回龙隧道工程地质评价分析

回龙隧道工程地质评价分析【摘要】在详尽的野外地质和工程勘查的基础上，分析回龙隧道的基础地质和水文地质条件，探讨不利地质现象对隧道工程的影响。依据实地情况，分别对隧道洞口和两侧边坡的稳定进行评估，并提出了相应的防治措施。【关键词】隧道；钻探；水文地质条件；工程地质；评价1.概述回龙隧道位于重庆市西北部梁平县境内，为单洞隧道，设计隧道洞宽3.65m，高2.40m，属矿山长隧道。前期已进行工程地质勘测工作，包括地质、钻探、测量、物探等专业技术人员对现场进行了踏勘及地面调绘等。外业深孔工作由XY-200型钻机（1台套）和XY-150型钻机（2台套）施工完成，主要实物工作量见表1。2.工程地质条件2.1地形地貌工作区最高点标高为719.7m，山体受构造和地层影响，山脊、沟谷走向与构造形迹一致，为东南向。区内地形起伏较大，沟谷切割不强烈，沟谷多成“U”字型浅谷，沟谷两侧地形较陡，斜坡坡度一般在35°以上，局部呈陡崖状。区 内地貌属低中山地貌，以构造作用为主，具有强烈的剥蚀作用，按构造形式分类为褶皱山。隧道穿越区为碳酸盐岩及砂泥岩地层，进洞口位于山坡坡脚处，自然边坡斜坡坡向约315°，坡脚下缓上陡，间有缓坡平台。洞身段发育冲沟，呈“U”字形，底部宽缓，两翼坡度25〜40°,底部横坡5〜15°,切割深度约5〜10m,纵坡差异大，上陡往下逐步变缓。1.1气象水文工作区气候属于四川盆地暖湿亚热带气候，季风气候显著，四季分明，气候温暖，雨量充沛，日照偏少。多年平均气温16.4℃，极端最低气温-6.6℃，极端最高气温40.10℃，年无霜期340〜350d。降雨主要集中于每年4〜9月，多大雨或暴雨，约占全年降雨量的75%。多年平均降雨量1246.6mm1.2地层构造据区域地质资料及钻孔揭露，隧址区地层主要为第四系残坡积层、侏罗系珍珠冲组和自流井组、三叠系雷口波组和须家河组，各层岩性由老至新为：（1）三叠系雷口波组，灰色页岩夹泥质灰岩。页岩分布于隧道进口段，泥质灰岩分布于隧道进口段、洞身段，对隧道影响大。页岩钻孔最大揭露厚度18.70m；泥质灰岩钻孔最大揭露厚度38.80m。（2）三叠系须家河组，灰白色石英砂岩，长石亚岩屑砂岩夹页岩， 局部夹煤线。石英砂岩及页岩分布于隧道洞身段，长石亚岩屑砂岩分布于隧道进口段、洞身段，对隧道影响大。石英砂岩钻孔最大揭露厚度60.80m，长石亚岩屑砂岩钻孔最大揭露厚度16.30m，页岩钻孔最大揭露厚度44.20m。（3）侏罗系珍珠冲组，深灰色页岩夹砂岩。分布于隧道洞身段及出口段，对隧道影响大。砂岩钻孔最大揭露厚度12.6m。（4）侏罗系自流井组，深灰色页岩夹泥质灰岩，泥质灰岩层分布于隧道洞身段，对隧道影响大。页岩钻孔最大揭露厚度27.0m，未揭穿该层。（5）第四系残坡积层，粉质粘土，灰、灰黄色，可塑状，含少量碎石及角砾。分布于调查区地形较为平缓及低洼的山顶平台、洼地段和缓坡面上及进洞口段。钻孔揭露最大厚度3.50m。区域构造单元为扬子准地台上扬子台坳重庆陷褶束。坳褶带由一系列不对称的背向斜组成，隧址区位于明月峡背斜东侧与梁平向斜之间。明月峡背斜位于华蓥穹褶束的南东边缘，轴线走向北东向，整体轴向N30E,背斜南东翼倾角50°-80°；北西翼略缓，一般倾角30°-45°。在背斜南东翼则多发育次级褶皱。根据《中国地震动峰值加速度区划图》GB18306.B2一2001图[1]，路段区设计地震基本加速度值为0.05g，抗震设防烈度为小于6度区。1.水文地质条件 工作区地下水类型主要为基岩裂隙水和碳酸盐岩类管道水，前者主要分布于基岩强风化带裂隙及中等风化带构造裂隙中，主要接受大气降水补给。进出洞身段含松散岩类孔隙水，多在雨季、洪水期存在，径流短，排泄快，水量变化大、具短时及季节性。隧址区泥质灰岩、砂岩为强透水性，页岩为弱透水性，经地面地质测绘，隧道区基岩主要接受大气降水的补给，沿地表发育的层间面、构造裂隙向地下渗透，对隧道围岩地下水的补给有一定影响。对各施工钻孔进行简易水文地质观测，隧址区进出口地段不存在地下水，洞身局部地段具有地下水，隧址区周边无河流通过。但部分钻孔观测而知地下水位较高，且地下水位多处于隧道顶板之上，且场地的2处泉点常年有水流，因此地下水对整个隧道有一定影响。此外，据本次水文地质测绘，隧道区内冲沟段见泉出露，其流量较小，一般在0.40〜0.60L/S。1.不良地质构造前期资料及本次勘察结果显示，隧址区未见滑坡、泥石流、危岩和岩溶等不良地质现象，不良地质现象主要包括人类工程活动和潜在岩溶及岩溶水。1.1人类工程活动据走访附近村民得知，解放前隧址区附近有一小型煤窑开采，后期对地下煤层进行开挖，最近一次人类小规模开采， 70年代完全关闭。煤矿开采多为零星小量开采，年代久远的小型无证煤矿，开采标高度和采空范围不详。据探测结果，其中一个采煤巷道的走向处于拟建隧址区的钻孔段下方，因此，在隧道施工前应进一步查明废弃煤窑的开采标高及踩空范围等，以防止采空区存在大量蓄水，并随着隧道开挖而可能带来突水、塌陷等地质灾害。1.1潜在岩溶及岩溶水隧道依次穿越地层包括侏罗系新田沟组和自流井组页岩、砂岩，三叠系须家河组长石岩屑砂岩、砂岩、页岩夹煤线和雷口波组页岩、泥质灰岩。经地表调查证实及钻探资料、物探资料反映，隧道区泥质灰岩段岩溶不发育，中段经压水证实属于弱透水性，隧址区附近无地表河流、水系经过，故岩溶突水、突泥等不良地质问题不突出。但隧道施工将破坏原有的水文地质条件，改变原有地下水迳流和排泄条件，造成隧道区地表水漏失，潜在的岩溶及岩溶水可能对后期施工产生较大影响。5.工程地质评价5.1进洞口岩层在隧址区进口段岩层产状为1300/67°。存在两组裂隙，I组产状为220°/75°,裂隙面微张，张开2.0〜4.0mm,裂隙间距1.2〜5.0m,延伸5.0〜8.0m,裂面较平直，结合程度差，压扭性裂隙，为硬性结构面。n组产状为270Z15,间距4.0〜8.8m,延伸2.0〜5.0m,闭合，裂面较平直，结合程度差，压扭性裂隙，为硬性结构面。斜坡表层为 第四系全新统残坡积土，厚0〜3.5m,现状整体稳定，下伏岩性为泥质灰岩、页岩及长石岩屑砂岩。进洞口仰坡目前无开裂变形、危岩及崩塌岩堆等现象，现状稳定。仰坡由粉质粘土和泥质灰岩、页岩及长石岩屑砂岩组成，为岩土质边坡。该段边坡高约8.4m，坡向315°，边坡安全等级为二级。土岩接触面陡，直立切坡土体不稳定，易沿土岩接触面滑移破坏。据赤平极射投影图分析（图1），边坡与层面倾向相反，为逆向坡，L1与L2与边坡大角度相切，两组裂隙面倾向与边坡倾向呈斜交，对边坡的稳定性影响较小，边坡的稳定性受岩体强度控制，直立开挖边坡欠稳定，易产生掉块。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）[2]判定，边坡岩体类型属田类，边坡破裂角取60°，边坡岩体等效内摩擦角取55°。建议清除表层土层后对岩质段?用锚杆挡墙支挡。5.1两侧路堑边坡按设计标高进行洞口开挖，在隧道进口两侧将形成高度不等的人工边坡，（1）左侧人工边坡高2〜6.0m,形成的边坡主要由粉质粘土、中风化页岩、砂岩组成，粉质粘土厚约I.5〜2.0m,为岩质边坡，坡向224°,该边坡安全等级为二级。土岩接触面倾角为10°，直立切坡土体不稳定，易沿土岩内部产生圆弧形滑移破坏。岩层与坡向大角度相切，裂隙II与边坡小角度相交，为外倾结构面，若直立切坡，岩块易 沿裂隙L1滑移失稳，形成的边坡稳定性由L1组裂隙控制，直立开挖边坡欠稳定。根据《规范》[2]判定，边坡岩体类型属in类，边坡破裂角取60°,边坡岩体等效内摩擦角取55°。(2)右侧人工边坡高2〜7.5m,主要由粉质粘土、中风化页岩、砂岩组成，粉质粘土厚约1.5m，为岩质边坡，坡向38°，边坡安全等等级为二级。土岩接触面陡，直立切坡土体不稳定，易沿土岩接触面滑移破坏。边坡内无不利裂隙面，边坡稳定性由岩体强度控制，直立切坡边坡基本稳定。根据《规范》[2]判定，边坡岩体类型属田类，边坡破裂角取60°;边坡岩体等效内摩擦角取55°。建议在两侧边坡清除表层土层后，对岩质段?用重力式挡墙支挡。参考文献：[1]国家质量技术监督局.《中国地震动峰值加速度区划图》GB18306.B2-2001.2002.[2]中华人民共和国建设部.《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013).中国建筑工业出版社(北京).2013作者简介：1980.2，男，壮族，工程硕士，工程师，从事岩土勘察及地质灾害研究，工作单位：四川省德阳市，二八二大队，618000。