入表4。表4围岩级别与围岩特征表级别[BQ]定性特征分布地段Ⅳ338.6强风化~弱风化花岗闪长岩，发育3~4组裂隙，体积隙率Jv=13~21条/m3，Kv=0.55,BQ=368.6,[BQ]=338.6,Rc=45MPa,处于隧道进出口段，无地下水，也可能有少许滴水或者线流LK47+056~09640mLK47+152~18129mLK47+206~23024mRK47+056~09236mRK47+149~18334mRK47+208~23022mⅢ427.5微～未风化花岗闪长岩，裂隙不发育，岩体较完整，Kv=0.65,BQ=457.5,[BQ]=427.5,Rc=60MPa,处于洞身深处，无地下水LK47+096~15256mLK47+181~20625mRK47+092~14957mRK47+183~20825m（三）洞口边坡稳定性评价1、进洞口边坡稳定性分析隧道进洞口设于山体斜坡，自然斜坡产状南倾182°，坡度30～45°。无断层等构造，也无不良地质，但裸露岩体，节理较发育，岩体较破碎。岩质边坡，总体稳定，由于节理发育的破碎岩体有可能零星掉块，需注意防护。进出洞冲沟为坡洪积组成，隧道口高出现代沟心18m，若遇特大山洪，也影响不到本隧道，但施工需注意防护。2、隧道出洞口边坡稳定性分析隧道出口洞门位于山体斜坡，斜坡坡度30～45°，出口表层堆积薄层第四系松散坡崩积碎石土，坡体由花岗闪长岩组成，发育三组节理中走向87°倾角89°与走向187°倾角74°两组，将岩体切割呈棱形块体，易于造成危岩块体，注意清除与防护。沟底为坡洪积物堆积，隧道高出沟心约70ｍ，特大山洪不会影响到本隧道，但施工中的防洪不能大意。（四）偏压分析根据隧道走向，进出口段基本与地形等高线正交，可不考虑偏压对洞口的影响。（五）有害气体评价隧道通过段全是花岗闪长岩层，不产生有害气体的矿产或岩体，不会产生有毒气体和瓦斯逸出或爆炸的危险。五、结论与建议1、隧址区位于**山脉的山区，南侧发育小断裂构造带，但不活动，为区域地壳稳定区。 2、根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度为0.1g，相当于地震基本裂度Ⅶ度。3、隧道围岩为燕山期花岗闪长岩（γδ53）。围岩共分二级，围岩级别及长度见表5：表5隧道围岩类别统计表围岩类别ⅢⅣ合计左幅隧道（ｍ）8193174右幅隧道（ｍ）82921744.隧道区无地表水流，仅在入口冲沟的下游露头小泉，流量约0.2l/s，为沟中松散层潜水，并集裂隙水而成。隧道基岩裂隙水，水量甚微，甚至无水。主要接受大气降水补给，向边坡深处径流至当地侵蚀基准面及蒸发排泄。该区地表水、地下水对混凝土无腐蚀性。5.隧道进出口强风化岩体构成洞门，其稳定性总体较好，但因较破碎而开挖时易产生零星掉块和小型塌方，开挖时需清除危石及注意防护。