三峡翻坝公路秋千坪隧道工程地质勘察说明书文档格式.docx
《三峡翻坝公路秋千坪隧道工程地质勘察说明书文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三峡翻坝公路秋千坪隧道工程地质勘察说明书文档格式.docx（89页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
进、出口各2条横测线
本次工程地质勘察主要依据《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）、《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）等技术规范、规定执行。
钻探、取样、原位测试、室内岩土试验以及地调、物探等均按公路行业相关规程、规范执行。
2工程地质条件
2.1地形地貌
拟建隧道位于构造剥蚀中低山区。
地势中间高陡、两边低缓。
自然坡角14～45°
，局部稍陡。
最高点位于K11+000附近，海拔高度720m。
该处至隧道出口之间“V”型冲沟较发育，且多平行于隧道走向方向。
隧道进、出口一带自然地面标高分别为220m、280m左右。
区内植被发育，缓坡地带有大量房屋及水塘。
2.2地质构造
隧道区在大地构造位置上属扬子准地台（上）黄陵小区，位于燕山期构造运动产生的黄陵背斜南东翼，该背斜由核部晋宁花岗闪长岩～翼部震旦系、寒武系和白垩系地层组成的单斜构造，无次级褶皱发生。
隧道区内未发现大的断裂。
区内基岩出露较好，主要是晋宁期（Pt3δο）侵入的花岗闪长岩、震旦系下统莲沱组（Z1l）紫红色岩屑砂岩、长石砂岩，岩体节理裂隙较发育。
使其围岩岩体破碎，对隧道的自稳性有一定的影响。
其主要的节理有以下几组：
花岗闪长岩中主要发育两组节理：
1）76°
∠52°
，迹长大于2米；
2）341°
∠74°
；
3）262°
砂岩中主要发育三组节理：
1）25°
∠78°
，间距5-10cm，迹长大于3米；
2）274°
∠81°
，间距5-10cm，3）305°
∠66°
，间距0.3-1米，迹长1米左右。
2.3地层岩性
根据野外调查、钻探、物探资料，隧道区通过主要地层为晋宁期（Pt3δο23）花岗闪长岩。
上覆零星第四系残坡积（Qel+dl）含砾亚粘土。
各地层具体工程地质特征描述如下：
2.3.1第四系覆盖层
①-1块石土（Qc）：
紫红色或灰褐色，以粉砂岩、花岗闪长岩碎块为主，直径大于0.2m，含量大于60％，混有粘性土。
此外秋千坪砖厂（靠近隧道出口）附近局部有填筑土。
该层最大厚度9.1m。
①-2含砾亚粘土（Qel+dl）：
灰褐色、浅黄色，软塑，含少量风化花岗闪长岩碎屑，表层含植物根茎，钻孔揭示厚度1.2～4.3m，局段低洼处厚度略大。
该层主要分布于缓坡地带。
推荐容许承载力〔σO〕＝140kPa，极限摩阻力τi=35kPa。
2.3.2晋宁期（Pt3δο23）花岗闪长岩
分布于隧道K11+0000前段，灰白色，细～中粗粒结构，块状构造，矿物成份由斜长石、石英、黑云母、普通角闪石等组成，节理、裂隙发育。
按其风化程度的不同，本次勘探深度范围内基岩可分为全、强、弱三个风化带。
②－1全风化花岗闪长岩（Pt3δο23）：
灰色、灰黄色，岩石风化强烈，结构构造全部破坏，岩芯破碎，多呈砾砂状、碎屑状，采取率约为90％。
钻孔揭示厚度6.5～10.1m。
极限摩阻力τi=70kPa，推荐承载力〔σO〕＝270kPa。
②－2强风化花岗闪长岩（Pt3δο23）：
灰黄色，中粗粒结构，块状构造，节理裂隙发育，岩芯破碎，多呈碎屑状，钻进较快，返水正常，揭示厚度1.0～4.8m。
极限摩阻力τi=160kPa，推荐承载力〔σO〕＝600kPa。
②－3弱风化花岗闪长岩（Pt3δο23）：
灰白色，中粗粒结构，块状构造，主要矿物成份为石英、长石，次为角闪石、云母等，裂隙不发育，断面新鲜，采取率90％，RQD=35％。
钻探未钻穿，揭示厚度2.3～7.9m，其饱和单轴抗压强度RC=70MPa，推荐承载力〔σO〕＝2500kPa。
2.3.3震旦系下统莲沱组（Z1l）砂岩
分布于隧道洞身ZK11+000～隧道出口一带。
③砂岩（Z1l）：
紫红色、灰色，细粒结构，中厚层状构造，主要矿物成份为石英、长石。
夹薄层页岩。
岩体节理裂隙较发育，为铁锰质或泥质充填，岩芯多为短柱状、柱状，采取率约为75％左右。
其强风化层厚约1.2m，弱风化层厚38.7m。
推荐弱风化砂岩承载力〔σO〕＝1600kPa，其饱和单轴抗压强度RC=25MPa。
2.4水文地质条件
2.4.1地表水
隧道穿越山岭，地表水流不发育，大气降水形成的面流向低洼处排泄畅通，水量大小受季节性影响和控制。
地表水径流主要分布于出口段的溪沟内，流量10.0～20.0L/s，来源于大气降水，四季长流，水量因季节变化而变化，具暴涨暴跌特点。
隧道标高高于水位标高约20.0米，对隧道无影响。
2.4.2地下水
隧道地下水主要为赋存于第四系覆盖层（崩坡积块石及亚粘土层）中的孔隙水及基岩中的裂隙水。
孔隙水主要接受大气降水的补给，具有“下雨有水、无雨干涸”的特点，水量较小。
基岩裂隙水接受大气降水及上部孔隙水的垂直入渗补给及同一含水层的侧向径流补给，就近向低洼处排泄，水量受季节性降水影响变化。
总之，区内地下水贫乏，且渗透性弱。
2.4.3地表、地下水化学特征
根据相邻地段水样分析结果及本隧道段无明显污染源的事实，可以判定：
隧道区地表水及地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
2.5地震与区域稳定性
2.5.1地震基本烈度
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），勘察区50年超越概率10%地震动峰值加速度a=0.05g，特征周期T=0.35s，场地类型为中硬，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。
根据湖北省建设厅颁发的《关于确定我省主要城镇地震设防烈度、地震设计加速度和设计分组的通知》（鄂建文2001[357]号），本区地震基本烈度取Ⅵ度。
2.5.2地震安全性评价
根据“湖北省地震构造分区图”，勘测区属于长江中下游地震带鄂东南地震构造区，地震主要为构造地震，而且都是浅源地震，但因震级小，对地表危害不大，记载不多。
总体来讲，测区的地震活动并不强烈，发震次数少。
自有记载以来，线路区及周边地区未发生过6级以上地震。
因此，勘测区属地壳变化平缓的稳定区，破坏性地震少，对隧道建设的危害程度不大。
隧道区地震基本烈度为Ⅵ度区，依据《公路抗震设计规范》（JTJ004-89）的有关规定，拟建隧道为分离式特长隧道，属重要工程，建议按Ⅶ度地震烈度设防，则其设计地震动峰值加速度a=0.1g，特征周期T=0.35s。
2.5.3区域稳定性评价
路线所处岩体区断层构造发震活动较弱，近代无强震记录，有记录的较强地震震级≤5级，在中国1°
×
1°
均衡于重力异常图（王懋林，1982），重力异常值均位于-10～10毫伽之间，位于我国东部较低的正异常与西部较高的负异常过渡地段，是均衡异常最接近于零的区域，说明地壳已达较高的均衡状态。
在中国大地5°
5°
平均自由空气重力异常图（魏梦华，1981），重力异常值在5～10伽之间，是我国异常值最小也最稳定的地区之一，反映了现代应力作用十分微弱。
综上所述，本隧道区段位于地壳相对稳定区块。
2.6不良地质现象
本次勘察，隧道区未发现明显的的不良地质现象。
2.7岩爆问题
2.7.1岩爆临界深度
由于隧道埋深较大，且围岩为干燥、坚硬的花岗闪长岩，残余应力较高。
施工时有可能发生岩爆。
目前，国内外有关岩爆的文献不多。
现根据侯发亮教授提出的岩爆临界深度公式：
Hcr＝0.318Rb（1－μ）/γ/（3－4μ）
其中Rb—岩石单轴抗压强度
μ—岩石泊松比
γ—岩石容重
计算时取Rb＝80000kPa，μ＝0.23，γ＝26.5Kn/m3
计算结果：
岩爆临界深度Hcr＝355m
因此本隧道施工时，洞身段右幅YK10+360～YK11+610，相应左幅ZK10+770～ZK11+600施工时应考虑岩爆问题。
2.7.2岩爆发生强度的判别标准
岩爆发生强度判别标准采用下述指标：
1）σmax＞0.25σc：
强烈岩爆～剧烈岩爆；
2）σmax＝0.15～0.25σc：
中等岩爆；
3）σmax＜0.15σc：
轻微岩爆或不发生；
其中：
σmax为最大地应力，无实测资料时取自重应力场中的垂直应力分量作为最大地
应力值，即σmax＝γ×
H，H为隧道埋深。
根据上述判别指标，本隧道在YK10+800～YK11+200（ZK10+780～11+180）地段，隧道埋深380m～495m，可能发生中等岩爆。
3工程地质条件评价
3.1隧道进出口边仰坡稳定性评价
隧道进口一带斜坡自然坡度18～24°
，地表覆盖有第四系残坡积亚粘土，厚2.5～3.3m。
下伏晋宁期花岗闪长岩，全风化厚度约10m。
由于地下水微弱，斜坡自然稳定性尚好。
但隧道开挖时全风化岩体易坍塌，故需进行超前支护。
隧道出口一带斜坡自然坡度29～33°
基岩出露较好，为弱风化紫红色砂岩夹页岩。
岩体中无深大裂隙，地下水微弱，故斜坡自然稳定性较好。
考虑到该斜坡为顺向坡，且页岩属软弱夹层，遇水易软化，隧道开挖时需注意防水，以免浅部局部岩体发生顺层滑动。
3.2隧道围岩分级及分段
根据隧道围岩分级标准（《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004））的有关规定，结合钻探、物探、岩土测试资料和区域资料，经综合分析，本隧道围岩可分为Ⅱ、Ⅲ、
、Ⅴ等四级。
具体分级分段情况及围岩性质见表3-1、表3-2。
表3-1隧道右幅围岩级别分段划分一览表
里程桩号
围岩级别
长度（m）
工程地质概况
水文地质
YK9+681～YK9+750
Ⅴ
69
围岩为薄层残坡积物和全-强风化花岗闪长岩，岩体破碎、岩芯呈砂状。
雨季渗水，水量较小。
YK9+750～YK9+830
Ⅳ
80
围岩为弱风化花岗闪长岩，岩质坚硬，岩体破碎，岩芯呈碎块状、短柱状。
雨季渗水，水量小。
YK9+830～YK10+800
Ⅲ
970
围岩为弱风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较破碎，岩芯呈柱状。
洞室干燥。
YK10+800～YK11+400
Ⅱ
600
围岩为微风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较完整，岩芯呈长柱状，柱状。
YK11+400～YK11+840
440
围岩为弱～微风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较破碎，岩芯呈柱状、碎块状，两种不同岩性的岩层接触带。
YK11+840～YK11+930
90
围岩为弱～微风化砂岩,岩质较软，岩体较破碎，岩芯呈柱状、碎块状，两种不同岩性的岩层接触带，夹薄层粉细碎屑岩。
YK11+930～YK13+060
1130
围岩为弱～微风化砂岩,中－厚层状结构，岩质较软，岩体较完整，岩芯呈柱状，夹薄层粉细碎屑岩。
YK13+060～YK13+155
95
围岩为弱风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较破碎，岩芯呈柱状、碎块状，两种不同岩性的岩层接触带，夹薄层粉细碎屑岩。
YK13+155～YK13+197
42
表3-2隧道左幅围岩级别分段划分一览表
ZK9+653～ZK9+710
57
围岩为薄层残坡积物和全-强风化花岗闪长岩，结构松散，岩体破碎、岩芯呈砂状。
ZK9+710～ZK9+800
ZK9+800～ZK9+800
1000
ZK9+800～ZK11+360
560
围岩为弱～微风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较完整，岩芯呈长柱状，局部碎块状。
ZK11+360～ZK11+860
500
ZK11+860～ZK11+950
ZK11+950～ZK13+080
ZK13+080～ZK13+145
65
ZK13+145～ZK13+195
50
3.3隧道围岩分段评价
本隧道为分离式双洞越岭隧道，设计洞底标高在210.0～241.0m之间，东南高西北低。
由于其左右幅工程地质条件大致相当，现以右幅为准对其工程地质条件分段评述如下。
隧道进口段YK9+681～YK9+750（ZK9+653～ZK9+710）段：
长69（左幅57m）米，围岩为薄层残坡积物和全-强风化花岗闪长岩，结构松散，岩体破碎、岩芯呈砂状，纵波波速Vp=480～560m/s，围岩级别为Ⅴ级。
围岩极不稳定，成洞条件差，特别是雨季施工会有渗水，开挖易坍塌，需超前支护并加强防水措施。
洞身YK9+750～YK9+830（ZK9+710～ZK9+800）段：
长80（左幅90m）米，围岩为弱风化花岗闪长岩，岩质坚硬，岩体破碎，岩芯呈碎块状、短柱状，纵波波速Vp=3630～3680m/s，围岩级别为Ⅳ级。
围岩稳定性差，开挖易掉块或小规模坍塌，加强支护，加强防水。
洞身YK9+830～YK10+800（ZK9+800～ZK10+800）段：
长970（左幅1000m）米，围岩为弱风化花岗闪长岩,斑状结构，块状构造，岩质坚硬，岩体较完整，岩芯呈柱状、短柱状，围岩级别为Ⅲ级。
本段围岩稳定性较好，但局部节理发育段可能会发生掉块，洞室较干燥，一般无水，需及时采取防护措施。
洞身YK10+800～YK11+400（ZK10+800～ZK11+360）段：
长600（左幅560m）米，本段为隧道深埋段。
根据本次综合勘探成果，本段隧道围岩为微风化花岗闪长岩，斑状结构，块状构造，岩质坚硬、新鲜、完整，稳定性较好，围岩级别为Ⅱ级。
洞室基本干燥。
建议隧道设计时考虑局部加强衬砌。
洞身YK11+400～YK11+840（ZK11+360～ZK11+860）段：
长440（左幅500m）米，围岩为弱～微风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较破碎，岩芯呈柱状、碎块状，围岩级别为Ⅲ级。
洞室基本干燥，目前分界面是依据物探、钻探等资料推测。
建议隧道施工期间采取动态设计、施工，及时采取防护措施。
洞身YK11+840～YK11+930（ZK11+860～ZK11+950）段：
长90米。
围岩为晋宁期花岗闪长岩与震旦系莲沱组砂岩,两套岩层呈角度不整合接触，裂隙发育，岩体较破碎，围岩级别为Ⅳ级，两种不同岩性的岩层接触带分界面，是依据物探、钻探等资料推测。
隧道埋深大，洞室基本干燥，建议隧道施工期间采取动态设计、施工。
洞身YK11+930～YK13+060（ZK11+950～ZK13+080）段：
长1130米，围岩为震旦系弱～微风化砂岩,细粒结构，中-厚层状结构，岩质较软，岩体较完整，岩芯呈柱状，夹薄层粉细碎屑岩，倾向146°
左右，倾角12°
左右，围岩级别为Ⅲ级。
洞室基本干燥，雨季可能有裂隙渗水，本段围岩总体较完整，稳定性较好，但局部节理发育段可能会发生掉块或小规模坍塌，需及时采取防护措施。
洞身YK13+060～YK13+155（ZK13+080～ZK13+145）段：
长95（左幅65m）米。
围岩为弱风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较破碎，岩芯呈碎块状，纵波波速Vp=3050～3150m/s，围岩级别为Ⅳ级。
洞室基本干燥，两种不同岩性的岩层接触带分界面，是依据物探、钻探等资料推测。
建议隧道施工期间采取动态设计、施工。
隧道出口YK13+155～YK13+197（ZK13+145～ZK13+195）段：
长42（左幅50m）米。
围岩为薄层残坡积物和全-强风化花岗闪长岩，结构松散，岩体破碎、岩芯呈砂状，围岩不稳定，成洞条件差，纵波波速Vp=560～580m/s，围岩级别为Ⅴ级。
特别是雨季施工会有较多渗水，开挖易坍塌，需超前支护并加强防水措施。
3.4隧道围岩物理力学性质
根据现场勘测及室内试验结果，参考同类工程经验数据，本隧道各级围岩物理力学参数如表3-3所示。
表3-3隧道各级围岩物理力学指标
岩石类别
花岗闪长岩
砂岩
推荐物理力学参数
密度（g/cm3）
2.77
2.75
2.5
2.2
2.66
2.6
变形模量E（GPa）
30
18
5
1.0
10
2
泊松比
0.23
0.28
0.35
0.4
0.3
0.45
弹性抗力系数k（MPa/m）
1500
800
400
100
350
摩擦角ψ（°
）
55
45
35
25
32
粘聚力C（MPa）
1.5
0.8
0.1
0.7
计算摩擦角ψc（°
75
60
40
4结论与建议
1.隧道位于剥蚀中低山区，隧址范围及附近未见大的断裂、滑坡及崩塌现象，其整体稳定性较好适宜修建隧道。
2.隧道进出口一带边仰坡的自然稳定性尚好。
但进口处有残坡积土，其下全风化花岗闪长岩厚达10m。
故隧道施工时应采取超前支护；
出口一带斜坡属顺向坡，基岩为砂岩夹页岩，节理裂隙发育。
因此隧道开挖时需注意防水，以免浅部岩体顺页岩层面发生顺层滑动。
3.本隧道穿越了晋宁期（Pt3δο32）花岗闪长岩和震旦系下统莲沱组（Z1l）砂岩两种不同岩性的地层。
由于两套岩性为角度不整合接触关系，且花岗闪长岩为侵入岩，其发育规模具不规则性，所以花岗闪长岩和砂岩的接触界限为推测界限，与实际情况可能有一定的出入，因而对接触界限附近的围岩类别及其长度有细微的影响，施工时应根据实际情况加以调整，采取动态设计、施工。
4.本隧道右洞Ⅱ级围岩长600米，占隧道全部围岩长度的18.8%；
Ⅲ级围岩2540米，占隧道的72.2%；
Ⅳ级围岩265米，占隧道7.5%；
Ⅴ级围岩111米，占隧道的3.2%。
左洞Ⅱ级围岩长560米，占隧道全部围岩长度的15.8%；
Ⅲ级围岩2630米，占隧道的74.3%；
Ⅳ级围岩245米，占隧道6.9%；
Ⅴ级围岩107米，占隧道的3.0%。
5.洞身埋深大导致围岩地应力大且围岩局部裂隙发育，开挖易坍塌，施工期间需加强动态监测和支护。
6.区内地震基本烈度为六度，隧道工程应按设计基本地震加速度a=0.10g，地震动反应谱特征周期T=0.35s进行抗震设计。
7.隧道范围地下水微弱。
地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。
施工过程中要做好洞口段雨季防渗、排水措施。
8.经计算，岩爆临界深度Hcr＝355m。
因此本隧道施工时，洞身段YK10+360～YK11+610，相应左幅ZK10+770～ZK11+600施工时应考虑岩爆问题。
本隧道在YK10+800～YK11+200（ZK10+780～11+180）地段，隧道埋深380m～495m，可能发生中等岩爆（岩爆Ⅱ级）。
因此施工时，对中等岩爆（岩爆Ⅱ级）地段应采取短进尺、多循环的开挖方式及超前钻孔注水措施，以减少岩石内部应力。
同时采取信息化施工方法，加强隧道掌子面和洞室内壁的监控量测。
9.隧道围岩对应的土石工程分级见下表：
岩土名称
状态
对应土石类别
对应土石等级
块石土
松散
普通土
含砾亚粘土
软塑
松土
Ⅰ
全风化
硬土
强风化
软石
弱～微风化
Ⅱ～Ⅳ
次坚石
Ⅲ～Ⅳ
10.经检测，隧道围岩中花岗闪长岩天然放射性核素的放射性比活度符合A类装修材料的限量要求，表明隧道工程中可不考虑围岩的天然放射性。
三峡翻坝公路（第3合同段）
陶家溪隧道工程地质勘察说明书
拟建陶家溪隧道位于宜昌市秭归县茅坪镇秋千坪村附近。
拟设计为分离式隧道，走向约南东133°
，洞室净空10.25×
5.0m。
右幅起止里程桩号为YK13+312～YK13+567，全长255m；
左幅ZK13+315～ZK13+565，全长250m，隧道最大埋深约50米，属浅埋短隧道。
进口洞门型式为端墙式；
出口为削竹式。
勘察外业于2007年8月～2007年10月进行，勘察工作量如表1-1所示：
0.12
90.0/4
初勘利用孔
动力触探试验
次
进、出口段各2条
拟建隧道位于构造侵蚀剥低山缓坡地段，自然坡度一般13°
，附近有村庄和乡村公路通过，交通方便。
隧道区在大地构造位置上属扬子准地台（上）黄陵小区，位于燕山期构造运动产生的黄陵背斜东南翼，次级褶皱不发育。
区内岩层产状146°
∠12°
，岩体中主要发育三组节理：
本次勘察表明，隧道区地表多为第四系崩积体碎石、块石，下伏震旦系莲沱组（Z1l）砂岩。
现将隧道深度范围内的地层概述如下：
①碎、块石土（Q4c+dl+del）：
杂色，母岩为长石砂岩及岩屑砂岩，直径5-25cm，含量约65%，呈棱角状，松散，浅表含有植物根系。
该层厚度3.7～9.0m，主要分布于隧道出口侧边坡崩滑体中，进口段坡面零星覆盖崩坡块石土层。
2.3.2震旦系莲沱组（Z1l）砂岩
分布于
升级会员 