01 王家岩隧道工程地质勘察报告.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流01 王家岩隧道工程地质勘察报告.精品文档.01 王家岩隧道工程地质勘察报告 王家岩隧道工程地质勘察报告 B-S1 1、前言 1.1工程概况 王家岩隧道是拟建贵州省道真至新寨高速公路道安改线段(YK248+8006K251+700)的一座上下行分离隧道。隧道左线起讫里程桩号为ZK249+091ZK250+100,全长1009m,属长隧道,最大埋深208m;右幅起讫里程桩号为YK249+113YK250+115,长1002m,属长隧道,最大埋深201m。洞轴线走向方位角约为164,洞门型式均采用端墙式,洞室净空:10.25m5.0m。 1.2
2、勘察方法及完成的勘探工作量 隧址工程地质补勘主要采用了工程地质调绘、物探、钻探等勘察方法。根据设计要求,共布置2个钻孔,利用初勘钻孔2个、详勘钻孔3个以及初详勘的室内试验成果资料。布置物探剖面测线4条,以测定隧址围岩弹性纵波波速,探测山体有无断层异常带,隧道土石、风化带界线、确定隧道围岩分级,隧道进口至K249+400段利用详勘物探成果资料。工程地质调绘采用1:2000地形图为底图,对初、详勘地调成果进行核实和补充,并绘制工程地质平面图。野外施工日期为2013年09月29日10月8日,完成实物工作量见表1-1。 完成实物工作量表 表1-1 1.3工程地质详勘质量控制 本次勘察从外业施工到内业资
3、料整理,均以现行公路行业相关规范、贵州省道真至新寨高速公路(道真至瓮安段)公路工程地质勘察实施细则和设计要求为依据进行质量管理,管理程序上贯彻执行中交二公院ISO9001质量保证体系(OHSEMS301-2008版)的各项规定,勘察质量经项目部自检、公司组织检查和院总工办验收合格,满足施工图设计阶段技术要求。 2、工程地质条件 2.1气象水文 路线所在地区位于贵州高原北部,属北亚热带季风湿润气候区,年平均气温13.6,年平均降水量1148.2毫米,年平均日照时数1226.3小时,年无霜期平均261天。灾害气候主要为春旱、冰雹和暴雨。此外,地质调查期间常见短时浓雾以及雾霾现象。 沿线河流属长江流
4、域乌江水系,主要有湄江、乌江、泸塘河、席子河、马颈河、新寨河等,项目段自北至南跨越湄江、乌江、席子河。瓮安河流经该项目东侧,地表水总体较发育。 2.2 地形地貌 隧址区属峰丛谷地地貌区,地形起伏较大,山体、沟谷北北东-南南西向展布,与岩层区内岩层走向、构造线方向近一致。隧道线位内地表最大标高1305.5m, 最低标高1098.8m,相对高差约206.7m。隧道进口位于山体斜坡中下部,与等高线斜交,自然斜坡坡度较缓,坡角多小于25;出口位于人工陡崖下方斜坡上,与等高线斜交,陡崖上零星发育小危岩体。山体植被发育,为杂草、灌木。 2.3 地层岩性 根据地质调绘及钻孔资料,隧址区地表主要为基岩出露,岩
5、性为三叠系下统夜郎组(T1y)灰岩 局部夹泥岩,局部由第四系填筑土(Q4me)、第四系粉质黏土(Q4el+dl)覆盖。地层岩性特征如下: 水量小,无统一稳定水面;基岩裂隙水主要赋存在灰岩节理裂隙中,主要接受大气降水直接渗入 主要地层岩性特征表 表2-1 2.4 地质构造 项目区域位于川黔南北向构造带、北北东向构造带和北东向构造带的交汇地区,以及黔中隆起的北缘。由于地应力的长期作用,其构造形迹复杂多样,构造线大部呈南北向、北北东向歪斜,局部呈北东向,主要为新华系、华夏系构造体系。 根据区域地质资料,地质调查表明隧址区及附近存在三条区域性断裂构造,分别为逆断层F29、性质不明断层F30、F31,其
6、中F30穿过隧址区,与线路斜交于ZK249+754附近,走向约197,推测倾向近东,倾角约80,断层近期无活动迹象,均为非活动性断裂,区域地质较稳定。根据现场地调,隧址道真端附近测得岩层产状为28680,主要发育2组节理裂隙,产状分别为 J1:8142和J2:18081,新寨端测得岩层产状为11576,主要发育2组节理裂隙,产状分别为J3:180-20076-82和J4:3080。 2.5水文地质条件 隧址区无地表水体。 隧址区内地下水主要为第四系覆盖层中的孔隙水和基岩中的岩溶水、裂隙水。孔隙水主要赋存于粉质黏土层中,主要接受大气降水补给,以蒸发和地下径流形式排泄,表现为少量上层滞水, 及上覆
7、含水层的下渗补给,沿节理裂隙由高至低径流。水量受节理裂隙发育程度、地形、地貌等控制; 岩溶水主要赋存于灰岩溶隙、溶洞中,主要接受大气降水入渗补给及上覆含水层的下渗补给,多以泉水、地下河出口等形式排往区外,汇入地表支流,水量受岩溶发育程度影响。据地调及钻探资料,隧址区岩溶弱发育,勘察期间在未测得稳定地下水位,隧址区地下水发育较弱。 区内地下水径流条件较好且水量总体较为贫乏,地下水对隧道开挖影响较小。雨季开挖时需注意短时降雨形成山洪对隧道出入口的影响,并采取相应的防治措施。另据调查及物探资料,隧 址区存在多条断裂,尤其YK249+367249+385段地表为凹地,物探显示附近有高角度构造破碎带,其
8、次F30断层穿过YK249+836洞身附近,以上二处可能形成地表汇水入渗形成地下水通道,对隧道开挖可能存在影响。通过地表调查,YK249+420249+450段地表分布薄层状泥岩隔水层,对应 洞身YK249+390249+450段灰岩与泥岩接触部位可能岩溶发育、地下水活动强烈,也可能影响隧道开挖。根据该区域所取地下水样水质分析报告结果,判定地下水对混凝土具微腐蚀性。 2.6 抗震设计参数 根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)划分,隧址区地震动峰值加速度为<0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,对应的地震基本烈度为小于度。拟建公路为高速公路,根据建筑工程抗震设防分类
9、标准(GB 50223-2008),属重点设防类,应提高一度设防。 2.7不良地质及特殊性岩土 地质调查及钻孔资料,隧址区不良地质为岩溶。隧址区为可溶岩区,地表局部可见溶沟、溶隙等现象,钻探未钻遇溶洞,岩溶弱发育。未发现其他不良地质。 2.8 工程物探 本次物探资料是利用现场声波测井成果,共220m/5孔,成果汇总见表2-2。 降水入渗系数参考铁路工程水文地质勘察规程表8.5.2并结合工程经验取0.15,年降水量根据区域水文气象取年均降水量采用1148.2mm,隧道通过含水体的地下集水面积在1:1000地形图上量取为1.01km2,计算结果见表3-1。 根据物探资料,并结合本次调查资料,中风化
10、层岩体完整性系数Kv0.190.59,岩体破碎较完整。 本次勘察布设4条物探测线,测定隧址围岩弹性纵波速,探测山体有无异常带,通过对物探资料的处理、解释,结合地质资料及详勘阶段物探成果,推测勘察区可能存在的断裂构造、岩溶发育带等不良地质体,物探成果解释如下: 2勘探线A-A': 1)ZK249+375ZK249+395、ZK249+650ZK249+670 上述2处位置,图中异常区域视电阻率相对较低,在视电阻率等值线图上呈现条带状低阻显示,且该低阻区域贯通整个断面图,物探推断上述2处位置为破碎带。 2勘探线B-B': 1)YK249+390YK249+415、YK249+695
11、YK249+715 上述2处异常位置物探推断为破碎带。 3、隧道涌水量预测 设计隧道最大埋深208m,地表未见岩溶洼地、落水洞等地貌特征,水文地质条件较复杂,勘察期间隧道洞口钻孔内未测得稳定地下水位,说明隧道洞口洞底设计标高位于地下水位以上,在开挖过程中受地下水影响小,隧道洞身段可能位于地下水位以下,隧道开挖需注意地下水的影响。本次分别采用降水入渗法和地下水动力学水平巷道疏干法分别计算隧道涌水量。 (1)降水入渗法: Qs?2.74?W?A 式中:s隧道通过某含水体地段的正常涌水量(m3/d); 降水入渗系数; 年降水量(mm); 隧道通过含水体地段的集水面积(km2)。 计算结果,大气降水入
12、渗补给涌水量洞身单位长度可能最大涌水量: q30=476.62011=0.24m/d? m<1.0 m3/d ? m 根据计算,可以看出隧址区地下水总体不发育,隧道通过区为弱富水区,水量匮乏。 (2)地下水动力学水平巷道疏干法 根据勘察揭示结合隧道布置特点,计算巷道疏干涌水量。巷道涌水量计算公式为: Q? B?K?H2 R 式中: Q隧道正常涌水量(m3/d); B隧道通过含水体的长度(m); K含水体的渗透系数(m/d); H洞底以上含水体的平均厚度(m); R隧道影响宽度(m); 隧道穿过含水体的长度根据现场调查分析,以隧道深埋段作为含水体,其长度从隧道工程地质纵剖面图上直接量取;含
13、水体的地下水渗透系数,根据分析并结合经验取0.10m/d;由于洞身段及出口段钻孔未见地下水,地下水位根据临近工点观测到的地下水水位与本隧道地形经比拟确定,含水体的厚度是以地下水位至隧道底板设计高程之间的高程差,在隧道段取平均值;隧道影响宽度采用公式R?2sHk(潜水)计算和结合工程经验确定。含水块段隧道疏干涌水量计算结 果见表3-2。 地下水动力学水平巷道疏干量计算结果表 表3-2 由于隧道左、右线距离较近,因此估算隧道总的疏干量近视为: Q总=798.3(m3/d) (3)隧道涌水量的确定及涌水方式 本次勘察分别采用了大气降水入渗量法、地下水动力学水平巷道疏干法两种方法对隧道涌水量进行计算,
14、其中前一种方法计算的涌水量在一定程度上代表了地下水的常年补给量或排泄量,而后一种方法则代表了在隧道施工阶段,发生于水平巷道中地下水涌水量和隧道对地下水的疏干量,故本次勘察推荐采用地下水动力学水平巷道疏干法计算结果作为隧道设计参考依据。 从上述计算结果看出,隧道开挖时涌水量较小,涌水方式以点滴状或淋雨状为主,局部为涌流状。 4、岩土体工程地质特征及围岩级别划分 4.1 岩土体工程地质特征 第层,填筑土(Qme4):杂色,稍湿,松散,由灰岩碎石组成,分布于隧道出口附近,厚度较大,工程性质差。 第-1层,粉质黏土(Qel+dl):褐黄色、褐红色,可塑硬塑,局部含砾石及碎石,分布于地表表层,厚度不均匀
15、,工程性质一般。 第-1-2层,中风化泥岩(T1y):间夹泥灰岩,地表强风化呈褐黄、褐灰色,洞身段为中风化,泥质结构,薄层状构造,表层强风化,岩体破碎,深部(洞身段)岩体较完整,岩质软,工程性质较好。 第-1-2层,中风化灰岩(T1y):灰白色,隐晶质结构,中厚层状构造,节理裂隙发育,岩体破碎较完整,岩质较坚硬坚硬,锤击声较脆,该层分布连续稳定,抗压强度较高,工程性质好。其物理力学性质指标统计见表4-1。 中风化灰岩物理力学性质指标统计表 表4-1 4.2隧道深浅埋地段分界 该隧道左线洞顶最大埋深约为208m,右线洞顶最大埋深201m,根据计算及综合分析,确定浅深埋隧道分界深度为31m,属深埋
16、隧道。 4.3隧道围岩分级 按照分段定量评价隧道围岩级别的技术要求,本隧道围岩分级采用现行公路隧道设计规范 (JTG D70-2004)第3.6.33.6.5条规定的围岩质量指标BQ值判别法。为计算BQ值及其修正值BQ,利用钻孔的声波测井成果,计算岩体完整性系数Kv,见声波测井成果图;采取了岩石试样测定其饱和状态下的单轴抗压强度(Rc),试验成果详见中风化灰岩物理力学性质指标统计表4-1。 围岩基本质量指标BQ值按式BQ90+3Rc250Kv计算;围岩基本质量指标修正值BQ按式BQBQ100(K1K2K3)计算;式中的K1、K2、K3分别为地下水、主要软弱结构面、初始应力状态修正系数。沿隧道轴
17、线围岩级别划分见表4-2、4-3。 隧道左线围岩级别划分表 表 4-2 隧道右线围岩级别划分表 表4-3 4.4设计参数取值建议 为满足隧道设计需要,结合本隧道围岩岩体特征,根据公路隧道设计规范(JTG D70-2004)附录中表A.0.4-1和本区岩石实测指标统计平均值,建议主要设计参数见表4-4所列。 隧道主要设计参数建议值 表4-4 5、隧道进、出口工程地质评价 5.1隧道道真端洞口段、边坡、仰坡稳定性评价 隧道左、右幅洞口均位于一倾向北北西的山体斜坡上,斜坡坡度约30,自然边坡稳定性好。 隧道进口段地形左高右低,上陡下缓,存在压力差,存在偏压问题。地表分布厚度较小的粉质黏土层,局部缺失
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