高速公路复线隧道综合地质勘察

成渝高速公路复线隧道综合地质勘察

THEFIFTHSURVEYANDDESIGNINSTITUTEOFTHEMINISTRYOFRAILWAYS中铁第五勘察设计院集团有限公司

2012年9月西安目录前言1隧址区工程地质条件2隧道综合勘察方法3钻探、试验7遥感判释及解释4结语8地面地质调查5综合物探6

成渝高速公路复线（重庆境）起于重庆市绕城高速公路，经重庆市璧山、铜梁、大足，止于大足县川渝交界的观音桥，全长78.629公里，是重庆市和四川省高速公路网规划中的连接成渝经济双核的最便捷通道。全线采用设计时速120公里/小时、路基宽度34.5米的六车道高速公路标准，实行全封闭、全立交、完全控制出入、收费管理方式。是西部地区和山区公路标准最高的高速公路之一。

1前言项目单位数量备注1．路线长度公里78.6293．特大桥、大桥米/座7415.9/205．中桥米/座560/88．特长隧道米/座6624/29．长隧道米/座4081.5/211．互通式立交处7主要工程数量表1前言

1前言序号隧道名称进口桩号进口设计标高(m)出口桩号出口设计标高(m)长度(m)备注1缙云山隧道K2+262305.87K5+010309.822748分离式YK2+275305.95YK4+956310.0826812云雾山隧道K18+150.9354.9K21+510287.713359.1分离式YK18+150354.92YK21+480288.3033303巴岳山隧道K32+090345.428K35+290307.0863200分离式YK32+040345.178YK35+287.81307.1183247.814九顶山隧道K46+460351.637K47+880387.1581420分离式YK46+495352.395YK47+881.23387.1791386.23沿线主要隧道表2隧址区工程地质条件

成渝高速路复线隧道隧址区地形、地貌受地质构造、地层岩性的控制明显，具有构造剥蚀-溶蚀显著特征，山脉走向与构造线方向一致，形成“一山三岭二槽”的特点，具典型的川东平行岭谷景观。隧址横贯扬子准地台重庆陷褶束华蓥山穹褶束的温塘峡背斜、沥鼻峡背斜和西山背斜，轴部地层为三叠系下统嘉陵江组（T1j）和三叠系中统雷口坡组（T2l）的可溶性碳酸盐岩类，两翼岩层由老至新依次出露三叠系上统须家河组（T3xj）和侏罗系下统的珍珠冲组（J1z）。隧道洞身工程地质条件、水文地质条件复杂，主要表现在嘉陵江组（T1j）和雷口坡组（T2l）岩溶较发育，含有盐溶角砾岩，水文地质条件复杂，隧道开挖易发生突水、突泥事故，且洞身可溶岩段落发育断层数条，断层带两侧岩溶发育、地下水丰富。另外，隧道洞身穿越煤矿采空区，易发生老窑突水、采空区崩塌以及瓦斯突出和煤尘爆炸等工程、水文地质危害。此外隧道洞顶地表水库、水塘较多，生态环境复杂。

温塘峡背斜

北碚向斜

沥鼻峡背斜壁山向斜大庙向斜赢山向斜西山背斜河包场背斜大石堡向斜高升镇背斜沿线隧道出露的基岩主要是三叠系地层。其中上统须家河组共分为6段，1、3、5为页岩含煤地层；2、4、6段以砂岩为主。中统雷口坡组灰岩与盐溶角砾岩互层；下统嘉陵江共分为4段，隧道区主要为3、4段，以灰岩为主。3隧道综合合勘察方方法鉴于本线线隧道工工程地质质、水文文地质条条件、环环境地质质条件均均较复杂杂，设计计和施工工均需采采取有效效的勘察察手段以以查清隧隧道洞身身工程地地质和水水文地质质条件。。隧道初初勘主要要采用地地面调查查、钻探探、波速速测井、、试验等等手段，，隧道详详勘采用用了遥感感判释、、地面地地质调查查、高密密度电法法、大地地电磁法法（EH4）、电测测深法、、综合测测井及钻钻探验证证、井下下彩色电电视的综综合勘探探方法。。4遥感判释释及解释释利用LANDSAT7+ETM的卫星遥遥感数据据进行判判释，其其中TM7(R)、TM4(G)和TM1(B)波段组合合可以很很好地解解析该区区域地质质构造，，而TM5(R)、TM3(G)和TM2(B)的组合也也相当好好。根据据地质判判释标志志,分析测区区地形地地貌、地地层岩性性、地质质构造和和不良地地质等对对隧道工工程的影影响。遥遥感成果果为下一一阶段的的地质调调绘工作作起宏观观指导作作用。结合区域域地质资资料，在在云雾山山隧址区区发现了了1条区域地地质资料料未揭示示，且延延伸长度度较大（（约15km），穿越越隧道的的断层。。由于断断层带及及其附近近可能岩岩石破碎碎且富含含岩溶水水，施工工过程中中有可能能产生突突水、突突泥，因因此该断断层是地地质调查查和物探探、勘探探的重点点。结合现场场调查，，缙云山山隧道出出口右洞洞的右侧侧存一冲冲沟，其其冲沟暴暴雨期水水量大，，冲刷能能力强，，最大日日降雨量量沙坪坝坝区2007年7月17日达266.6mm。冲沟山山坡局部部地段存存在采煤煤遗留的的煤矸石石和矿渣渣，存在在发生小小型泥石石流的危危险，且且暴雨期期间冲沟沟水量较较大对洞洞口有一一定影响响。建议议线路整整体向南南平移15m，以避开开冲沟影影响。5地面地质质调查在对区域域资料详详细研究究和遥感感判释的的基础上上，确定定地面工工程地质质和水文文地质调调查的重重点如下下。1)地层岩性性的分布布、特征征及时代代成因，，各地层层间的组组合关系系，重点点需查明明隧道两两侧须家家河含煤煤地层的的具体分分布层位位和厚度度。2)褶皱及断断裂构造造的分布布、规模模、性质质及对隧隧道工程程的影响响，节理理裂隙发发育特征征。3)开展大面面积的水水文地质质调绘，，结合水水文地质质钻探、、试验及及物探等等其他勘勘察成果果，查明明地下水水的补给给、径流流和排泄泄条件，，岩溶发发育规律律和水文文地质条条件，可可能发生生突水、、突泥段段落，对对隧道的的富水性性进行评评价，分分区段预预测隧道道的涌水水量。5地面地质质调查缙云山隧隧道详勘勘共完成成1:1万水文地地质调查查面积86Km2，实测地地质剖面面6条。1:2000工程地质质调查2.8Km2；云雾山山隧道详详勘共完完成1:1万水文地地质调查查面积42Km2，实测地地质剖面面6条，1:2000工程地质质调查3.4Km2；巴岳山山隧道详详勘共完完成1:1万水文地地质调查查面积42Km2，实测地地质剖面面6条，1:2000工程地质质调查3.5Km2。5地面地质质调查通过调查查，查清清了须家家河1、3、5段地层的的含煤层层分布部部位和厚厚度，也也基本确确定了隧隧道采空空区的分分布特征征，并结结合煤矿矿采矿资资料，基基本查清清了隧址址区的采采空区状状况以及及对隧道道施工的的影响。。5地面地质质调查由于隧道道采空区区煤层厚厚度在20~80cm之间，开开采煤层层薄。埋埋深大、、规模小小。且分分别于分分布背斜斜两翼，，其中上上统须家家河组一一、三、、五段为为含煤地地层，共共含煤层层、煤线线14层，其中中可采煤煤9层。分布布的煤层层虽然多多，但煤煤层的分分布不均均，煤层层名称也也不统一一，有的的煤层在在局部地地段可采采，而在在有的矿矿区缺失失，厚度度变化大大，具有有极不稳稳定的特特点。且大部分分煤矿处处于关停停状态，，开采年年代久远远，最早早于抗战战时期。。煤矿开开采资料料不全。。隧址区地地属西南南山区，，植被茂茂密。地地质调查查难度大大。针对以上上特点，，通过物物探手段段查明采采空区分分布难度度大，采采用钻孔孔一方面面费用高高，另一一方面布布置钻孔孔难度大大，目标标性不强强。本线隧道道勘察采采用在1:2000工程地质质调查的的基础上上，首先先详细划划分隧址址各段地地层。在在此基础础上，寻寻找隧道道周围道道路和露露头较好好边坡实实测地质质剖面，，推测含含煤地层层在隧址址区洞顶顶的具体体部位，，再布置置槽探查查明含煤煤地层在在隧址的的具体位位置，结结合收集集资料推推测采空空区在隧隧道洞身身的分布布。5地面地质质调查根据以上上调查和和分析结结果，部部分地段段进行钻钻孔验证证。全线共查查明隧道道穿越的的采空区区缙云山山8个；云雾雾山2个；巴岳岳山6个。截止2012年7月隧道施施工均穿穿越有采采空区地地段，实实际施工工情况与与地质勘勘察报告告里程最最大误差差20m。5地面地质质调查隧址区水水文地质质条件复复杂。隧隧址区内内背斜轴轴部为嘉嘉陵江组组地层，，地形上上呈岩溶溶槽谷，，背斜东东、西两两翼均为为须家河河组地层层形成的的山岭，，将嘉陵陵江组地地层封闭闭于岩溶溶槽谷内内，其中中的页岩岩为隔水水层，将将嘉陵江江组岩溶溶水封闭闭，使之之成为一一个独立立、封闭闭的水文文地质单单元。背背斜轴部部嘉陵江江组灰岩岩直接出出露于岩岩溶槽谷谷，该槽槽谷为地地下水补补给天窗窗，主要要接受大大气降和和地表水水补给，，槽谷两两侧斜坡坡地带接接受大气气降水补补给后，，一部分分在槽谷谷两侧以以泉点形形式排泄泄（为浅浅层地下下水强交交换区）），沿河河沟排出出槽谷外外。槽谷谷底部接接受大气气降水补补给后，，直接沿沿岩溶裂裂隙、落落水洞下下渗形成成地下水水，沿岩岩溶管道道运移。。隧道施施工过程程中易产产生突水水、突泥泥，且易易造成地地表塌陷陷等地质质灾害。。另外隧隧址背背斜两翼翼富含层层间承压压孔隙裂裂隙水。。含水岩岩组主要要为三叠系上上统须家家河组二二段、四四段、六六段的长长石石英英砂岩、、长石岩岩屑砂岩岩，间夹夹有第一一、三、、五段煤煤系地层层隔水层层。5地面地质质调查另外隧隧址背背斜两翼翼富含层层间承压压孔隙裂裂隙水。。含水岩岩组主要要为三叠系上上统须家家河组二二段、四四段、六六段的长长石石英英砂岩、、长石岩岩屑砂岩岩，间夹夹有第一一、三、、五段煤煤系地层层隔水层层。5地面地质质调查通过1:10000区域水文文地质调调查，调调查范围围为隧址址区岩溶溶水文地地质单元元。调查沿线岩溶分分布、规模特征和和发育规律。查明明可溶岩的岩性、、分布范围，岩层层产状、地质构造造特征、节理裂隙隙发育程度、可溶溶岩与非可溶岩的的接触界线，岩溶溶区地形地貌特征征、地表及地下主主要岩溶形态、规规模大小、分布特特点，岩溶水类型型、埋藏条件、补补给径流排泄条件件，地下水露头位位置、标高和流量量，地下水与地表表水的相互关系、、水力联系程度及及其常年动态变化化情况等。确定了了隧址区岩溶发育育的垂直分带特征征。查清了隧址址区的水文地质条条件。通过钻孔进行的抽抽水试验和压水试试验确定的水文地地质参数，为隧道道涌水量预测提供供了较为准确的水水文地质依据。6综合物探通过对隧址区工程程、水文地质、地地形等条件分析，，结合本路线方案案的特点、地质环环境特征及各方法法应用的地质地球球物理前提，确定定综合物探主要采采用了高密度电法法、大地电磁法（（EH4）2种方法贯通，且配配合电测深法、综综合测井、井内彩彩色电视等多种方方法，取得显著的的效果。重点部位位的综合物探异常常经钻孔验证均较较为准确。6综合物探缙云山隧道左线视视电阻率反演断面面图缙云山隧道右线视视电阻率反演断面面图6综合物探缙云山隧道左线K3+000-K4+000视电阻率反演断面面图6综合物探电测深工作采用四四极测深装置，AB/2=5m、10m、15m、20m、30m、40m、50m、60m、70m、60m、70m、80m、90m、110m、130m、150m、170m、190m、210m、250m、300m，MN/2=2m、10m。根据高密度电法法以及大地电磁法法（EH4）发现的断层破碎碎带部位，电测深深法分别在隧道中中线、两侧断层破破碎带各布置1条测线。电测深法法探查结果，进一一步具体确定破碎碎带与隧道的关系系，为钻孔验证较较为准确的确定了了孔位。云雾山隧隧道电测深法电阻阻率反演结果如图图所示。6综合物探综合测井的测量曲曲线有电阻率曲线线、自然电位曲线线、声速曲线、自自然伽马曲线、井井温及井径曲线。。综合各测井曲线在在不同地层中所表表现出的物性特征征、曲线变化形态态、幅值大小、物物性数值变化范围围，并结合钻探资资料来划分地层，，判断构造，确定定岩体完整性和风风化程度，大致了了解含水层部位。。完整灰岩电阻率较较高,电阻率曲线形态以以面包状、平缓状状、山峰形、锯齿齿形等多形态反映映，声波曲线呈低低幅震荡状。自然然伽玛曲线在低电电阻率处较高，在在高阻处较低。溶溶蚀破碎岩体的电电阻率低，声波曲曲线呈杂乱的“梳梳”状低异常反映映，一般伴有扩径径现象。综合测井的定性解解释通常采用2种或2种以上的测井参数数。在套管内或水水位以上采用放射射性曲线和井径曲曲线并结合钻探资资料进行定性判断断。在套管、水位位以下，采用声波波速度、电阻率、、自然伽玛、井径径等参数并结合钻钻探资料进行综合合判断。根据钻孔声波曲线线并结合钻探取心心岩块的波速，可可定量评价隧道洞洞身围岩的完整程程度，为隧道围岩岩分级定量提供依依据。综合测井分析得到到的地层深度、厚厚度、含水层部位位与钻探取芯结果果比较吻合。另外通过岩体声波波测试和实验室岩岩样声波测试，可可以判定岩体的完完整性系数，计算算隧道围岩的基本本质量指标。定量量评价隧道围岩级级别。6综合物探6综合物探通过钻孔内彩色电电视摄像，清晰地地显示出隧址区岩岩溶发育段落岩溶溶发育的规律，其其主要为垂直岩溶溶裂隙和顺层溶蚀蚀现象发育，未发发现较大的溶洞。须家河砂岩也节节理、裂隙发育。。6综合物探云雾山5号钻孔59.6米处溶蚀裂隙、岩岩石破碎，岩性为为嘉陵江三段灰岩岩缙云山2号钻孔121米处张开裂隙岩石石