四川铁路隧道工程地质勘察报告（中铁勘察）

'新建铁路xx线陇南至广元段定测xx隧道工程地质勘察报告中铁xx设计院集团有限公司2008年5月西安 新建铁路xx线陇南至广元段定测苏家坪隧道工程地质勘察报告（DK500+082～DK500+992）文件编制：文件复核：审核者：审定者：中铁xx设计院集团有限公司2008年5月西安 一、工程概况该隧道工点进口位于四川省广元市朝天区蒲家乡下甘子沟，隧道出口位于四川省广元市朝天区蒲家乡干溪沟，隧道全长910m，起讫里程DK500+082～DK500+992，隧道进处口位于基岩内,洞身地段岩性为泥岩夹页岩、泥岩夹泥灰岩、泥灰岩等。二、地形地貌工点大部穿行于低山区，山坡较缓，植被发育，地形西高东低，地形起伏大，交通条件差。地面高程约在520～710m，相对高差约190m左右，隧道最大埋深约183m。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，并作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先进行外业调查、访问，在此基础上，以物探为主（电法、震法、波速测试）、钻探为辅的勘探手段。勘探点的数量和深度按不同地貌单元、地层结构及性质布置。四、完成的勘探工作量工作项目单位数量备注工程地质调绘Km21km211个观测点工程地质钻探（浅孔）m/孔95.6m/2孔 物探物探测井m/孔30/1剪切波速测试常规物探m/个（GDS点数）740/21电法m/个（排列数）770/7地震五、气象特征工点大部处于四川省北部广元市朝天区境内，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957.7hpa；年平均气温16.1℃；年平均降水量941.8mm；年平均蒸发量1499.4mm，年最大蒸发量1670.6mm；平均风速1.3m/s（主导风向NNW）。六、地层岩性：工点范围内地层主要为第四系全新统坡积碎石土、三叠系泥岩夹页岩、泥岩夹泥灰岩，详述如下：（一）第四系全新统（Q4）1.粉质黏土（Q4dl1）:主要分布于隧道出口斜坡上，厚约2.0～3.0m，褐黄色，土质不均，黏性一般，夹少量砾石土，硬塑。Ⅱ级普通土，σ0＝150kPa。2.碎石土（Q4dl7）：局部分布于隧道出口斜坡上,灰黄色,主要成份千枚岩,尖棱状,大于60mm的约占50%,局部余为杂砂和土质充填,稍密,潮湿，Ⅲ级硬土，s。=450kPa。隧道洞身未涉及该层。（二）三叠系（T1）1.泥岩夹页岩（T1Ms＋Sh）：泥岩：褐红色,泥质结构,薄层状构造,主要矿物成份为黏土矿物,岩面有条纹波痕分布,岩质软,岩芯呈碎块状及短柱状。页岩：泥质结构,页理发育。风化节理裂隙发育,岩石较破碎,锤击易碎。根据临近工点岩样试验，该泥岩的单轴饱和抗压强度Rc＝17.5MPa，属于软岩，遇水易软化，具膨胀。强风化层厚约8～10m，IV级软石，σ0＝400kPa;弱风化岩体较完整，Ⅳ级软石，σ0＝500kPa。2.泥岩夹泥灰岩（T1Ms＋Ml ）：泥岩：褐红色,泥质结构,薄层状构造,主要矿物成份为黏土矿物,岩面有条纹波痕分布,岩质软,岩芯呈碎块状及短柱状。泥灰岩：矿物成分为黏土和石灰质混合物，隐晶质结构，岩质较硬。风化节理裂隙发育,岩石较破碎,锤击易碎，钻孔揭示，局部溶蚀严重。依据钻孔D4Z-360岩样试验，该泥灰岩的单轴饱和抗压强度Rc＝38.0～42.4MPa，属较硬岩。强风化层厚约8～10m，IV级软石，σ0＝600kPa;弱风化岩体较完整，Ⅳ级软石，σ0＝800kPa。七、地震及地震参数根据《铁路工程抗震设计规范》GB50111－2006、《中国地震动参数区划图》GB18306－2001国际标准第1号修改单，隧道所属区地震动峰值加速度为0.10g，动反应谱特征周期为0.40s，相当于地震基本烈度七度。须做好相应的抗震设防工作。根据物探测井资料，在隧道浅埋段D4Z-360钻孔做孔内波速测试，钻孔设计深度30m,实际测深30m。24m深度估算平均剪切波速Vsm=409.3（m/s），14m估算等效波速Vse=340.8（m/s）,30m深度估算卓越周期T=0.2748(s）。八、地质构造隧道区在大地构造单元上处于扬子准地台之龙门－大巴台缘褶皱带。构造体系上为华夏构造体系之龙门山构造带，长城纪以前已经形成了北东向的坳陷及规模较大的断裂，整个古生代表现为一个北东向的隆起带，由于长期受南北向反时针向水平直扭的应力作用而不断上升，其北侧不断下降，控制了晚古生代的沉积，不仅加里东期、华力西期、印支期活动不断，而且晚近活动也很明显。根据地面调查，在DK500+082～788段岩层产状为N50°E/30°N， DK500+788～992段岩层产状为N75°E/35°S,常规物探资料显示，该段未见断裂构造，因此判定该段为小型背斜构造，背斜轴部向南倾斜，倾角较陡，核部为泥灰岩，两翼为泥岩夹泥灰岩。该段因背斜构造影响，岩体小褶曲发育，节理裂隙较发育，局部产状紊乱。九、水文地质(一)地表水系本段地表水不发育。（二）地下水分布特征及类型根据地质调查和勘探，本段地下水主要为基岩裂隙水和岩溶水，基岩裂隙水主要赋存于风化裂隙和节理裂隙带，岩溶水赋存于岩溶弱～中等发育地带，主要接受大气降水补给。该隧道较短，因泥灰岩有岩溶现象，水文地质有所特殊，所以根据隧道区的水文地质条件，采用大气降水入渗法计算预测隧道涌水量，计算结果仅供参考。1.隧道涌水量计算xx隧道长910m，隧道岩性进口至DK500＋238主要为三叠系泥岩夹页岩，DK500＋238～992三叠系泥岩夹泥灰岩和泥灰岩。根据公式：Q＝2.74·α·W·A(1)A＝L·B(2)式中：Q――隧道通过含水体地段的正常涌水量（m3/d）；α――降水入渗系数，根据经验或试验数据确定；（隧道通过岩体主要为页岩、泥岩取值0.18（570m），泥灰岩为岩溶化程度极强（340m），取值0.50；A――隧道通过含水体的集水面积(km2)；L――隧道通过含水体的长度(km)，（隧道长0.91km） B――隧道涌水地段长度内对两侧的影响宽度(km)；W――年降水量(mm)，（根据气象资料取值941.8mm）。隧道两侧的影响宽度结合岩性、构造、节理裂隙发育情况、隧道区的植被、以及地形地貌、气象等的综合因素进行取值，本区取值宽度2.0km。根据上述公式及参数计算隧道正常涌水量Q＝1406m3/d。隧道开挖时最大涌水量取稳定涌水量的3倍即4218m3/d。地下水主要接受大气降水、地表水补给，矿化度小于0.20g/l，无侵蚀性。十、特殊岩土和不良地质1.特殊岩土区内的特殊岩土主要为膨胀岩。三叠系下统泥岩夹页岩和泥岩夹泥灰岩中的泥岩为膨胀岩，泥岩属软岩，表面强风化，风化裂隙发育，遇水易软化，根据地表取样试验报告，其自由膨胀率为17%～21%;阳离子交换量CEC(NH4+)为153～163mmol/kg;蒙脱石含量M＝5.2～5.9％，根据《TB10012-2007》中表6.2.6《膨胀潜势分级》判断，其各项指标接近弱膨胀岩，因此判定为弱膨胀岩。。2.不良地质区内的不良地质主要为岩溶：主要分布于三叠系泥岩与泥灰岩接触带和泥灰岩中，根据调查访问，地表未见明显溶洞，在隧道出口段布置两个钻孔D4Z-359和D4Z-360，钻探结果孔内均发现溶洞，溶洞高度分布为3.0m（无水、无充填物）和2.7m（无水且有少量黏土充填物），洞底高程分别在560m和549.2m。物探资料解释在DK500+800～DK501+100段岩溶较发育。根据以上资料综合分析，三叠系泥岩夹泥灰岩岩溶埋藏条件为浅覆盖型，泥灰岩岩溶形态以层面溶蚀、岩溶化裂隙或小型洞穴为主，裂隙连通 性较差，局部连通性较好。岩溶按发育强度分级如下：DK500+238～＋788段为岩溶弱发育、DK500+788～＋992段为背斜轴部和翼部，岩溶中等发育。十一、工程地质条件评价及围岩分级本阶段勘察是在以地面调查辅以钻探、物探相结合的手段进行勘察的，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：序号里程范围地层岩性地层时代长度（m）围岩分级备注1DK500+082～DK500+142泥岩夹页岩T160V需全断面喷锚支护2DK500+142～DK500+238泥岩夹页岩T196IV加强防排水措施3DK500+238～DK500+788550Ⅲ4DK500+788～DK500+942154IV5DK500+942～DK500+992泥灰岩T150V需全断面喷锚支护十二、工程地质条件评价及建议：1．隧道进口段基岩裸露，岩层倾向与坡向一致，开挖时易沿片理面产生滑塌和掉块，建议施工时加强支护并接长明洞。2.隧道洞身局部位于泥岩夹页岩和泥岩夹泥灰岩中，泥岩属软岩，岩石破碎，节理裂隙发育，局部小褶曲发育，施工时极易沿节理裂隙产生坍塌、掉块，渗水等，并有可能产生大的塑性变形。因此施工时应及时支护衬砌，施工过程中还需加强地质超前预报工作，根据预报结果及时调整支护参数，以确保施工安全。3.隧道出口段地形较缓，覆盖层较薄，现为居住区和耕地，以碎石土和粉质黏土为主，基岩为泥岩夹泥灰岩，地层倾向与坡向一致，开挖时易 产生滑塌现象，施工时应加强支护，做好边仰坡防护和地表截排水工作。4.隧道通过三叠系泥岩夹泥灰岩，岩层小褶曲发育，DK500+238～+788段为岩溶弱发育，DK500+788～+992段为岩溶中等发育、且位于背斜核部，节理裂隙发育，洞身位置可能有岩溶水分布，隧道在泥灰岩及泥岩与泥灰岩接触带产水集中涌水的可能性较大，隧道通过以上段落时，建议加强地质超前预报和防排水措施，并对可能出现的岩溶洞穴进行加固处理。5.三叠系下统泥岩夹页岩和泥岩夹泥灰岩中的泥岩属软岩，表面强风化，风化裂隙发育，遇水易软化，为弱膨胀岩，设计和施工均应考虑其对工程的影响。6.施工应做好洞内外监测及超前预报工作，保证施工、周边环境及人员的安全。7.为利于排水，建议逆坡施工。8.挖方边仰坡坡率：泥岩夹页岩和泥岩夹泥灰岩，风化层1：1，完整基岩1：0.75，并做好排水工作。9.地震峰值加速度为0.10g(相当于地震基本烈度七度)。地震反应谱特征周期：0.40s。附件：1、钻探岩心鉴定表2份；2、岩石试验报告3份；3、观测点表11份；4、物探测井资料1份；5、xx隧道物理勘探报告（常规）1份'